إعلانات

منتدى المهندس  
هذه الرسالة تفيد بأنك غير مشترك فى منتدى المهندس . للاشتراك الرجاء اضغط هنــا
العودة   منتدى المهندس > المنتديات الهندسية المتخصصة > منتدى الطاقة الجديدة والمتجددة
مركز رفع الصور Engineer’s Blog مجلة المهندس سياسة الخصوصية المجموعات ألبومات الصور كتابة المعادلات الرياضية أخر المواضيع (RSS)
مركز رفع الملفات والصور أختصار الروابط صفحة الفيس بوك تويتر أخر مواضيع المنتدى أخر مواضيع المجلة أسعار الإعلانات


(?)
(?)
 
  
 

الخلايا الشمسية

الخلايا الشمسية الخلية الشمسية هى جهاز يقوم بتجميع الضوء الشمسي وتحويله مباشرة الى طاقه كهربية . وتختلف الخلايا الشمسية عن الخلايا الضوئية فى ان الاولى تقوم بتجميع الضوء الشمسي

إنشاء موضوع جديد  رد
المنتدى المشاركات الجديدة ردود اليوم مشاهدة المشاركات المشاركة التالية
 
أدوات الموضوع طرق مشاهدة الموضوع
#1  
قديم 07-01-2011, 06:11 مساءً
الصورة الرمزية con_eng
con_eng غير متصل
مشرفة سابقة
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 08-02-2008
الدولة: مصر
المشاركات: 1,393
التقييم: 4078 قوة التقييم: 119
جزاك الله خيرا: 64
تم شكره 82 مرة فى 59 مشاركة
رشح 32 مرة 21 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 2
تم ذكره فى: 1 مشاركة
تم تنبيهه فى: 10 موضوع
مشاهدة ألبوم صور con_eng's
ايقونة الترشيح الخلايا الشمسية

الخلايا الشمسية
الخلايا الشمسية solar_cells_panels_array_monocrystaline.jpg

الخلية الشمسية هى جهاز يقوم بتجميع الضوء الشمسي وتحويله مباشرة الى طاقه كهربية . وتختلف الخلايا الشمسية عن الخلايا الضوئية فى ان الاولى تقوم بتجميع الضوء الشمسي بينما الضوئية تقوم بتجميع اى ضوء من اى مصدر . ولا توجد الخلايا الشمسية كوحدات مفردة وانما توجد فى تجمعات تسمى بـ modules والغرض من تلك التجمعات هو زيادة التيار والجهد المقننين واللذان يمكن الحصول عليهم من الخلية .


ويرجع هذا الى ان الخلية الواحدة تكون قيمة التيار والجهد الناتجة منها صغيرة جدا لا تكفى وحدها لادارة ابسط الاحمال .ومن هنا تنطلق الابحاث العلمية المختلفة وغرضها جميعا كيفية زيادة كفاءة الخلايا الشمسية وفى نفس الوقت تقليل تكلفة التصنيع الخاصة بها .

