الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية

الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية ليس كبيرا حيث أن كل خلية مكملة لأهمية وعمل الخلية الأخرى، ولكن هناك بعض الاختلافات بين كل نوع خلية والآخر.

وهي في المعايير والتصميم، ولكن أيضًا في استخدامها، لذلك سنناقش من خلال موقع تريندات نيوز عرض الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية بالتفصيل.

الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية

تتشابه الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية إلى حد ما، إلا أنها يمكن أن تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض لأن لكل منهما طريقة استخدام ودائرة كهربائية مختلفة، والخلية الشمسية مصممة لتعمل فقط في ضوء الشمس.

بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي لتوليد الكهرباء؛ ولذلك سنناقش الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية بالتفصيل فيما يلي:

تعريف الخلية الشمسية

الطريقة الأولى للمساعدة في فهم الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية هي معرفة تعريفهما. الخلايا الشمسية هي أشباه موصلات، حيث يتم خلط السيليكون مع مادة كيميائية لإنتاج شحنة موجبة.

ويتم تصنيعه أيضًا في طبقة واحدة لاستيعاب حجم الخلية الواحدة. ثم يتم خلط السيليكون مع مادة كيميائية أخرى لإنتاج شحنة سالبة، والطبقة العليا من تلك الخلية عندما يسلط الضوء على الخلايا تخلق مجالا كهربائيا يسمح لهذه المواد الكيميائية بالتدفق إلى السيليكون لإنتاج الطاقة.

أنواع الخلايا الشمسية

يمكن تقسيم الخلايا الشمسية إلى ثلاثة أنواع رئيسية مختلفة، وفيما يلي سنشرحها بالتفصيل:

1- خلايا السيليكون البلورية

أحد أكثر أنواع الخلايا الشمسية شيوعاً، حيث أن 90% من الخلايا الشمسية مصنوعة من رقائق السيليكون البلورية، والتي يتم تقطيعها من سبائك كبيرة الحجم موجودة في المختبرات. وتستغرق هذه السبائك شهرًا لتنمو، وتأخذ شكل بلورات مفردة، وتُستخدم في صناعة الألواح الشمسية.

2- الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة

تسمى الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بالخلايا الكهروضوئية لأنها أرق بحوالي 100 مرة. تتكون الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلورية من رقائق ذات عمق صغير، لكنها لا تسمى بذلك.

يتم إنتاج هذه الخلايا عن طريق وضع طبقات لإنشاء وحدة كهروضوئية، وهي من بين أرخص الخيارات لإنتاج ألواح الخلايا الشمسية، ويتم لصقها على النوافذ وبلاط الأسطح والزجاج والمعادن الأخرى.

لكن على الرغم من مرونتها، إلا أنها ليست بكفاءة خلايا السيليكون البلورية العادية، لأنها تنتج الطاقة بكفاءة تصل إلى 20%، بينما تبلغ كفاءة الخلايا ذات الأغشية الرقيقة حوالي 7% فقط، حتى في أفضل الأنواع.

3- الجيل الثالث من الخلايا الشمسية

وهي أحد أنواع الخلايا الشمسية التي تجمع بين أحدث التقنيات، وذلك لما تتمتع به من مميزات خلايا السيليكون البلورية، كما تتميز بخصائص الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، مما يجعلها توفر أكبر قدر من الطاقة والكفاءة.

كما أنها عملية في الاستخدام، وعادة ما تكون هذه الخلايا مصنوعة من السيليكون البلوري أو بلورات البيروفسكايت أو البوليمرات العضوية، وتتميز بأنها مكونة من طبقات من مواد شبه موصلة وتتميز بروابط متعددة.

بالإضافة إلى ذلك، تتمتع هذه الخلايا بقدرة عالية على أن تكون أكثر كفاءة وعملية من عدة أنواع أخرى من الخلايا، وقد أثبتت قدرتها على تحقيق ما يقارب 30% من الكفاءة المطلوبة.

تعريف الخلية الكهروضوئية

الخلايا الضوئية عبارة عن مقاومات لا يتجاوز قطرها نصف بوصة، وهي مسطحة ومزودة بسلكين من المعدن الصلب الرقيق، يخرجان من الأسفل ويتصلان بلوحة دائرة مطبوعة.

