فيديو ما الفرق بين الطاقة الشمسية والطاقة الكهروضوئية؟

إن إشعاع الشمس الذي يدخل الغلاف الجوي هو مصدر مباشر للطاقة الشمسية وهناك طريقتان لتسخير الطاقة من الشمس هما الطاقة الشمسية الحرارية والطاقة الكهروضوئية وهذا يقودنا إلى السؤال حول أيهما أفضل الطاقة الشمسية الحرارية أم الطاقة الكهروضوئية؟ اقرأ المقال لمعرفة هذا وغيره من الحقائق ذات الصلة.

ما الفرق بين الطاقة الشمسية والطاقة الكهروضوئية؟

تُعرف أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية أيضًا باسم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وأنظمة الطاقة الشمسية الحرارية، وهما تقنيتان متميزتان يتم شرحهما أدناه:

الطاقة الشمسية الكهروضوئية

• إن التأثير الكهروضوئي، الذي يتفاعل فيه الفوتون، وهو أحد مكونات الضوء الأولية، مع لوحة مصنوعة من أشباه الموصلات، هو أساس الطاقة الكهروضوئية.
• والمكون الأساسي لأشباه الموصلات هو السيليكون ويطلق الفوتون الإلكترونات عندما يصطدم بأشباه الموصلات.
• ونتيجة لتعرضها للضوء، ينتج هذا التفاعل الطاقة. وتتشكل أشباه الموصلات في طبقات ضيقة تولد تيارًا كهربائيًا في الألواح الشمسية الكهروضوئية.
• وهذه أشباه الموصلات هي التي تزود الخلايا الشمسية بالطاقة. حيث تلتقط أشباه الموصلات التيار الكهربائي وتحوله إلى طاقة للمنازل والشركات.

الطاقة الشمسية الحرارية

• تولد أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية الحرارة، في حين تولد الألواح الشمسية الكهروضوئية الطاقة الكهربائية . تستخدم كلتا الطريقتين القليل من الطاق
• ، ولكن لا يمكن استخدام الألواح الشمسية الكهروضوئية إلا عندما تكون الشمس مشرقة.
• في الأيام الملبدة بالغيوم، لا تزال تعمل، لكن قدرتها على إنتاج الطاقة تقل بنسبة 10% إلى 30%.
• يمكن تخزين المياه المحضرة باستخدام تقنية الطاقة الشمسية الحرارية لاستخدامها لاحقًا، مما يزيد من كفاءة الطاقة.
• يتم تخزين المياه الساخنة عادةً في خزانات المياه الساخنة في أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية حتى الحاجة إليها.

الطاقة الشمسية الحرارية المركزة مقابل الطاقة الكهروضوئية – ما هو الفرق؟

• في البداية، تقوم أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية المركزة (CSP) بتوليد الكهرباء عن طريق تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة عالية الحرارة.
  • وتعمل هذه التقنية المحددة على تركيز طاقة الشمس بواسطة عدد من العاكسات ثم استخدام هذه الطاقة المركزة لتشغيل مولد كهربائي ومحرك حراري.
  • وتنقسم محطات هذا النظام إلى قسمين: قسم يجمع الطاقة الشمسية ويحولها إلى حرارة، وقسم آخر يحول الطاقة الحرارية إلى كهرباء.
  • ويتم إنتاج التيار المتردد (AC) بشكل غير مباشر من خلال أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية المركزة، مما يجعل من السهل نشره على شبكة الطاقة.
• على النقيض من ذلك، فإن الخلايا الشمسية الكهروضوئية (PV) مختلفة تمامًا عن CSP.
  • تستخدم الألواح الشمسية الكهروضوئية ضوء الشمس على عكس CSP، الذي يستخدم طاقة الشمس.
  • بعبارة أخرى، الخلايا الكهروضوئية هي عملية تحويل الضوء مباشرة إلى طاقة . تمتص الخلايا الشمسية الكهروضوئية الضوء، مما يتسبب في تحرير الإلكترونات.
  • هذه هي الطريقة التي تعمل بها. يخلق التيار الناتج عن تدفق الإلكترونات السائبة تيارًا كهربائيًا مباشرًا بعد التقاطه ونقله إلى أسلاك (DC).
  • بعد توليده، يتحول التيار المباشر إلى تيار متناوب (AC)، عادةً باستخدام العاكسات، بحيث يمكن توزيعه في جميع أنحاء شبكة الكهرباء.

