الشمسية الخاليا تاريخ

الضوئية " مصطلح أصل اليونانية ( photovoltaic" )إن φῶς )من)phōs( ) فولت إيطالي، فيزيائي وهو فولتا اسم ومن الضوء ويعني

- المصطلح- أصبح بذا ،و الكهربائية الدافعة للقوة تابعة )وحدةphotovoltaic ) عام منذ اإلنجليزية .1849باللغة

عام في الضوئية تأثير على مرة ألول التعرف قبل 1839تم من . ضوئية خلية أول بناء تم فقد ذلك ومع بيكريل الفرنسي الفيزيائي

- 1883عام السيلينيوم بتغليف قام الذي فريتز، شارلز قبل من - لتشكيل الذهب من جدا رقيقة بطبقة الموصالت أشباه

حوالي. الجهاز كفاءة وكانت . 1التقاطعات عام وفي فقط ٪1888 كهروضوئية خلية أول الكسندرستوليتوف الفيزيائي الروسي بنى

هاينريش اكتشفه الذي الخارجي الكهروضوئي تأثير أساس علىعام من سابق وقت في آينشتاين. 1887هيرتز ألبرت وضح وقد

عام في الكهروضوئي نوبل 1905التأثير جائزة على حصل وقدعام الفيزياء اختراع. 1921في براءة على أوهل روسل حصل وقد

عام في الحديثة الشمسية الخاليا تقاطع في الموصالت ألشباهمن 1946 سلسلة فيه تمت الذي الوقت في اكتشافه تم الذي ،

بالترانزستور عنيت التي .التطورات

الشمسية جهاز الكهروضوئية أو الضوئية أو الخليةالشمسية  يحول إلى  الطاقة كهربائية  مباشرة التأثير مستغال طاقة

الجهدي .الضوئيالطاقة ) وحدات الشمسية الخاليا من التجمعات تستخدم

كهرباء،( الى لتحويله الشمس ضوء من الطاقة اللتقاط الشمسيةالتركيب ) أولوية تكون حيث معا متعددة وحدات تجميع يتم عندما

) الضوئية الخاليا هذه تركيب يتم محمول قطبي تعقب بنظامالطاقة بلوح وتسمى واحد سطح على توجيهها يتم واحدة كوحدة

من .(.. solar panel )الشمسية الناتجة الكهربائية الطاقة إنالضوئية استخدام (. Solar power )الوحدات على مثاأل وتعتبر

الشمسية .. الطاقة

1

المتعلقة والبحوث التكنولوجيا مجال هو الكهروضوئية الخاليا إنالرغم وعلى لكن الضوء، الكهرباءمن إنتاج في العملي بالتطبيقتوليد إلى باإلشارة التحديد وجه على يستعمل ما غالبا ذلك من

. لم وإن الضوئية بالخاليا الخاليا توصف الشمس ضوء من الكهرباءالضوء ) المصباح، ضوء ذلك ومثال الشمس هو الضوء مصدر يكن

.).. للكشف الكهروضوئية الخاليا وتستخدم وغيرها االصطناعي،من بالقرب الكهرومغناطيسي اإلشعاع من غيره أو ضوء عن

أو الحمراء، تحت األشعة عن كالكشف مرئية، ضوئية مجموعةالضوء شدة .قياس

الضوئية ) التي( Photovoltaics PV) : باإلنجليزية) الفولتيةالشمسية  ب تعرف الفولتضوئية  الخاليا )أوالخاليا

photovoltaic cells ) أشعة تحويل يتم خاللها مباشرة الشمس منالموصالت ، كهرباءإلى أشباه استخدام طريق عن

.  السليكون مثل مواد عامة وبصفة النقي الرمل من يستخرج الذيإما الخاليا كالسيليكون  بلورية ةماد هذه ) البلوري سميكة

Crystalline Silicon) البلورية  أو السيلكون  مادة كمادة رقيقة Cadmium )Telluride و (Amorphous Silicon a-Si )الالبلوري

CdTe(أو( Copper Indium Diselenide )CuInSe^2, or CIS( من او شرائح فوق كطبقات مترسبة الموصالت  مواد تتكون شبه

) ( الجاليوم زرنيخيد أرسنيد . مناليسفر ألنه والنظيفة، المتجددة الطاقة من شكال طاقاتها وتعتبر

تحتاج حتي وال إشعاعات وال ضوضاء وال ملوثة نفايات تشغيلها عنالطاقة. بمصادر مقارنة مرتفعة االبتدائية كلفتها لكن لوقود

هو. ) كما ومباشرة مستمرة كهرباء تولد الشمسية والخاليا األخرىالعادية والجافة السائلة البطاريات .)في

شدة أشعة ىعل تيارها تعتمد وشدة الشمس سطوع وقتكفاءة على وكذلك في الشمس، نفسها الضوئية الخلية

الشمسية  تحويل كهربائية  إلى الطاقة الخاليا . طاقة لهذه يمكنمن الفولتات مئات إعطاء الكهربائي  الشمسية المستمر التيار

