ما هو النظام الكهروضوئي وكيف يعمل؟

يعد نظام الطاقة الضوئية (PV)، المعروف أيضًا باسم نظام الطاقة الشمسية، تقنية مبتكرة تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء عبر التأثير الضوئي. توفر هذه الأنظمة طاقة نظيفة ومتجددة للاستخدامات السكنية والتجارية والصناعية وعلى نطاق المرافق. في Grace Solar، نقود تكنولوجيا الطاقة الضوئية منذ أكثر من عقد، مع سعة مثبتة عالمية تبلغ 48 جيجاوات في أكثر من 100 دولة.

تمثل أنظمة الطاقة الضوئية واحدة من أسرع تقنيات الطاقة المتجددة نموًا، حيث تتزايد السعة العالمية بشكل كبير كل عام. تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن تصبح الطاقة الشمسية أكبر مصدر للكهرباء في العالم بحلول 2050، مع دور حاسم للطاقة الضوئية في هذا التحول.

المزايا الرئيسية لأنظمة PV

• متجددة ومستدامة: تستفيد من طاقة الشمس غير المحدودة تقريبًا
• فعالة من حيث التكلفة: انخفضت الأسعار بأكثر من 80٪ خلال العقد الماضي
• صيانة منخفضة: تتطلب القليل من الصيانة بعد التركيب
• الاستقلالية الطاقية: تقلل الاعتماد على المرافق التقليدية
• صديقة للبيئة: صفر انبعاثات أثناء التشغيل

العملية الأساسية وراء تقنية PV هي التأثير الضوئي، حيث تصطدم الفوتونات من ضوء الشمس بالمواد شبه الموصلة (عادةً خلايا شمسية من السيليكون) وتحرر الإلكترونات، محدثة تدفقًا للكهرباء. تم اكتشاف هذا الظاهرة لأول مرة عام 1839 بواسطة الفيزيائي الفرنسي إدموند بيكريل وتم تطويرها على مدى عقود لتصبح التقنية الفعالة المستخدمة اليوم.

تتكون الخلايا الشمسية الحديثة من طبقتين من مادة شبه موصلة، عادةً السيليكون، لإنشاء مجال كهربائي عند تقاطعهما. عند تعرض هذه الطبقات لأشعة الشمس، يتم تنشيط الإلكترونات، مما يؤدي إلى تدفقها وتوليد كهرباء تيار مستمر (DC).

• الألواح الشمسية: المكون الرئيسي الذي يحول ضوء الشمس إلى كهرباء.
• المحول (Inverter): يحول التيار المستمر إلى تيار متردد للاستخدام المنزلي أو التجاري.
• البطاريات (اختيارية): لتخزين الطاقة لاستخدامها أثناء الليل أو عند انقطاع التيار.
• نظام التركيب: يشمل الإطارات والدعامات لتثبيت الألواح الشمسية بشكل آمن.
• وحدات التحكم: لضمان حماية النظام وتنظيم تدفق الكهرباء.

أنواع أنظمة الطاقة الضوئية

• النظام المتصل بالشبكة: يرسل الطاقة الزائدة إلى الشبكة الكهربائية.
• النظام المستقل (Off-grid): يستخدم البطاريات لتخزين الكهرباء في المناطق البعيدة.
• النظام الهجين: يجمع بين الشبكة والبطاريات لتوفير مرونة أكبر.