يتم ربط شريطين من المواد الكيميائية، التي تشبه الخلايا الشمسية إلى حد كبير، بالسطح العلوي للخلية. عندما يسلط الضوء عليه، يتوسع الشريطان ويتصلان معًا، ويتدفق التيار عبر المفتاح.

دور الخلايا الشمسية الكهروضوئية

ويوضح دور الخلية الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية حيث تلعب الخلايا الكهروضوئية دورا هاما في تنظيم الطاقة الشمسية الكهروضوئية حيث تقوم الخلايا الشمسية بإنتاج الكهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي.

ويولد ذلك الكهرباء من ضوء الشمس، عن طريق تفكيك الإلكترونات الخارجية، ويمكن صنع الخلايا الكهروضوئية من مادة متعددة البلورات أو أحادية البلورات، دون الحاجة إلى التعمق أكثر.

عندما يسلط الضوء على أشباه الموصلات في الخلية الكهروضوئية، يتم تحفيز الإلكترونات السالبة وتتفكك، مما يؤدي إلى جذب الطبقة الموجبة الموجودة تحتها. ويتم تشكيل حاجز بين كل من الطبقتين، وتجبر الموصلات الإلكترونات على السفر حول الخلية. مما يخلق تيارا كهربائيا.

ثم تقوم الموصلات بإجبار التيار على مغادرة الخلية ويحمل تيارًا كهربائيًا، والذي يلتقط الطاقة التي تنتجها الخلية الكهروضوئية. ثم تعود الإلكترونات إلى الخلية وتتكرر العملية مرة أخرى.

دور الخلايا الشمسية

تولد الخلايا الكهروضوئية دائمًا طاقة محدودة، وهذا يتطلب أن تكون الخلايا الشمسية متصلة ببعضها البعض حتى تعمل معًا. تولد الخلايا الشمسية الكثير من التيارات العالية وتزداد الطاقة، وتساهم لوحة الخلايا الشمسية في صيانة الخلايا الموجودة في اللوحة.

وهذا يعني أنها أقل عرضة للتلف الناتج عن العناصر، ويتم بعد ذلك توجيه الكهرباء إلى العاكس الصغير أو العاكس المركزي، اعتمادًا على إعداد النظام، ويتم تحويلها إلى تيار متناوب.

ويمكن استخدامها في المنازل والأجهزة، ومن الجدير بالذكر أن عدد الخلايا يعتمد على الحجم المختار، وكذلك على العلامة التجارية للوحة.

معايرة الخلايا الكهروضوئية والخلايا الشمسية

ولاستكمال عرض الفرق بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية يتم معايرة الخلية الشمسية باستخدام كمية معينة من المواد الكيميائية لتوليد كمية معينة من الطاقة بينما الخلايا الكهروضوئية عبارة عن مقاومة ودائرة كهربائية يتم من خلالها الجهاز لمعايرتها حسب للحساسية المطلوبة .

استخدام الخلايا الكهروضوئية والخلايا الشمسية

أحد الاختلافات بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية هو تطبيقات كل منهما. يتم استخدامها لتشغيل الأجهزة ذات الجهد المنخفض مثل الآلات الحاسبة، أو لشحن مجموعة من البطاريات الكبيرة.

بينما تُستخدم الخلايا الكهروضوئية في عدادات الضوء وكاميرات الفيديو وإنارة أعمدة الشوارع، بالإضافة إلى استخدامها في أجهزة الاستشعار لسلامة الشركات والمصانع؛ عندما يتم حجب الضوء بواسطة جسم ما، يتم قطع الطاقة عن المنطقة.

نظام الضوئية

بعد معرفة الفرق بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية، تجدر الإشارة إلى أن كلا من الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية تعمل بشكل مترابط ومتناغم، حيث تعد الخلايا الكهروضوئية من المكونات الأساسية لألواح الخلايا الشمسية.

على الرغم من أن الألواح الشمسية هي مكونات أساسية ضرورية للنظام الشمسي، في حين أن كل خلية كهروضوئية فردية يمكنها تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء دون الحاجة إلى لوحة خلايا شمسية، إلا أن أهمية اللوحة فقط هي أن الطاقة المنبعثة من الخلايا يتم تجميعها وتوجيهها إلى الجسم. شمس . المنزل والعاكس.

وتختلف الخلية الشمسية عن الخلية الكهروضوئية في أنها تستمد طاقتها من ضوء الشمس لتوليد تيار كهربائي، بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي لتوليد تيار كهربائي.