DC . الطاقة تخزين يمكن كما التوالي علي الخاليا هذه وصلت لوالحامضية بطاريات في من الناتجة أو الرصاص المصنوعة

معدني من المصنوعة تحويل . والكادميوم النيكل القاعدية ويمكنالمستمر متردد  إلي DC التيار ال AC تيار العاكسات بواسطة

2

Invertor والصناعية المنزلية الكهربائية األجهزة وإدارة لالستعمال.العادية

. تعمل لهذا للعطل تتعرض متحركة أجزاء بها ليس أنها ميزتها منالصناعية  فوق لصيانة  األقمار التحتاج وأنها والسيما عالية، بكفاءة

, حيث وقود أو إصالحات في أو الخاليا, مص تعمل اتساخ أن إال تمما كفائتها في خفض إلى يؤدي الغبار أو التلوث نتيجة الضوئية

فترات على تنظيفها .يستدعيتوجد الشمسية بالخاليا حاليا تعمل كهرباء توليد محطة أكبر

أكبر . ميحاوات 23وقدرتها  أسبانيا في بناء يتم أن المخطط ومنالشمسية بالخاليا تعمل .154بقدرة  أستراليا في محطة ميجاوات

في تعمل الشمسية الصناعية  والخاليا عام  األقمار كما 1960منذالدولية  تزود الفضاء الكهربائي ISS محطة .بالتيار

لتحويل أخرى طريقة الشمسية  هناك الطاقة إلى الطاقةطريق  الكهربائية عن المباشرة وذلك الحرارة استغالل

الشمسية  الشمس ألشعة الحرارية الكهرباء بتقنية يسمى ما أوsolar thermal electricity) . )

الشمسية الخاليا أنواع

التبلر .1 أحادي السليكون من تصنع mono: )خليةcrystalline ) بلورة من قطعت خاليا عن عبارة وهو

من الخاليا من النوع هذا وكفاءة مفردة إلى 11سيليكونمن% 16 القادم اإلشعاع من الخاليا امتصاص أن يعني مما

قوته تبلغ الذي في 1000الشمس وذلك مربع متر لكل واتمتر الواحد أن أي االستواء خط من بالقرب مشمس يومالكفاءة بهذه الشمسي اإلشعاع يمتص الخاليا هذه من مربع

بين ما .وات 160إلى 110ينتج

3

التبلر .2 عديدة عن ( multy crystalline )خاليا عبارة وهيسليكون بلورات من كشطت السليكون من رقائق

خواصها لزيادة أفران في كيميائيا تعالج ثم أسطوانيةاالنعكاس بمضاد الخاليا أسطح تغطي ذلك وبعد الكهربية

هذا وكفاءة عالية بكفاءة الشمس أشعة الخاليا تمتص لكيمن %.13إلى 9النوع

الرفيع .3 الفيلم خاليا أو المورفية (amorphous )الخالياعلي رفيعة طبقات هيئة على تترسب السيليكون مادة وفيها

الخاليا هذه تصنيع فإن لذلك البالستيك أو الزجاج من أسطحمن أقل كفاءتها ولكن سهلة بتقنية وأسعارها% 6إلى 3يتم . من لتطبيقات مناسبة وهي أقل أقل 40أيضا ما إلى .وات

مدعمة الخاليا بأن المنتجات هذه األلومنيوم تتسم من بإطار وأيضا الكهربية للحماية للحماية الدايود من .بزوج

شبكات ) بعد عن االتصاالت مجال في الخاليا استخدام تطبيقاتمضخات( – – الكاثودية الحماية الضخمة المؤسسات في الموبايل

اإلضاءة – أنظمة .المياه

الشحن في التحكم أجهزة ألن( battery charge controllers )ثانياوأيضا للتلف يعرضها شحنها تمام بعد البطارية شحن استمرار

أيضا يتلفها البطارية تفريغ قرب عند البطارية من الشحن سحبيتم ان بمجرد البطارية فصل علي يعمل متحكم وجود وجب لذلك

. المتحكمات وهذه منها الفولت سحب عملية ووقف شحنها

: بين تتراوح الي 12امبير )8- 1موديالت يستخدم( 24فولت حيثيستهلك وأيضا المنزلية الخاليا ونظم الصغيرة األضاءة أنظمة في

. امبير ملي جهدها 2ثمن بطارية في الي 12يتحكم 24فولتالتيار التطبيقات 10وشدة في يستخدم امبير

4

. المتوسطة المتوسطة- 3الخفيفة التطبيقات امبير 30متحكمواالستخدامات الشوارع اضاءة في يستخدم بشاشة مزود وهو

الحماية أنظمة وأيضا في 960متحكم - 4التجارية يستخدم امبيرالمحمول ) شبكات تقوية أبراج الميكروويف موجات . (مقويات

السنوات ا في إزداد قد المتجددة الطاقة مصادر إستخدام نمن المستمدة الطاقة تلك كانت سواء مطرد، بشكل األخيرة