تركيب الخلية الشمسية
تتكون الخلايا الشمسية من العديد من اشباه الموصلات . فاشباه الموصلات هي مواد ليست جيدة التوصيل للتيار الكهربي وايضا ليست رديئة وتصبح اشباه الموصلات موصله كهربيا اذا سقط عليها الضوء سواء شمسي او من مصدر اخر . ونجد ان نسبة تزيد عن 95% من الخلايا الشمسية المستخدمة على نطاق العالم هى مصنوعه من السيليكون .
خواص الخلايا الشمسية
قيمة الجهد الناتج من الخليه الشمسية يعتمد على نوع شبه الموصل المستخدم فنجد ان فى حالة استخدام السيليكون يكون الجهد الناتج فى حدود 0.5 فولت تقريبا وهى قيمة صغيرة بالفعل وهى معتمد ة بالدرجة الاولى على الاشعاع الضوئي المعروف باسم light radiation فى حين ان شده التيار الكهربي الناتج تعتمد على زيادة الاضاءة luminosity فعلى سبيل المثال نجد ان اعلى كثافة للتيار الكهربي هى 2 امبير و تم الحصول عليها عند ما كان الاشعاع 1000 وات / متر 2 .
مراحل تطور صناعه الخلايا الشمسية
مرت الخلايا الشمسية باطوار فى عمليه التصنيع وتسمي بالاجيال ويتم التصنيف الى 3 اجيال .
الجيل الاول :
كانت الخلايا الشمسية فى الجيل الاول من اهم خواصها اتساع المساحة وارتفاع الجودة وانها تتكون من وصله ثنائية وحيدة ونجد ان نظريا كفاءة ذلك الجيل 31%. ولكن عمليا نجد ان كفاءة جميع الخلايا الشمسية لاتزيد عن 16% !!!!
الجيل الثانى :
هوعبارة عن خلايا عديدة التبلر هذا بالاضافه الى ان السيليكون يتم معالجته كيميائيا قبل الاستخدام بغرض زيادة قدرته على التوصيل وفي ذلك الجيل يتم تقليل الحرارة المتولدة بداخل الخلية والتى تؤدى الى تقليل الكفاءة بصورة واضحة وايضا تم استخدام مواد اخرى مخلقه من اجل تقليل كفاءة الانتاج المرتفعة جدا لتلك الخلايا .
احد هذه المواد هو الكادميوم توليريد CdTe

الجيل الثالث:
كان الغرض منه هو تحسين الاداء الكهربي المتواضع لتلك الخلايا واستخدمت فيه تكنولوجيا معروفة باسم thin-film technologies وغرضها هو تحسين الكفاءة وابقاء التكلفة منخفضة . وتتراوح كفاءة التحويل من 30-60% نظريا

الان مع اتساع تطبيقات النانو نكنولوجى بدت الامال واضحة امام العلماء وبالفعل تم الحصول على كفاءات ممتازة مقارنة مع كل ما سبق التوصل اليه من قبل.

تطويع الخلايا للاستخدام
يتم الاستفادة من الخلايا الشمسية بتجميعها او بمعنى ادق توفيرها فى تجمعات تسمى modules وتكون تلك التجمعات موصله معا توالى وتوازى ايضا .فالتوصيل بالتوالى الغرض منه زيادة الجهد الناتج بينما التوصيل بالتوازى الغرض منه زيادة التيار الكهربي .
الخلايا الشمسية solar_panel_and_solar_cell.gif


الطاقه الناتجة من الخلايا الشمسية تقاس بالوات او الكيلووات حتى تقوم بحساب الطاقه التى تحتاجها لتغذيه حمل ما او لتطبيق معين لابد من قياس الوات- ساعه او الكيلووات – ساعه او الكيلووات- ساعه فى اليوم وهى الاكثر استخداما .
ونجد ان القدرة المتوسطة average power تساوى 20% من القدرة العظمى peak power فنجد ان الكيلووات الواحد من الطاقه العظمى peak يعادل 4.8 كيلووات ساعه لليوم الواحد (24 ساعه *1 كيلووات *20% = 4.8 كيلووات ساعه لليوم ).

ولكى تتم الاستفادة من تلك الطاقه فيتم توصيلها مع الشبكة من خلال انفرتر وذلك فى حال استخدمها بمفردها وايضا يتم استخدام نظام بطاريات لتخزين الطاقه . ويجب ان تتمتع بانظمة تحكم عاليه تتضمن مصداقيه الفصل والتوصيل مع الشبكة بمعنى ان يتم تغذيه المنزل مثلا بالطاقه الشمسية في حالة انقطاع الكهرباء مباشرة اتوماتيكيا وهذه احد اهم تطبيقات الخلايا " التجمعات " المفردة .

