الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية
تتشابه الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية إلى حد ما ، ولكن يمكن التمييز بينها إلى حد كبير لأن لكل منها استخدام ودائرة كهربائية مختلفة ، والخلية الشمسية مصممة للعمل فقط تحت ضوء الشمس.
بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي لإنتاج الكهرباء ؛ فيما يلي سنناقش الفرق بين الخلايا الشمسية والخلية الكهروضوئية بالتفصيل:
حدد الخلية الشمسية
الطريقة الأولى للمساعدة في فهم الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية هي معرفة تعريفها ، والخلايا الشمسية هي أشباه موصلات يتم فيها خلط السيليكون بمادة كيميائية لتكوين شحنة موجبة.
كما أنها مصنوعة من طبقة واحدة لتتناسب مع حجم خلية واحدة ، ثم يتم خلط السيليكون مع مادة كيميائية أخرى لتكوين شحنة سالبة وتصبح الطبقة العليا من تلك الخلية لذلك عندما يضربها الضوء. يتم إنشاء مجال كهربائي في الخليتين ، مما يسمح لهذه المواد الكيميائية بالتدفق إلى السيليكون وتوليد الطاقة.
أنواع الخلايا الشمسية
يمكن تقسيم الخلايا الشمسية إلى ثلاثة أنواع مختلفة واسعة وسنناقشها بالتفصيل أدناه:
1- خلايا السيليكون البلورية
من الأنواع الشائعة للخلايا الشمسية ، لأن 90٪ من الخلايا الشمسية مصنوعة من رقائق السيليكون البلورية المقطوعة من سبائك كبيرة موجودة في المعامل ، وتنمو هذه السبائك لمدة شهر ، على شكل بلورات مفردة ، وتستخدم في صنع ألواح الخلايا الشمسية.
2 خلايا شمسية رقيقة
تسمى الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بالخلايا الكهروضوئية لأنها أرق بنحو 100 مرة من الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري وتتكون من رقاقات بعمق صغير ، لكن لا يُطلق عليها ذلك الاسم.
يتم تصنيع هذه الخلايا من خلال طبقات لتشكيل وحدة كهروضوئية ، وهي من بين أرخص الخيارات لصنع الألواح الشمسية ويتم تصفيحها على النوافذ وبلاط الأسقف والزجاج والمعادن الأخرى.
ولكن على الرغم من مرونتها ، فهي ليست نوعًا من الخلايا فعالة مثل خلايا السيليكون البلورية التقليدية ، حيث تنتج طاقة بكفاءة 20٪ ، بينما خلايا الأغشية الرقيقة فعالة بنسبة 7٪ فقط ، حتى في أفضل أنواعها.
3- الجيل الثالث من الخلايا الشمسية
وهي من بين أنواع الخلايا الشمسية التي تجمع بين أحدث التقنيات ، حيث تتمتع بمزايا خلايا السيليكون البلورية ، كما أنها تتمتع بخصائص الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة ، والتي بفضلها توفر أكبر قدر من الطاقة والكفاءة.
في الاستخدام العملي ، تميل هذه الخلايا إلى أن تكون مصنوعة من السيليكون البلوري أو بلورات البيروفسكايت أو البوليمرات العضوية ، وهي مصنوعة من طبقات من مواد شبه موصلة ذات تقاطعات متعددة.
بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع هذه الخلايا بسعة عالية أكثر كفاءة وعملية من عدة أنواع أخرى من الخلايا ، وقد ثبت أنها تحقق حوالي 30٪ من الكفاءة المطلوبة.
تعريف الكهروضوئية
الخلايا الضوئية عبارة عن مقاومات لا يزيد قطرها عن نصف بوصة ، وهي مسطحة بسلكين من المعدن الصلب الرقيق يخرجان من الأسفل ويتصلان بلوحة دائرة كهربائية.
يتصل بالسطح العلوي للخلية شريحتان من المواد الكيميائية ، تشبه إلى حد بعيد الخلايا الشمسية. عندما يسقط الضوء عليها ، يتمدد الشريحتان لتتصل ببعضهما البعض ويمر التيار عبر المفتاح.