" " الطاقة " تنفد ال التى الطاقة أو المتجددة الطبيعية المواردمن" الكهرومائية والطاقة الرياح طاقة إستخدام مثل المستدامة

األمواج وطاقة والجزر المد وطاقة السدود عبر األنهار إندفاعاألرض حرارة وطاقة الرياح والوقود وطاقة الشمسية والطاقة

.النووي

والبترول الفحم مثل األحفوري الوقود مخزون إنخفاض أن حيثفي الموارد بهذه اإلهتمام إلي أدي الذي هو الطبيعي والغازفي أيضا النامية الدول بدأت قد الوقت مع ولكن األساس،

ترشيد هو السبب كان سواء المتجددة، الطاقة بمصادر اإلهتمامأو الطبيعي والغاز البترول مثل تمتلكها التى الطبيعية الموارد

في البلدان تلك في الموجودة الطبيعية الظروف من لإلستفادةالتركيز المقال هذا في وسنحاول البيئة تلوث ال نظيفة طاقة توليد

الشمسية الطاقة وهي المتجددة الطاقات تلك أكثر .على

الشمسية الخاليا نظم مكونات

)Solar Panels( الشمسية (1 )األلواح

5

تيار كهرباء تنتج البعض بعضها مع مجمعة شمسية خاليا عن عبارةتخزينها  DC مستمر أو المعدات بعض لتشغيل تستخدم أن يمكن

قوة وتقاس مرة من أكثر وإستخدامها شحنها يعاد بطاريات فيمن تبدأ صغيرة لوحات فهناك الواط، بوحدة الخاليا واط 5 تلك

حت  15 أو الواطات ى واط من باليين إلي الكبيرة تصل لألبنيةوالمصانع .

فقط - قانونان أوضح أن فأحب المتخصصين لغير وبالنسبةعلم - في معقدة معادالت إلي الدخول دون جدا مشهوران

على وينصوا القدرة حساب وقانون أوم بقانون يسموا الكهرباء:التالي

الكهربائي ( 1) الكهربي = الجهد المقاومة × التيار

الكهربائي = ةالقدر ( 2) الكهربائي × الجهد التيار

تحويل صيغة أي لمعرفة التالية القوي دائرة إستخدام ويمكنكم : تريدونها

 

الشحن ( 2) ((Charger Controllers منظمات

6

من بالعديد وتقوم الشمسي، النظام في الثانية المرحلة وهيكالتالي :الوظائف

داخلي - أ قاطع على الشمسية ( fuse )تحتوي الخلية بحماية يقومالدائرة في قصر وحدوث معا أطرافها تالمس حالة في التلف من

(short circuit ) الفيوز يقوم من بحيث الكبير الضرر ومنع بالتلفوالعمل ذلك بعد إستبداله ويمكن الشمسية، الخاليا علي الحدوث

الثمن رخيص وهو أخري .مرة

الشمسية - ب الخلية من الخارج الفولت وتثبيت تنقية على تعملالمستمر الجهد على يعمل الذي الجهاز أشعة  DC إلي قوة ألن

بسبب أو السحب بسبب إما اليوم نهار طوال وتقل تزيد الشمسالغروب عند تماما تزول حتي الشمس زاوية .تغير

الشحن - ج عملية أن حيث البطاريات شحن عملية بتنظيم تقومموصل المستمرة للطاقة مصدر توفير مجرد عن آليتها في تختلف

البطارية لقيمة مساوي الشحن جهد قيمة تكون حيث بالبطارية،تقريبا تساوي الشحن تيار تسعه  %15 وقيمة الذي التيار من

شحن عملية فستحدث بكثير النسبة تلك زادت وإذا البطارية،مرور مع بسرعة وإستهالكها إضعافها إلي تؤدي للبطارية سريعالبطارية شحن فسيتم كبيرة بدرجة النسبة تلك قلت وإذا الوقت،

جدا بطئ وبشكل طويل وقت .في

إلي - د البطارية من كهربي تيار رجوع عدم ضمان على تعملوجود عدم ظل وفي الحمل فصل حالة في ألنه أخري مرة الخلية

يعمل حمل إعتبارها يمكن الشمسية الخاليا فإن للشحن، منظم

7

مرة عكسي بشكل الخاليا إلي البطارية من التيار سحب علىإتالفها على يعمل مما .أخري

((Batteries البطاريات( 3)

الحاجة – عند وتفريغها الطاقة تخزين عن المسئولة الوحدة وهيالتى - بالبالونة نشبهها أن ويمكن مزدوجة وظيفة لها أن أي

فتح أو خارجي ضغط تحت لتعبئتها بداخلها الهواء إدخال تستطيعأخر مرة الخارج إلي الداخلي الضغط ليخرج  .ىفوهتها

البطاريات غالبية ولكن البطاريات أنواع من العديد هناك وبالطبعالحمض ذات النوعية من تكون الشمسية األنظمة مع المستخدمة