كيف تعمل الخلية الشمسية
هنا بعدما سبق يتوجب علينا معرفه كيف تعمل الخلايا الشمسية
الخلايا الشمسية figure_3.jpg




يتكون ضوء الشمس من فوتونات واى ضوء يتكون من فوتونات تلك الفوتونات هيه كميه من الطاقه حينما تسقط على شبه الموصل سواء من النوع N او النوع .P
الخلايا الشمسية _NTYPE.GIF



تلك الطاقه اذا كانت اكبرمن الطاقه التى تقوم ببقاء الالكترون مرتبط بالذرة بمعنى آخر اذا كانت كافيه لتحريرالالكترون فانه ينفصل من مكانه تاركا فجوة تحمل شحنه موجبه فبالتالى تكون اكثر رغبه فى جذب الالكترون من الذرة المجاورة تاركا هذا الالكترون ايضا فجوة وهكذا تظل الفجوة تتحرك من مكان الى اخر وكذلك الالكترون وهذا ما تعنيه الكهربية حركة الالكترونات من مكان لاخر وبهذا تتولد الكهرباء
الخلايا الشمسية Techniek_-_p_en_n_type_silicium__360_x_254__03.png

هل هذا ما يحدث ؟ هل كل الفوتونات قادرة على تحرير الالكترونات ؟

سنعرف الاجابة فى المشاركات القادمة ان شاء الله


رد مع اقتباس

مشاركة إعلانية ::

المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
الخلايا الشمسية AhmedEldeep المنتدى الهندسى العام 9 16-05-2012 05:30 صباحاً
تولـيد الطاقـة باسـتخدام الخلايـا الشمسـية نوار منتدى الهندسة الميكانيكية 10 28-11-2011 05:11 مساءً
الطاقة الشمسية واستخداماتها مهندسة الكلمات منتدى الهندسة الصناعية 2 01-08-2009 09:55 مساءً
الخلايا الشمسية العضوية قد تحل محل خلايا السيليكون رشيد الديزل منتدى الطاقة الجديدة والمتجددة 1 21-06-2009 10:18 مساءً
حفظ الخلايا الجذعية من دم الحبل السرى ايناس فوزي المنتدى العام 0 22-08-2008 06:05 مساءً

#2  
قديم 07-01-2011, 07:16 مساءً
الصورة الرمزية con_eng
con_eng con_eng غير متصل
مشرفة سابقة
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 08-02-2008
الدولة: مصر
المشاركات: 1,393
التقييم: 4078 قوة التقييم: 119
جزاك الله خيرا: 64
تم شكره 82 مرة فى 59 مشاركة
رشح 32 مرة 21 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 2
تم ذكره فى: 1 مشاركة
تم تنبيهه فى: 10 موضوع
مشاهدة ألبوم صور con_eng's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

بالطبع لا ليست كل الالكترونات قادرة على التحرر بواسطة الفوتونات
هناك ثلاث احتمالات لوضع الفوتون :
1- يمكن للفوتون ان يمرخلال شبه الموصل بدون اتخاذ اى تاثيرعلى الروابط الموجودة وهذا فى حالة الفوتونات ذات الطاقة المنخفضة اى اقل من قوة الرابطة التساهمية .
2- يمكن للفوتون ان ينعكس من السطح بدون الاختراق .
3- ان يخترق الفوتون الشبه موصل ويقوم بتحرير الالكترونات وهذا عندما تكون طاقته اكبر من قوة الرابطة التساهمية. وتلك هي الحالة المقصودة.

الدائرة المكافئة للخلية الشمسية

لكى نفهم سلوك الخلية الشمسية كان لابد من عمل نموذج كهربي مكافئ لها وذلك النموذج مبنى على مكونات كهربية معروفة سهلة الدراسة والتحليل.
فى النموذج المثالى للخلايا الشمسية يتم تمثيل الخليه بمصدر للتيار الكهربي معه موحد ثنائي Diode ولكن عمليا لا توجد خليه شمسية مثالية لذلك يتم وضع مقاومة على التوازى shunt resistance ومقاومة اخرى على التوالى series resistance كمحاكاة للواقع .


