يخرج من الشمس حزم صغيرة من الطاقة هي عبارة عن فوتونات تسافر من الشمس الى الأرض قاطعة مسافة تقدر ب٩٣ مليون ميل لذا تعتبر الشمس كمفاعل نووي طبيعي، وتعمل هذه الحزم الفوتونية على توليد الطاقة اللازمة للعالم كله، الذي بات خلال الآونة الأخيرة يتجه الى اعتماد الطاقة الشمسية كمصدر رئيسي للطاقة المستدامة عن طريق التقاط الطاقة المنبعثة من الشمس وتحويلها الى كهرباء تستخدم في المنازل وأماكن العمل.
ويستخدم هذا الشكل من الطاقة في الولايات المتحدة بنسبة تصل الى ١٥ بالمئة من الطاقة المستخدمة لديها، ونلاحظ مؤخرا أن تكنولوجيا هذا الشكل من الطاقة تتحسن بشكل ملحوظ بالإضافة الى انخفاض التكلفة اللازمة لها،مما يدفع الجميع الى الاستفادة بشكل أكبر من الطاقة الشمسية.
ويوضح تقرير عام 2017 الصادر عن وكالة الطاقة الدولية أن الطاقة الشمسية أصبحت مصدر الطاقة الأسرع نمواً في العالم، مما يعني تفوق الطاقة الشمسية علي كل أنواع الوقود الأخرى، في السنوات القادمة سنستفيد جميعًا من فوائد الكهرباء المولدة بالطاقة الشمسية بطريقة أو بأخرى.
كيفية عمل الألواح الشمسية
تأخذ الخلايا الشمسية الفوتونات الصادرة من الشمس فتتحول إلى إلكترونات التي تعمل علي توليد الطاقة، وتحتوي اللوحة الشمسية على العديد من الخلايا التي تُولد الإلكترونات اللازمة لتوليد الطاقة، ويمكن توصيل عدد من اللوحات مع بعضها لزيادة الطاقة المُنتجة.
من أي شيء تُصنع الألواح الشمسية
تتكون الألواح الشمسية من العديد من الخلايا الشمسية، وتُصنع الخلايا الشمسية من مادة السيليكون ، ويتم توصيلها بحيث يكون هناك طبقة إيجابية وأخري سلبية ، فتعملا معاً على خلق مجال كهربائي، تماماً كما هو الحال في البطارية.
كيف تقوم الألواح الشمسية بتوليد الكهرباء
تقوم الألواح الشمسية بتوليد تيار كهربائي ثابت عن طريق إمتصاص أشعة الشمس، حيث تتحرك الإلكترونات في التيار الثابت في إتجاه واحد حول الدائرة الكهربائية، أما التيار المتردد فإن هذه الإلكترونات تُضخ ثم تُسحب عكس إتجاهها بشكل منتظم مثل ما يحث عند تشغيل محرك السيارة.
ولقد تم اختيار طاقة التيار المتجدد لشبكة الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة لما تتميز به من تكلفة رخيصة، يتم الحصول علي التيار المتردد عن طريق تحويل التيار المباشر الناتج عن الألواح الشمسية بواسطة مُحول.
ويوجد العديد من أنواع الطاقة يمكنها أن تشغل هذا المحول مثل الغاز أو وقود السيارات والفحم والرياح أو الطاقة الشمسية.
العمل الذي يقوم به المُحول
يقوم المُحول الشمسي بأخذ التيار المباشر من الألواح الشمسية وتحويلها إلى تيار متردد وتكمن أهمية المُحول في كونه العقل المُفكر لهذا النظام، حيث يقوم بحماية نظام تشغيل الألواح الشمسية وما به من دوائر بشكل يُمكننا من الحصول علي الطاقة الكهربائية المطلوبة بشكل مُميز، ولقد سيطرت المحولات المركزية على صناعة الطاقة الشمسية منذ البداية، وهناك أيضا المحولات الصغيرة التي تعمل علي رفع كفاءة كل لوحة شمسية، فعند وجود مشكلة في إحدى الألواح الشمسية فإن وجود مثل هذه المُحولات الصغيرة تجعل بقية الألواح الشمسية تعمل بكفاءة عالية دون التأثر بهذه المشكلة.
كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية
ها هي بعض الأمثلة التي تُبين كيف تعمل الطاقة الشمسية في المنزل، تمتص الألواح الشمسية الموضوعة علي سقف المنزل الأشعة فتحولها إلى تيار مباشر فتجد مُحول يقوم بتحويلها إلى تيار مُتردد ويمكن استخدامها كطاقة كهربائية في المنزل، حيث إنها نظيفة وسريعة وتعمل بكفاءة عالية طول الوقت.
والجميل في هذا النظام أنه ليس عليك أن تقلق من عدم وجود الشمس ليلاً؟! لأن الألواح الشمسية تعمل بنظام يسمي قياس الشبكة، أي أن الألواح الشمسية تخزن الطاقة الزائدة التي تنتجها في ساعات النهار لاستخدامها في الأوقات الأخرى.
