درس الخلايا الشمسية والطاقة المتجددة – التربية العلمية والتكنولوجية – السنة الرابعة إبتدائي – المنهاج الجزائري

الخلايا الشمسية والطاقة المتجددة

الخلايا الشمسية تحول ضوء الشمس إلى كهرباء. في هذا الدرس سنتعرف على كيفية عمل الخلايا الشمسية ودورها في الطاقة المتجددة.

كيف تعمل الخلية الشمسية؟

الخلية الشمسية (Photovoltaic Cell) مصنوعة من مادة شبه موصلة هي السيليكون. عندما يصطدم ضوء الشمس (الفوتونات) بالخلية، يحرر إلكترونات من ذرات السيليكون. هذه الإلكترونات الحرة تتحرك مكونة تياراً كهربائياً مستمراً (DC). توصل الخلايا مع بعضها في ألواح شمسية (Solar Panels) لتوليد طاقة كافية. كفاءة الخلايا الشمسية التجارية تتراوح بين 15-22%. يحتاج اللوح الشمسي إلى عاكس (Inverter) لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد (AC) يمكن استخدامه في المنزل. الألواح الشمسية لا تحتاج لأشعة شمس مباشرة فقط، بل تعمل أيضاً في الأيام الغائمة (بطاقة أقل).

فوائد الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية لها فوائد كثيرة: مصدر متجدد لا ينضب (الشمس ستستمر مليارات السنين)، نظيفة لا تلوث الهواء ولا تنتج غازات دفيئة، صديقة للبيئة، توفر فاتورة الكهرباء على المدى الطويل، يمكن تركيبها على أسطح المباني (لا تحتاج لمساحة إضافية)، تحتاج صيانة قليلة، تناسب المناطق النائية والبعيدة عن شبكة الكهرباء، تخلق فرص عمل في مجال الطاقة النظيفة. الجزائر لديها أعلى إمكانات شمسية في حوض المتوسط بفضل مساحتها الصحراوية. مشروع محطة الطاقة الشمسية في حاسي الرمل من أكبر المشاريع في المنطقة. مستقبل الطاقة العالمي يتجه نحو الطاقة الشمسية المتجددة.

للمزيد من المعلومات، راجع درس الكهرباء: الدائرة الكهربائية ودرس النظام الشمسي.