وهذا هو الرمز المستخدم للخلية الشمسية


التيار الناتج من الخلية الشمسية = التيار الناتج من المصدرIL - التيارالمار فى الموحد الثنائي ID- التيارالمار فى المقاومة الموجودة على التوازى RSH
الجهد الكهربي على طرفي الموحد الثنائى المقاومة = الجهد الموجود على الاطراف V+ التيار*المقاومة )(IR.
العوامل المؤثرة على كفاءة الخلية الشمسية
1- كفاءة التحويل energy conversion efficiency
وهى المعبرة عن كمية الضوء المتحولة الى كهرباء

eta (efficiency )= Pm/(Ac*E).
حيث ان E هو الاشعاع الضوئى و AC هى مساحة سطح الخليه و Pm هى اكبر قدرة تم الحصول عليها .
2- الكفاءة الحرارية Thermodynamic efficiency limit
حيث ان الخلية الشمسية تعمل كجهاز يقوم بتحويل الطاقه الكمية
3- الكفاءة الكمية Quantum efficiency

القدرة القصوى Maximum-Power Point
نظرا لان الخلايا الشمسية تنتج كميات صغيرة من الكهرباء وتحتاج الى مساحات واسعه من اجل انشاء تجمعات معا لاجل انتاج اكبر كمية ممكنة من الطاقة قام الباحثون بعمل نظام تعقب لاشعه الشمس بحيث يقوم بتوجيه الخليه دائما لاقصي مكان به تركيز عالى من الاشعه بحيث يمكن الاستفادة باكبر شكل ممكن من تلك الاشعه .
صواعق البرق والخلايا الشمسية :
بما ان الخلايا الشمسية يتم وضعها فى مسطحات واسعه واحيانا كثيرة يتم وضعها باعلى المنازل والفنادق فى حالة استخدمها كنظام للطاقة قائم بذاته stand alone فهذا يجعلها عرضه لصواعق البرق والجهود الزائدة .


من المعروف علميا ان ليس بالضرورى ان تؤثر صاعقة البرق مباشرة على سطح الاجهزة الالكترونية حتى تتخذ التاثير السلبي عليها وانما يكفى ان تؤثر بجوارها فانها تحمل الكابلات جهود زائدة .

للحماية ضد صواعق البرق تستخدم مانعات الصواعق او الاقطاب المعدنية تلك الاقطاب او الموانع اذا تم وضع احدها فوق مكان ما فانها توفر الحماية للمنطقة التى اسفلها في شكل مخروطى اى توفر مكان آمن فقط داخل المخروط كما يتضح من الشكل التالى واذا تواجد اى جسم خارج ذلك المخروط فلا حمايه له ويمكن استخدام اجهزة لحمايته خاصه به .







يتبع ان شاء الله

رد مع اقتباس

#3  
قديم 09-01-2011, 02:59 صباحاً
الصورة الرمزية مهندس صلاح يحيى
مهندس صلاح يحيى مهندس صلاح يحيى غير متصل
مشرف منتدى الهندسة الصناعية
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 20-02-2007
الدولة: مصر - حلوان
المشاركات: 801
التقييم: 3966 قوة التقييم: 116
جزاك الله خيرا: 23
تم شكره 145 مرة فى 114 مشاركة
رشح 90 مرة 62 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 4
تم ذكره فى: 6 مشاركة
تم تنبيهه فى: 34 موضوع
مشاهدة ألبوم صور مهندس صلاح يحيى's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

جزاك الله خيرا

رد مع اقتباس

#4  
قديم 09-01-2011, 06:04 مساءً
الصورة الرمزية con_eng
con_eng con_eng غير متصل
مشرفة سابقة
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 08-02-2008
الدولة: مصر
المشاركات: 1,393
التقييم: 4078 قوة التقييم: 119
جزاك الله خيرا: 64
تم شكره 82 مرة فى 59 مشاركة
رشح 32 مرة 21 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 2
تم ذكره فى: 1 مشاركة
تم تنبيهه فى: 10 موضوع
مشاهدة ألبوم صور con_eng's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