الطاقة الشمسية الحرارية مقابل الطاقة الكهروضوئية – أيهما أكثر كفاءة؟

• على النقيض من نظام الطاقة الشمسية الحرارية، الذي يتطلب فقط 3-4 أمتار مربعة من مساحة السطح
• قد يتطلب نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية ما يصل إلى 10 أمتار مربعة والسبب في ذلك هو كفاءته العالية.
• تبلغ كفاءة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ما بين 15٪ و 20٪ بينما يمكن للطاقة الشمسية الحرارية تحويل حوالي 90٪ من الإشعاع إلى حرارة.
• تجدر الإشارة إلى أنه إذا تم استخدام نظام الطاقة الشمسية الحرارية لتسخين المياه، فسوف يتطلب بعض المساحة الداخلية.
• المساحة المطلوبة لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية مشغولة بالكامل تقريبًا بالخلايا الشمسية وقليلًا من الأشياء الأخرى.
• بالإضافة إلى ذلك، لن يحتاج نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلا إلى إضافة بضعة أسلاك ومحول في الداخل، مما يشغل مساحة صغيرة جدًا.
• إن عمر الأنظمة الشمسية الحرارية وصعوباتها العامة ومتطلبات صيانتها أعلى بشكل عام فكر في مدى تعقيد نظام التدفئة الشمسية . فهو يستقبل الضوء ويحوله إلى طاقة ويسخن الهواء أو الماء في منطقتك.
• وعلى عكس نظام الطاقة الكهروضوئية، الذي يولد الطاقة للاستخدام على نطاق واسع
• فإن النظام الشمسي الحراري الذي يحتوي على المزيد من المكونات يحتوي على المزيد من الأجزاء المتحركة، مما يزيد من احتمالية حدوث المشاكل والتكاليف.

الطاقة الشمسية الحرارية مقابل الطاقة الكهروضوئية – أيهما أكثر تكلفة؟

تكلفة نظام الطاقة الكهروضوئية

• تتأثر تكلفة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بالرغبة في الحصول على الكهرباء. وعادةً ما تكون هناك حاجة إلى نظام طاقة شمسية كهروضوئية بقوة 3 كيلووات لأسرة مكونة من ثلاثة إلى أربعة أفراد.
• من المعتاد أن يكون هناك 10 إلى 12 لوحة لنظام بقوة 3 كيلو وات، حيث تنتج كل منها 300 وات من الكهرباء.
• وتتراوح التكاليف من 4500 دولار إلى 6500 دولار . وقد تتكلف المجموعة المنفردة ما بين 500 دولار و600 دولار.

تكلفة نظام الطاقة الشمسية الحرارية

• تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية أرخص قليلاً من أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. قد يتكلف نظام الطاقة الشمسية المناسب لمنزلك ما بين 3000 إلى 6000 دولار.
• ولكن في حالات أخرى، قد يرتفع السعر. فالأنظمة الحرارية تتطلب صيانة أكثر من الأنظمة الكهروضوئية. فكل ثلاث إلى خمس سنوات، ستحتاج إلى صيانة أنظمة التدفئة الخاصة بك.

الطاقة الشمسية الحرارية مقابل الطاقة الكهروضوئية – أيهما أفضل؟

• يمكن تحويل الطاقة بسهولة من شكل إلى آخر، ولكن القيام بذلك يقلل من الكفاءة. لذلك، من الأفضل اختيار نوع الطاقة الحيوية التي تحتاجها أولاً.
  • إن الطاقة الكهروضوئية هي الخيار الأفضل إذا كنت ترغب في الحصول على الكهرباء ويجب استخدام الطاقة الشمسية الحرارية
  • إذا كنت تحتاج إلى طاقة حرارية ولنقل أنك تحتاج إلى الحرارة والطاقة الكهربائية.
• وفي هذه الحالة، فإن الطاقة الكهروضوئية هي الخيار الأفضل من الطاقة الشمسية الحرارية، وذلك لأن الطاقة الكهربائية يمكن تحويلها بسهولة إلى أي شكل آخر من أشكال الطاقة، وذلك بفضل التكنولوجيا الحالية.
• كما أصبحت أنظمة الطاقة الشمسية أكثر فعالية كل يوم. فقد انخفضت تكلفة وحدات الطاقة الكهروضوئية بنسبة 80% منذ عام 2009.
• وعلى النقيض من ذلك، كانت التطورات التكنولوجية في صناعة الطاقة الشمسية الحرارية أقل أهمية.
• تُستخدم الطاقة الشمسية الحرارية والطاقة الشمسية الكهروضوئية بطرق مختلفة؛ ففي الغالب، تلتقط الطاقة الحرارية الحرارة بينما تولد الطاقة الكهروضوئية الكهرباء.

والآن بعد أن تعرفنا على بعض ميزات الطاقة الشمسية الحرارية والطاقة الكهروضوئية، يمكننا بسهولة أن نستنتج أن الطاقة الشمسية الحرارية أكثر كفاءة وأرخص، ولكن الطاقة الكهروضوئية توفر طاقة إنتاجية أكبر.