الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية
تتشابه الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية إلى حد ما، لكن يمكن أن يتم التفرقة بينهما بشكل كبير، حيث إن لكل منهما طريقة استخدام ودائرة كهربية مختلفة، كما أن الخلية الشمسية يتم تصميمها للعمل تحت أشعة الشمس فقط، بينما تكون الخلية الكهروضوئية معتمدة على مصدر ضوئي ليولد الكهرباء لذا فيما يلي سوف نتطرق إلى توضيح الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية بشكل تفصيلي، أولا لكي نستطيع معرفة الفرق بينهم يجب توضيح تعريفهما:
الخلية الشمسية
الخلية الشمسية، جهاز يقوم بتحويل طاقة الضوء مباشرة إلى طاقة كهربائية، بحيث يتم تصنيع الغالبية العظمى من الخلايا الشمسية من السيليكون لزيادة الكفاءة وخفض التكلفة، على عكس البطاريات أو خلايا الوقود، لا تستخدم الخلايا الشمسية التفاعلات الكيميائية أو تتطلب وقودا لإنتاج الطاقة الكهربائية ، وعلى عكس المولدات الكهربائية، لا تحتوي على أي أجزاء متحركة، كما يمكن ترتيب الخلايا الشمسية في مجموعات كبيرة تسمى المصفوفات، حيث يمكن لهذه المصفوفات، المكونة من عدة آلاف من الخلايا الفردية، أن تعمل كمحطات طاقة كهربائية مركزية، وتحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية لتوزيعها على المستخدمين الصناعيين والتجاريين والسكنيين.
الخلية الكهروضوئية
الخلية الكهروضوئية (PV) هي تقنية لتجميع الطاقة، والتي تحول الطاقة الشمسية إلى كهرباء مفيدة من خلال عملية تسمى التأثير الكهروضوئي، وهناك عدة أنواع مختلفة من الخلايا الكهروضوئية التي تستخدم جميعها أشباه الموصلات للتفاعل مع الفوتونات الواردة من الشمس لتوليد تيار كهربائي..
التأثير الكهروضوئي هو عملية تولد الجهد أو التيار الكهربائي في الخلية الكهروضوئية عندما تتعرض لأشعة الشمس، حيث تتكون هذه الخلايا الشمسية من نوعين مختلفين من أشباه الموصلات (النوع p والنوع n) والتي يتم ضمها معا لإنشاء الخلية الشمسية (p-n)، من خلال هذين النوعين من أشباه الموصلات، يتم تكوين مجال كهربائي في منطقة التقاطع حيث تتحرك الإلكترونات إلى الجانب p الموجب وتتحرك الثقوب إلى الجانب n السلبي، بحيث يتسبب هذا المجال في تحرك الجسيمات سالبة الشحنة في اتجاه والجسيمات موجبة الشحنة في الاتجاه الآخر. ولا بد من التنبيه هنا أن الضوء يتكون من فوتونا (وهي مجرد حزم صغيرة من الإشعاع أو الطاقة الكهرومغناطيسية)، عندما يسقط ضوء بطول موجي مناسب على الخلايا الكهروضوئية، فإنه يتم نقل الطاقة من الفوتون إلى إلكترون عن طريق المادة شبه الموصلة، مما يتسبب في جعلها في حالة طاقة أعلى تُعرف باسم نطاق التوصي، ثم في حالة إثارة نطاق التوصيل، تتكون الإلكترونات الحرة وتتحرك عبر المادة، وهذه الحركة للإلكترون هي التي تولد تيارا كهربائيًا في الخلية.
ملخص الاختلاف بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية
تعد الخلايا والألواح الكهروضوئية أجزاء متكاملة ومترابطة بشكل وثيق، بحيث أن هذا الترابط يشكل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وتعد الخلايا الكهروضوئية المكون الرئيسي الذي يتكون منه الألواح الشمسية، بينما تعد الألواح الشمسية مكونا حيويا يتكون من النظام الشمسي .
وفي حين أن خلية كهروضوئية الواحدة قادرة على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بمفردها، فإن اللوحة ضرورية، لأنها تجعل الخلية أقل عرضة للتلف بسبب عوامل الطقس كما تقوم بدمج وتوجيه الطاقة الكهربائية الخارجة من الخلايا إلى العاكس والمنزل، وبالاعتماد على النظام الكهربائي للمنشأة فيتم تحويل الكهرباء إلى كهرباء ذات تيار متردد، يمكن أن يتم استخدامها في المنازل والأجهزة، والجدير بالذكر أن عدد الخلايا يعتمد على الحجم الذي يتم اختياره، كما يعتمد على العلامة التجارية الخاصة باللوحة.
أيضا من ضمن الفروق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية هي الاستخدامات الخاصة بكل منهما، حيث يتم استخدام الخلية الشمسية من أجل تشغيل الأجهزة ذات الجهد المنخفض كالآلات الحاسبة، أو شحن سلسلة من البطاريات الكبيرة، بينما تستخدم الخلايا الكهروضوئية في العدادات الخاصة بالضوء، كاميرات الفيديو، إضاءة أعمدة الشوارع، بالإضافة إلى أنها تدخل في أجهزة الاستشعار الخاصة بأمان الشركات والمصانع فعندما يتم حجب الضوء بواسطة كائن يتم قطع الطاقة عن المكان.
النظام الكهروضوئي
يتكون النظام الكهروضوئي (PV) من لوحة شمسية واحدة أو أكثر مدمجة مع عاكس وأجهزة كهربائية وميكانيكية أخرى تستخدم الطاقة من الشمس لتوليد الكهرباء، يمكن أن تختلف الأنظمة الكهروضوئية بشكل كبير في الحجم فهناك أنظمة صغيرة على الأسطح وهناك أنظمة محمولة إلى محطات توليد ضخمة، على الرغم من أن الأنظمة الكهروضوئية يمكن أن تعمل من تلقاء نفسها كنظم كهروضوئية خارج الشبكة، إلا أنه إذا أراد المهندس الكهربائي الحصول على عمل منظم لتوليد الكهرباء والتحكم بالطاقة الناتجة، فان الأنظمة المتصلة بشبكة أو الأنظمة الكهروضوئية المرتبطة بالشبكة هي الخيار الأفضل.