اقتباس:
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة مهندس صلاح يحيى
   جزاك الله خيرا

وجزاكم مثله ان شاء الله

رد مع اقتباس

#5  
قديم 09-01-2011, 06:16 مساءً
الصورة الرمزية con_eng
con_eng con_eng غير متصل
مشرفة سابقة
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 08-02-2008
الدولة: مصر
المشاركات: 1,393
التقييم: 4078 قوة التقييم: 119
جزاك الله خيرا: 64
تم شكره 82 مرة فى 59 مشاركة
رشح 32 مرة 21 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 2
تم ذكره فى: 1 مشاركة
تم تنبيهه فى: 10 موضوع
مشاهدة ألبوم صور con_eng's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

حتى مثل تلك الاضرار تنشا من صواعق البرق الغير مباشرة ولذلك يختلف اسلوب الحماية هنا , فنجد انه للحمايه من مثل تلك الصواعق نتبع التالى :-
عمل نظام ارضي ممتاز وتوصيل جميع الاسطح المعدنية الى النظام الارضي ايضا ترتيب الكابلات ووضعها بحيث تقلل من المجال الكهرومغناطيسي المتولد.


نظم الطاقه الشمسية مكلفة جدا فى الانشاء ولهذا يجب توفير نظام حماية قوى وايضا نظام تحكم لتعقب آشعه الشمس , الطاقة الشمسية هى طاقة نظيفة وهى مستقبل الطاقة المتجددة فان كانت هى الاكثر تكلفة الا ان الطاقه الشمسية هى اصل كل الطاقات الموجودة على سطح الارض سواء كانت غاز طبيعي او بترول .
بعض تطبيقات الخلايا الشمسية

تمتاز الخلايا الشمسية بالعديد منالمميزات أهمها:
· الخلايا الشمسية تقوم بتحويل الإشعاع الشمسيمباشرة إلى تيار كهربائي مستخدمة التأثير الفولتي دون اللجوءإلى المعالجةالحرارية.
· الخلايا الشمسية تعطي طاقة غير ناضبة ولا تحتاج إلى صيانةكثيرة وتلائم المناطق النائية.
· الخلايا الشمسية لها استجابة فورية معالإشعاع الشمسي ومتوقع لها عمر يزيد عن عشرين سنة.
· يمكن وضعها في مكانالاستعمال ولا تحتاج إلى إلي شبكات توزيع لتشغيلها.
· تعتبر مصدرا لطاقةنظيفة دون أي مخلفات تلحق الضرر بالبيئة.
· لا يوجد تداخل بينها وبينأنظمة الرادار والاتصالات السلكية واللاسلكية.
تستخدم الطاقة المنتجةبالخلايا الشمسية في العديد من المجالات منها :

المجالاتالفضائية:
تستخدم في شحن نضائد التشغيل لمركبات الأقمارالصناعية.

مجالات الاتصالات الأرضية:
تستخدم في محطات الإرسالوالاستقبال.

مجالات تشغيل الأجهزة الدقيقة:
تستخدم في الساعاتوالحاسبات الالكترونية وأجهزة التحكم بالمناطق النائية.

المجالاتالبترولية:
تستخدم في الحماية المهبطية لأنابيب النفط والغاز من التآكلالمعدني.



مجال إنتاج الطاقة:
تستخدم في توليد الطاقةالكهربائية وإنتاج غاز الهيدروجين كوسيلة لتحويل الطاقة الشمسية إلى وقود للسياراتوتخزينها للاستعمال فيما بعد.
وقد تم تصنيع سيارات تعمل بالطاقة الشمسية ولكنها لم تنتشر بعد بسبب التكلفة العالية.