الرصاصية المستخدمة ،  Lead-Acid واأللواح البطاريات وغالبيةحدود في تكون الغرض مع.  24أو فولت 12 لهذا وللتعامل فولت

األقل على متغيران لمعرفة تحتاج أصل البطارية ثالثة منبالفولت ويقاس الكهربائي الجهد هم والتيار( Volts )متغيرات

بالواط ( Amps )باألمبير ويقاس وتقاس تم ( Watts )والقدرة كماقبل من .ذكرهم

الخاليا توصيل طريقة نفس مثل البطاريات توصيل ويمكنمختلفة وتيار جهد قيم على للحصول .الشمسية

في األمبيرات بعدد البطارية إلي اإلشارة Ampere الساعة ويتمHours )Ah(  البطارية ىوتسم فعلي Battery Capacity بسعة

8

كالتالي البطارية على البيانات قرأتم إذا المثال volt 19 12 سبيلAh  توفير تستطيع البطارية تلك أن يعني هذا لمدة  19 فإن أمبير

أو واحدة لمدة  1 ساعة إعادة  19 أمبير إلي الحاجة قبل ساعة - تشحنها - أن النظرية الناحية من يمكنك كما أخري مرة شحنها

إذا واحدة ساعة إذا  19 أعطيتها في ساعتان في شحنها أو أمبير ...وهكذا 9.5A أعطيتها

البطارية على سيعمل الذي الشاحن مواصفات :   تحديد

بإعط يقوم الجهد منظم أن سابقا ذكرنا للبط ـلقد جهد اريةـاءلقيم حدود ـمساوي في يكون التيار بينما الفعلية سعة  %15 تها من

النسبة تلك تحديدا فلماذ البطارية، ؟تيار

يتم أن عامة بصفة تنصح البطاريات تصنيع شركات إن حسنا،في البطارية عن شحن تقل ال عن ساعات  6 فترة تزيد وال

للبطارية  24 أداء أفضل لضمان نريد ساعة كنا إذا أننا يعني مما ، الضرر نلحق أن دون وقت أسرع في البطارية نشحن أن

في نشحنها أن فعلينا .ساعات 6 بالبطارية

بقيمة بطارية لدينا كانت إذا هذا  Ah 100 وسعة 12V فمثال فمعنيهو البطارية هذه فيه تشحن أن يمكن تيار وأعلي وقت أقل :أن

Current)A(=100Ah/6h=16.6A

إلي تقريبها أقل  %15 ويتم إلي تصل ال لكي قليال الوقت لزيادةوقت في البطارية بشحن قمنا إذا ألننا الحرج، األدني الحد من

من النسبة سنشحنها فإننا ساعات  6 أقل من أعلي بتيارأو البعيد المدي على للتلف البطارية سيعرض مما بها المسموح

. الزائد – – التحميل بسبب التيار إرتفاع مقدار حسب المتوسطأكثر وقت في البطارية بشحن قمنا فإذا الوقت نفس وفي

حوال  24 من من أقل أو - أمبير – 4 ساعة فإن السابق المثال فيمن مفيدا يكون ولن للغاية بطئ وقت في سيتم البطارية شحن

العملية يالناح .ة

الوقت بكتابة تقوم البطاريات فمعظم سبق مما الرغم وعلى

9

مثل – البطارية لشحن يحدد -  12V 7.2Ah/ 20HR المثالي ممايساوي المثال هذا في والذي البطارية، تلك لشحن المثالي :التيار

Charging Current = 7.2Ah / 20HR = 0.36A = 360 mA

بصفة ولكنك آلخر، مصنع من يختلف الشحن وقت فإن وبالطبعمن بها المسموح النسبة في تتحرك طالما أمان في –6 عامة

.ساعة 24

( Power Inverters) العواكس( 4) الخاليا تلك إستخدام إلي الحاجة عند المرحلة تلك أهمية وتأتي

الكهربية األجهزة لتشغيل تستطيع متغيرة عالية كهرباء لتوليدأو المنازل في الكبيرة بإستخدام. واإللكترونية علينا فهنا المصانع

عواكس تسمي تقوم ( Inverters )أجهزة التيار والتى بتحويلكان سواء أو  12 المستمر إلي  24 فولت أخري قيمة أي أو فولت

عالي متغير التى ( 110V AC or 220V AC )تيار األجهزة لتشغيلعلى الثقيلة تعمل ولألجهزة المتغير .التيار

لأللواح حقيقية قيمة هناك تكون لن وبدونه مرحلة آخر وهولتوصيله السيارات في يستخدم الذي الجهاز نفس وهو الشمسية،

الجهد لتحويل السيارة والعة كان على سواء فولت 12 المستمرمتغير  24 أو جهد إلي مثل يستطيع220V AC فولت أجهزة تشغيل

السيارة داخل شخصي كمبيوتر أو صغيرة ثالجة أو التليفزيون

10

حمل لتشغيل تحمله يستطيع الذي بالواط الجهاز هذا قوة وتقاسعليه .ما

نوعين   :ألنواعا أهمهم ولكن األنواع من والعديد العديد يوجد :رئيسيين

اإللكترونية- واألجهزة اإلضائة عواكسلتشغيل modified) أsine wav inverters )