دور الخلايا الكهروضوئية
دور الخلية هو ما يفسر الاختلاف بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية ، لأن الخلايا الكهروضوئية لها دور مهم في تنظيم الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، لأن الخلايا الشمسية تنتج الكهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي.
يولد هذا الكهرباء من الإشعاع الشمسي ، من خلال إزالة الإلكترونات الخارجية ، ويمكن تصنيع الخلايا الكهروضوئية من مادة متعددة البلورات أو أحادية البلورات دون الحاجة إلى التعمق.
عندما يسقط الضوء على أشباه الموصلات في الخلية الكهروضوئية ، يتم تحفيز الإلكترونات السالبة وتتحلل ، وتنجذب إليها الطبقة الموجبة الموجودة تحتها ، مما يشكل حاجزًا بين كل من الطبقتين والموصلات مما يجبر الإلكترونات على التحرك. الخلية ، مما يتسبب في إنتاج تيار كهربائي.
ثم تجبر الموصلات التيار على مغادرة الخلية بتيار كهربائي يلتقط الطاقة التي تم إنتاجها من الخلية الكهروضوئية ثم تعود الإلكترونات إلى الخلية وتكرر العملية نفسها.
دور الخلايا الشمسية
تولد الخلايا الكهروضوئية دائمًا طاقة محدودة ، وهذا يتطلب ربط الخلايا الشمسية للعمل معًا ، لذلك تولد الخلايا الشمسية العديد من التيارات العالية وتزداد الطاقة ، وتساهم لوحة الخلايا الشمسية في الحفاظ على الخلايا داخل اللوحة.
هذا يعني أنهم أقل عرضة للتلف بسبب العوامل الجوية ومن ثم يتم توجيه الكهرباء إلى العاكس الصغير أو العاكس المركزي اعتمادًا على إعداد النظام وتحويلها إلى كهرباء التيار المتردد.
يمكن استخدامه في المنازل والأجهزة ، وتجدر الإشارة إلى أن عدد الخلايا يعتمد على الحجم المختار وأيضًا على العلامة التجارية للوحة.
معايرة الخلايا الضوئية والخلايا الشمسية
لإكمال عرض الاختلاف بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية ، تتم معايرة الخلية الشمسية باستخدام كمية معينة من المواد الكيميائية حتى يتم توليد قدر معين من الطاقة ، في حين أن الخلية الكهروضوئية هي مقاومة ودائرة كهربائية تسمح للجهاز لمعايرتها وفقًا للحساسية المرغوبة.
استخدام الخلايا الكهروضوئية والخلايا الشمسية
تشمل الاختلافات بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية استخدامها: تُستخدم الخلية الشمسية لتشغيل الأجهزة ذات الجهد المنخفض مثل الآلات الحاسبة أو لشحن سلسلة من البطاريات الكبيرة.
بينما تستخدم الخلايا الكهروضوئية في عدادات الضوء وكاميرات الفيديو وأعمدة إنارة الشوارع ، بالإضافة إلى كونها جزءًا من أجهزة الاستشعار الأمنية للشركات والمصانع ؛ عندما يتم حجب الضوء بواسطة جسم ما ، يتم قطع الطاقة عن الموقع.
نظام الضوئية
بعد معرفة الفرق بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية ، تجدر الإشارة إلى أن كل من الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية تعمل بطريقة مترابطة ومتسقة لأن الخلايا الكهروضوئية هي من بين المكونات الأساسية للألواح الشمسية.
في حين أن الألواح الشمسية هي مكونات حيوية لازمة للنظام الشمسي ، في حين أن كل خلية ضوئية فردية يمكنها تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء دون الحاجة إلى لوحة الخلايا الشمسية ، فإن اللوحة مهمة فقط لأن الطاقة المنبعثة من الخلايا تتكامل وتوجه نحو المنزل . والعاكس.
تختلف الخلية الشمسية عن الخلية الكهروضوئية في أنها تحصد الطاقة من ضوء الشمس لتوليد تيار كهربائي ، بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي لإنتاج تيار كهربائي.