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 تحت ضوء الشمس فقط.
بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي لإنتاج الكهرباء ؛ لذلك ، في ما يلي ، سنناقش الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية بالتفصيل:
تعريف الخلايا الشمسية
الطريقة الأولى لفهم الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية هي معرفة تعريفها ، فالخلايا الشمسية عبارة عن أشباه موصلات يتم فيها خلط السيليكون بمادة كيميائية لتكوين شحنة موجبة.
كما أنها مصنوعة من طبقة واحدة تتطابق مع حجم الخلية الفردية ، ثم يتم خلط السيليكون مع مادة كيميائية أخرى لتكوين شحنة سالبة وتصبح الطبقة العليا من تلك الخلية ، وعند إضاءة الخليتين ، يتم إنشاء مجال كهربائي أن هذه المواد الكيميائية تسمح لها بالتدفق في السيليكون وإنتاج الطاقة.
أنواع الخلايا الشمسية
يمكن تقسيم الخلايا الشمسية إلى ثلاثة أنواع عريضة مختلفة وسنناقشها بالتفصيل أدناه:
1- خلايا السيليكون البلورية
أحد الأنواع الشائعة للخلايا الشمسية ، لأن 90٪ من الخلايا الشمسية مصنوعة من رقائق السيليكون البلورية المقطوعة من سبائك كبيرة الحجم توجد في المعامل ، وتستغرق هذه السبائك شهرًا لتنمو إلى شكل بلوري واحد. ، وتستخدم لإنشاء ألواح الخلايا الشمسية.
2- الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة
تسمى الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بالخلايا الكهروضوئية لأنها أرق بنحو 100 مرة من الخلايا الشمسية البلورية المصنوعة من السليكون وتتكون من رقائق بعمق صغير ، لكن لا يُطلق عليها ذلك الاسم.
يتم تصنيع هذه الخلايا عن طريق تجميع الخلايا الكهروضوئية معًا ، والتي تعد من بين أرخص الخيارات لإنتاج الألواح الشمسية ، ويتم تصفيحها بالنوافذ وبلاط الأسقف والزجاج والمعادن الأخرى.
ولكن على الرغم من مرونتها ، فهي ليست فعالة مثل خلايا السيليكون البلورية التقليدية ، وتنتج طاقة بكفاءة 20٪ ، بينما خلايا الأغشية الرقيقة تكون فعالة بنسبة 7٪ فقط ، حتى بالنسبة لأفضل الأنواع.
3- الجيل الثالث من الخلايا الشمسية
وهي من بين أنواع الخلايا الشمسية التي تجمع بين أحدث التقنيات ، حيث تتمتع بمزايا خلايا السيليكون البلورية بالإضافة إلى خصائص الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة ، والتي بفضلها توفر أكبر قدر من الطاقة والكفاءة.
كما أنها عملية للاستخدام وتميل الخلايا إلى أن تكون مصنوعة من السيليكون البلوري أو بلورات البيروفسكايت أو البوليمرات العضوية وتتميز بأنها تتكون من طبقات من مواد شبه موصلة ولها تقاطعات متعددة.
بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع هذه الخلايا بقدرة عالية لتكون أكثر كفاءة وعملية من العديد من أنواع الخلايا الأخرى ، وقد ثبت أنها تحقق حوالي 30٪ من الكفاءة المطلوبة.
تعريف الخلايا الكهروضوئية
الخلايا الكهروضوئية هي مقاومات لا يزيد قطرها عن نصف بوصة. إنها مسطحة مع اثنين من الأسلاك المعدنية الصلبة الرقيقة الخارجة من الأسفل ومتصلة بلوحة الدائرة.
يتم توصيل شريحتين من المواد الكيميائية ، تشبه إلى حد بعيد الخلايا الشمسية ، بالسطح العلوي للخلية ، عندما يسقط الضوء عليها ، يتمدد الشريحتان لتلتصق ببعضهما البعض ويمر التيار عبر المفتاح.
دور الخلايا الكهروضوئية
دور الخلية هو ما يفسر الاختلاف بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية ، لأن الخلايا الكهروضوئية لها دور مهم في تنظيم الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، لأن الخلايا الشمسية تنتج الكهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي.
ومن هذا يتم إنتاج الكهرباء من الإشعاع الشمسي ، عن طريق فصل الإلكترونات الخارجية ، ويمكن تصنيع الخلايا الكهروضوئية من مادة متعددة البلورات أو أحادية البلورات دون الحاجة إلى التعمق.
عندما يضيء أشباه الموصلات للخلية الكهروضوئية ، يتم إثارة الإلكترونات السالبة وفصلها ، وتنجذب إليها الطبقة الموجبة الموجودة تحتها ، وتشكل حاجزًا بين كل من الطبقتين ، ويجبر الموصل الإلكترونات على السفر حول الخلية. تسبب في إنتاج تيار كهربائي.
ثم تدفع الموصلات التيار خارج الخلية التي تقوم بتوصيل تيار كهربائي يجمع الطاقة التي تم إنتاجها من الخلية الكهروضوئية ، ثم تعود الإلكترونات إلى الخلية وتكرر العملية نفسها مرة أخرى.
دور الخلايا الشمسية
تولد الخلايا الكهروضوئية دائمًا طاقة محدودة ، مما يتطلب ربط الخلايا الشمسية للعمل معًا ، لذلك تولد الخلايا الشمسية العديد من التيارات العالية وتزداد الطاقة ، وتساهم لوحة الخلايا الشمسية في توفير الخلايا داخل اللوحة.
هذا يعني أنها أقل عرضة للتلف بسبب الطقس ويتم توجيه الكهرباء بعد ذلك إلى عاكس صغير أو مركزي اعتمادًا على إعداد النظام وتحويلها إلى كهرباء التيار المتردد.
يمكن استخدامها في المنازل والأجهزة ، وتجدر الإشارة إلى أن عدد الخلايا يعتمد على الحجم المختار وأيضًا على العلامة التجارية للوحة.
معايرة الخلايا الضوئية والشمسية
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 قم بمعايرتها وفقًا للحساسية المرغوبة.
استخدام الخلايا الكهروضوئية والخلايا الشمسية
تشمل الاختلافات بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية استخدامها ، حيث 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 استخدامها في أجهزة الاستشعار الأمنية للشركات والمصانع ؛ عندما يتم حجب الضوء بواسطة جسم ما ، يتم قطع الطاقة عن الموقع.
نظام الضوئية
بعد التعرف على الفرق بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية ، تجدر الإشارة إلى أن كل من الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية تعمل مترابطة ومتناسقة ، لأن الخلايا الكهروضوئية هي جزء أساسي من الألواح الشمسية.
في حين أن الألواح الشمسية هي مكونات حيوية تحتاج إلى نظام شمسي ، في حين أن كل خلية ضوئية فردية يمكنها تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء دون الحاجة إلى لوحة الخلايا الشمسية ، لأن اللوحة مهمة فقط لأن الطاقة المنبعثة من الخلايا يتم دمجها وتوجيهها 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 التيار الكهربائي.