المواتير- فيها بما شئ أي عواكسلتشغيل pure sine wave ) بinverters)

شواحن على تحتوي التي العواكس بعض هناك توجد أن كمايمكن بحيث الرئيسية داخلية التغذية بمصدر 220V AC )توصيلهاor 110V AC ) البطارية عن وشحن شحنها إلي اإلنتظار دون

إحتياطية أخري بطاريات لشحن أو الشمسية الخاليا .طريق

الـ أجهزة بعمل تقوم أن يمكن أنها عن  UPS كما عبارة تكون التىتحتوي إنقطاع أجهزة عند األجهزة لتشغيل داخلية بطاريات على

للطوارئ مؤقت تشغيل كمصدر .الكهرباء

الشمسية األلواح توصيل

التوازي (1) على Parallel) )توصيلمع والنهايات البدايات مع البدايات توصيل طريق عن وهي

السلم – - مثل سالب مع وسالب موجب مع موجب النهاياتالتيارات قيم جمع مع ولكن الجهد نفس على الحفاظ أجل منالكلي التيار زيادة أجل من الشمسية الخاليا لجميع المختلفة

كالتالي الكلية القدرة رفع :وبالتالي

11

التوالي ( 2) على (Series) توصيلالبدايات – مع النهايات توصيل طريق عن سالب وتتم مع موجب

نفس - وسالب على الحفاظ أجل من القطار مثل موجب معالشمسية الخاليا لجميع المختلفة الجهود قيم جمع مع ولكن التيار

كالتالي الكلي الجهد فرق رفع أجل :من

األولى" " الضوئية الخلية عمليا تنتج بيل

12

عام في الحديثة الضوئية الخلية تطوير تم مختبرات 1954لقد فيللطاقة. عالية كفاءة ذات خلية مرة ألول وضعت وقد بيل

وجيرالد ساوثير فولر كالفين داريل، شابين قبل من الشمسيةعام في تقاطع 1954بيرسون موزع السيليكون. PN باستخدام

واستخدامات األطفال ألعاب لغايات الخاليا وضعت البداية، فيجدا، عالية كانت تنتجها التي الكهرباء تكلفة أن حيث ثانوية، أخرى

تنتج التي الخلية تكلفة وكانت الكهربائية 1نسبيا، الطاقة من واطنحو الساطع الشمس ضوء إلى 250في مقارنة دوالر 2دوالرا،

. 3إلى الشمسية الخاليا انقاذ وتم للفحم مصنع إلقامة دوالراتالصناعي القمر إلى إلضافتها اقتراح خالل من الغموض من

" عام" في أطلق الذي ، يتم. 1958فانغوارد األصلية، الخطة فيفتستمر فقط، البطارية طريق عن بالطاقة الصناعي القمر تزويد

.. يمكن الجسم، خارج إلى الخاليا بإضافة لذلك قصيرة لفترةنظام أو الفضائية المركبات في كبيرة تغييرات بدون الوقت تمديد

. ولكن البداية، في الشكوك بعض هناك كان فيها الطاقةصممت وكانتبذا كبيرا، نجاحا أثبتت للخاليا العملية الممارسة

بيل تلستار سيما وال الجديدة، الصناعية لألقمار الشمسية الخالياوكان. التاليين، العقدين مدى على بطيئا التحسن وكان نفسه

حيث الفضائية التطبيقات مجال في واسع نطاق على االستخدام . - ذلك، ومع منافسة تكنولوجيا أي من أعلى الوزن القوة نسبة أن

الفضاء التقدم؛مستخدمي بطء وراء السبب أيضا النجاح هذا كانعلى الخاليا على للحصول شيء أي لدفع استعداد على كانوا

أقل حلول في لالستثمار يدعو ما هناك فليس ممكن، وجه أفضل . تم ذلك، من بدال الكفاءة من يقلل أن شأنه من هذا كان إذا تكلفة

أشباه صناعة في كبير حد إلى الخاليا من السعر تحديدفي المتكاملة الدوائر إلى انتقالهم إلى 1960sالموصالت، أدى

. أسعارها، انخفضت كما و نسبيا أقل بأسعار بولز أكبر توافر . التأثير، هذا حصر وتم كذلك الناتجة الخاليا أسعار انخفضت

عام هي 1971وحوالي الخاليا أسعار أن إلى التقديرات 100تشيرواط واحد لكل .دوالر

13

األسعار" ي ب " تخفيضات و رمان

أواخر طريقة 1960في في بالتحقيق يقوم بيرمان إليوت وكان ، . ) ( ومع الشريط عملية في الخام المادة السليكون إلنتاج جديدة

قادر غير وكان المشروع، هذا في االهتمام من القليل وجد ذلك، ... جاءت حين و لتطويره الالزم التمويل على الحصول على