يتبع ان شاء الله ,,,,,,

رد مع اقتباس

#6  
قديم 10-01-2011, 12:22 صباحاً
الصورة الرمزية sara sara
sara sara sara sara غير متصل
مشرف عام
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 19-12-2008
الدولة: الجزائـــــــــــــر
المشاركات: 2,399
التقييم: 3484 قوة التقييم: 114
جزاك الله خيرا: 566
تم شكره 298 مرة فى 217 مشاركة
رشح 25 مرة 19 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 2
تم ذكره فى: 13 مشاركة
تم تنبيهه فى: 46 موضوع
مشاهدة ألبوم صور sara sara's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

بارك الله فيك وجزاك الله خيرا


رد مع اقتباس

#7  
قديم 10-01-2011, 02:07 مساءً
الصورة الرمزية con_eng
con_eng con_eng غير متصل
مشرفة سابقة
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 08-02-2008
الدولة: مصر
المشاركات: 1,393
التقييم: 4078 قوة التقييم: 119
جزاك الله خيرا: 64
تم شكره 82 مرة فى 59 مشاركة
رشح 32 مرة 21 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 2
تم ذكره فى: 1 مشاركة
تم تنبيهه فى: 10 موضوع
مشاهدة ألبوم صور con_eng's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

اقتباس:
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة sara sara
   بارك الله فيك وجزاك الله خيرا

وبارك فيكم وجزاكم حسن الجزاء

رد مع اقتباس

#8  
قديم 19-02-2011, 09:52 مساءً
محمد حمدى ناصف محمد حمدى ناصف غير متصل
عضو متميز
 
اوسمتي

تاريخ التسجيل: 26-10-2007
المشاركات: 4,028
التقييم: 5484 قوة التقييم: 175
جزاك الله خيرا: 401
تم شكره 602 مرة فى 526 مشاركة
رشح 18 مرة 15 موضوع
رشح المواضيع الفائزة : 1
تم ذكره فى: 1 مشاركة
تم تنبيهه فى: 1 موضوع
مشاهدة ألبوم صور محمد حمدى ناصف's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

شكراااااااااااااوجزاك الله خيرا

رد مع اقتباس

#9  
قديم 22-02-2011, 02:41 مساءً
الصورة الرمزية البعث
البعث البعث غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 26-10-2007
المشاركات: 26
التقييم: 30 قوة التقييم: 26
جزاك الله خيرا: 0
تم شكره 2 مرة فى 2 مشاركة
رشح 0 مرة 0 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور البعث's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

مشكور اخي العزيز وبارك الله بيك

رد مع اقتباس

#10  
قديم 22-02-2011, 02:42 مساءً
الصورة الرمزية البعث
البعث البعث غير متصل
عضو جديد
 
تاريخ التسجيل: 26-10-2007
المشاركات: 26
التقييم: 30 قوة التقييم: 26
جزاك الله خيرا: 0
تم شكره 2 مرة فى 2 مشاركة
رشح 0 مرة 0 موضوع
المواضيع الفائزة : 0
تم ذكره فى: 0 مشاركة
تم تنبيهه فى: 0 موضوع
مشاهدة ألبوم صور البعث's
افتراضي رد: الخلايا الشمسية

مشكوووووووووووووووور اخي العزيز

رد مع اقتباس

إنشاء موضوع جديد  رد

العبارات الدلالية
الخلايا, الشمسية

أدوات الموضوع
طرق مشاهدة الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

كود BB متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

جميع الأوقات بتوقيت GMT +3. الساعة الآن 09:10 صباحاً.

تابعوا أخر مواضيع المنتدى للإشتراك فى جروب المهندس على جوجل تابعونا على تويتر تابعوا أخر مواضيع مجلة المهندس صفحة المهندس على الفيس بوك للإشتراك فى جروب المهندس على الياهو

مواقع صديقة: المكتبة العربية

Powered by vBulletin® Version 3.7.2
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.