كانوا الذين إكسون في لفريق الحق وقت في قدم قد الفرصة،مشاريع عن . 30يبحثون قد الفريق وكان المستقبل في عاما

بحلول بكثير أكثر سيكون الكهربائية الطاقة تكلفة أن إلى توصلالمصادر 2000عام سيجعل األسعار في الزيادة هذه أن ورأت ،

إثارة األكثر الشمسية الطاقة وكانت جاذبية، أكثر للطاقة البديلةعام , في و جيرسي 1969لالهتمام نيو ليندن، بيرمان انضم ،

[ .) أدنوك ) شركة الشمسية الطاقة إكسون، أول[ 8مختبر وكانإمكانيات ما لنرى المحتملة السوق حشد هو له كبير جهد

تخفيض تم إذا أنه وجدت ما سرعان وأنها جديد، كمنتج االستخداممن واط لكل حوالي $ $ watt/100سعر سيكون watt/20إلى

. يستغرق قد للشريط مفهومه أن العلم مع كبير طلب هناكسعر إألى للوصول سبل عن تبحث فريق بدأ للتطوير، 20سنوات

[ . الموجودة$ المواد أن[ 8باستخدام إدراك هو تحسين أول وكانأشباه تصنيع عملية مستوى على معتمدة الموجودة الخاليا

. بتقطيعها هذا بدأ مثاليا يكن لم أنه من الرغم على الموصالت، , الستخدام ذلك وبعد األقراص تلميع رقائق، تسمى أقراص إلى

. أن إلى بيرمان وأشار لالنعكاس مضادة بطبقة طالئها يتم الخليةمباشرة األقطاب وبجعل تماما، لالنعكاس مضادة الخام الرقائق

الرئيسية الخطوات من اثنين على القضاء تم السطح، هذا على . صفوف، إلى الخاليا بتحسين الفريق وقام الخلية معالجة في

استخدامها ناحية من واألسالك الثمن باهظة المواد على والقضاء . في الدوائر لوحة باستخدام الحل وكان الفضاء تطبيقات في

العلوية، الطبقة في االكريليك والبالستيك السفلية، الطبقة . بأن بيرمان تحقيق في تحسن أكبر كان بينهما، سيليكون والغراء

الخاليا في لالستخدام جدا جيد الموجود السيليكون سعرالفردية الرقاقة أن فهو البسيطة العيوب أما الشمسية،

الطاقة تطبيق في بسيط تأثير لها يكون قد لإللكترونياتبدأت[ 9الشمسية ] التنفيذ، موضع التغييرات هذه من كل وبوضع

14

الحالية المصنعة الشركات من السيليكون شراء في الشركة . وبالتالي المتاحة، رقائق أكبر باستخدام جدا منخفضة وبتكلفة , عام وبحلول معينة لمنطقة األسالك من كمية SPC 1973تقليل

بسعر لوحات تنتج بمبلغ 10كانت وبيعها الواحد للواط 20دوالراتغضون في األسعار في نقصان أضعاف خمسة وهو الواحد، واط

عامين

التنقل سوق

طبيعية ( SPC )توصلت كسوق المحطات صنع شركات إلى . الشركة وكانت غريبا الوضع هذا وجدت ولكن لمنتجاتها،

الشركة وهي باور، أوتوماتيك هي الطاقة مجال في األساسية . قد الشمسية الخاليا أن مدركين للبطارية تؤثرفي المصنعة

إلكترونيات من األول النموذج بشراء الشركة هذه فقامت أرباحها،[ ذلك ونشرت في[ 10هوفمان مصلحة أي هناك يكن لم أنه وبما

وتحولت باور، اوتوماتيك في وهي SPC الطاقة تايدلند، إشارة إلى. المديرين أوتوماتيكية سابقا شكلتها التي للبطاريات أخرى شركة

. بسبب و الشمسية بالطاقة تعمل التي محطات تايدلند عرضومرافق البحرية النفط حامالت عدد في المتسارعة الزيادة

. وبتحسن النفط شركات بين ضخمة سوقا ذلك أنتج فقد التحميلالخاصة العروض عن بالبحث باور أوتوكاتيك بدأت تايدلند، فرص

. لتوليد الدولية الشرعية ييركس وجدوا الشمسية األلواح من بهمالشمسية عن ( SPI )الطاقة يبحث كان الذي كاليفورنيا، والية في

شراء. تم أركو، ( SPI )السوق النفط عمالق عمالئها، أكبر من . في أركو الشمسية للطاقة مصنع الشمسية أركوللطاقة بتشكيل

الشمسية، األلواح لبناء مكرسة أول كاليفورنيا وكانت كاماريللو،عام في أركو قبل من شرائها من مستمرة عملية في 1977وكان

. 2011إلى السوق، هذه سوالروورلد بواسطة إغالقه تم عندماعام النفط أزمة إلى باإلضافة هذا حالة 1973وأدى إلى ،

أرباحها. بسبب الفترة تلك في النفط شركات وكانت مشكوكة

15

في النجاح أن تماما تدرك كانت ولكنها األزمة، خالل الضخمة . وبمرور الطاقة أشكال من آخر شكل على ستعتمد المستقبل

شركات من بعدد الكبرى النفط شركات وبدأت السنوات، بعضالطاقة منتجي أكبر عقود لعدة وكانت الشمسية، الطاقة

شراؤها. ) تم التي أموكو شل، وشركة إكسون،آركو، الشمسية ) موبيل وشركة بتروليوم بريتيش شركة قبل من الحق وقت في

خالل الكبرى الشمسية الشعب جميع .1980و 1970وكانذلك في بما االستثمارات، بعض أيضا لديها التكنولوجيا شركات

وتايكو إم، بي آي وموتوروال، الكتريك، جنرال .شركة

الشمسية الخاليا تطبيقات

المتجددة للطاقة كمصدر الفولتضوئيات إدخال على االهتمام تركزفي االستخدام ووسائل التقنية تطوير بغية األرضية التطبيقات في

وغيرها والنفط والزراعة والصناعة والتعليم والصحة السكن قطاعالمناطق وفي اقتصاديا الجذابة الفولتضوئيات االستخدامات في

العامة الكهرباء شبكات تكلفة تنقص حيث والنائية المعزولةالمحلي . االجتماعي والتطوير االقتصادي اإلنماء في وتساعد

لهذه الكهربية القدرة مصدر هي الفولتضوئية والمسطحات ( معا متصلة خاليا عدة من المسطح يتكون حيث ، التطبيقات

مثل ( الحراري البالستيك من بملف مغطاة معدنية سلكية بصفائحاألشعة من لحمايتها التدالر من وآخر غيره أو إيثيل فينيل أسيتات

واقية وطبقة األمام من زجاجية بصفيحة ومغلقة البنفسجية فوقأو الزجاجية األلياف من أو الزجاج من إنشائية كقاعدة تعمل

كهربائية وصلة صندوق عليها مركب الخلف عند الصيني الخزفمعدني . بإطار ومحاط

16

ألن كهربائية طاقة كمصدر بتطرف عليها يعول المسطحات وهذهمن يتراوح طويل عمر وذات متحركة أجزاء لها 35إلي 15ليس

تضفي كما للبيئة، أمان و سنة. جميال معماريا شكال المباني على

الضوئية الخاليا كريستيالتكوحدة وتصنف كهربائيا مرتبطة الشمسية الخاليا تكون ما غالبا

باتجاه. العليا الجهة على الزجاج من لوح يكون ما غالبا نمطيةمع بالمرور للضوء يسمح مما الجانب، وعلى األعلى إلى الشمس

الرياح بسبب والتأثر االحتكاك من الموصالت أشباه رقائق حمايةالشمسية الخاليا ذلك غير وأيضا والبرد، والمطر الحطام، يحركها

متواز بشكل الخاليا ربط إن وحدات، سلسلة في عادة مرتبطةالترتيب وجود مع جدا كبيرة مشاكل ال أن إال إنتاجية، أعلى يحقق

.بالتوازي

الموادالكفاءة – من قدر أعلى لتحديد كويزار شوكلي طريقة ان

. بين فجوة مع الموصالت أشباه الشمسية للخلية 1.5و 1النظريةeV أكبر لها يكون الحمراء، تحت األشعة من القريب الضوء أو ،

" " ( . موضح هو الحد كفاءة تجاوز يمكن فعالة خلية لتشكيل إمكانية ). المختلفة المواد التفرعات متعددة الشمسية الخاليا بواسطة هنا . المواد تحمل أن يجب مختلفة تكاليف ولها مختلفة قدرات تبينالمتاح الضوء لطيف مطابقة خصائص الشمسية للخاليا الالزمة

. لتعمل الشمسية الخاليا بعض صممت وقد فعالة تكون لكيسطح إلى تصل التي الشمس ضوء من موجات لتحويل بكفاءة

المتصاص. الشمسية الخاليا بعض تحسين يتم ذلك، ومع األرض . من كثير في ويمكن أيضا لألرض الجوي الغالف وراء الضوء

17

مادية تشكيالت في الضوء المتصاص مواد ضوء استخدام األحيانولشحن الضوء امتصاص في االختالف من لالستفادة متعددة

. الحاضر الوقت في المستخدمة المواد ان مختلفة فصل آلياتوالسيليكون أحادية السيليكون تشمل الضوئية الشمسية للخاليا

الكادميوم، تلوريد المتبلور، غير السيليكون الكريستاالت، متعدد . العديد تصنيع يتم الكبريتيد أو السيلينيد نوع من اإلنديوم ونحاس

رقائق إلى تقطع مراكم من حاليا المتوافرة الشمسية الخاليا منبين مثل 240-180بسماكة معالجتها تتم والتي سميكة ميكرومتر

. رقيقة طبقات من أخرى مواد تصنع األخرى الموصالت أشباهتترسب التي العضوية والبوليمرات العضوية، واألصباغ كاألفالم،

. دقيقة البلورات من تصنع ثالثة مجموعة وهناك دعم مواد على .) تزال ) ال السليكون دقيقة إلكترونية بلورات للطاقة حاملة جدا

من كل في األبحاث من جيد بمستوى تتمتع التي الوحيدة المادة جدا الدقيقة واالرقائق المراكم .أشكال

البلوري السليكون : متعدد والسيليكون أحادية السيليكون الرئيسي المقال

منتجي بأسماء وقائمة البلورى، السيليكون الكريستاالت،من. مصنوعة شمسية لخلية األساسية البنية السيليكون

. انتشارا واألكثر المتوفرة المواد اآلن، حتى عملها وآلية السيليكونباختصار ) لها يشار والتي البلوري السليكون هي الشمسية )للخاليا

c-Si ." فصل " يتم الشمسية السيليكون فئة باسم أيضا المعروف ، وحجمها تبلورها لمدى وفقا متعددة فئات إلى السيليكون سبائك

. السيليكون يصنع الرقاقة أو الشريط أو الناتجة السبيكة فيباستخدام (: c-Si )األحادي األحيان من كثير عملية في

خاليا . تشوخرالسكي تكون تميل أن االحادية الكريستال رقائقالثمن .باهظة

الشمسية الطاقة استخدام بعضمشاكل

الطاقة استخدام مجاالت في الباحثين تواجه مشكلة أهم إنالطاقة أجهزة تنظيف ومحاولة الغبار وجود هي الشمسية

أن الموضوع هذا حول الجارية البحوث برهنت وقد منه الشمسية

18

من عدم % 50أكثر حالة في تفقد الشمسية الطاقة فعالية منشهر لمدة الشمس ألشعة المستقبل الجهاز .تنظيف

التنظيف طرق استخدام هي الغبار من للتخلص طريقة أفضل إنوتختلف فترة لكل أيام ثالثة تتجاوز ال فترات على أي المستمر

وطبيعة الغبار طبيعة على معتمدة آخر إلي بلد من الطرق هذهالبلد ذلك في .الطقس

منها واالستفادة الشمسية الطاقة خزن فهي الثانية المشكلة أماالطاقة خزن ويعتمد المغبرة األيام أو الغائمة األيام أو الليل أثناء

االستخدام نوع و ، الشمسية الطاقة وكمية طبيعة على الشمسيةالتخزين لطريقة اإلجمالية التكلفة إلي باإلضافة االستخدام وفترة

واالستفادة التكلفة لتقليل للخزن أجهزة استعمال عدم ويفضلفقط وجودها حين مباشرة الشمسية الطاقة من ذلك من بدال

تحتاج التي المواضيع من الشمسية الطاقة تخزين موضوع ويعتبرجديدة واكتشافات أكثر علمي بحث .إلي

الطرق أفضل والصخور الماء بواسطة الحرارة تخزين ويعتبرالطاقة . لتخزين بالنسبة أما الحاضر الوقت في الموجودة

البطاريات استخدام هي الشائعة الطريقة زالت فما الكهربائيةمن ) ( أكثر حاليا وتوجد والرصاص الحامض بطاريات السائلة

والتحويل المعادن كصهر الشمسية الطاقة لتخزين طرق عشرغيرها و الثنائي المزج وطرق للمادة .الطوري

حدوث هي الشمسية الطاقة استخدامات في الثـالثة والمشكـلةفي الموجودة األمـالح بسبب الشمسيــة المجمعـات في التـآكل

الــدورات وتعتبر التسخــين دورات في المستخدمــة الميــاهالحلول أحسن فيها األمالح من خـال مــاء واستخـــدام المغلقـة

الشمسية المجمعات في والصدأ التآكل مشكلة من .للحد

المصادر19

1- . لطباعة اسامة دار ، لطفي محمد د ، الشمسية الخاليا

، دمشق ، . 2007والنشر

محمد -2 ، الشمسية الطاقة من الكهربائية الطاقة توليد

، والنشر للطباعة الماليين دار ، . 2009حمودة

المستقبل -3 تحديات و الطاقة الدين – ,كتاب صالح إيهاب

األكاديمية .المكتبة

الكريم , -4 عبد محرم الشمسية .2008الخاليا

الحياة -5 و الطاقة العـدد – : مجلة تـقـنـيـة عـلمـيـة مـجـلــة

الربيع – مكتب – 1995مارس) ( الـرابـع عن تصدر ف

للطاقة / . الوطنية اللجنة الطاقة ودراسات المعــلوماتالعلم -6 عوف , مجلة محمد أحمد .مقاالت

التعليمي -7 اإلمارات . معهد

http://www.uae.ii5ii.com

االلكترونية .-8 الحصايا منتدى

http://hasaya.own0.com/t133p20-topic

الــزين .-9 عـالــم مــنتــدياتhttp://www.al-zin.com/vb/t111947.html

التربـوي .-10 الـمــلتقىhttp://www.wepal.net/vb/archive/index.php/t-5721.html

20