الألواح الشمسية بتعمل كهربا إزاي؟
محطات الحلقة
- ●المقدمة~0:00
- 1النور حبيبات~0:36
- 2السيليكون بطبقتين~1:02
- 3من لوح لمحطة~1:51
- 4العيوب والحلول~2:15
- 5الخلاصة~2:53
الأوقات تقديرية لحد ما الصوت يتسجّل ويتظبط.
النص كاملللقراءة أو لو مش قادر تسمع
البداية
لوح أزرق غامق مفيهوش ولا حتة بتتحرك: لا موتور، ولا مروحة، ولا وقود. بتحطه في الشمس، فيطلع منه كهربا! إزاي نور الشمس بيتحول لكهربا من غير ما حاجة تتحرك؟ الحكاية كلها بتحصل جوه حاجة صغيرة جداً، أصغر من إنك تشوفها: الإلكترونات. والفكرة دي فسرها أينشتاين سنة ألف تسعمية وخمسة، وخد عليها جايزة نوبل. وأول لوح شمسي عملي اتعمل في معامل بيل الأمريكية سنة ألف تسعمية أربعة وخمسين، وكان بيحول حوالي ستة في المية بس من نور الشمس لكهربا.
النور حبيبات
النور مش موجة وبس. النور كمان بيوصل على شكل حبيبات صغيرة من الطاقة، اسمها فوتونات. واللوح معمول من مادة اسمها السيليكون، نفس اللي في الرمل، بس متنضف جداً. لما فوتون بيخبط في ذرة سيليكون، بيدّي طاقته لإلكترون، فالإلكترون يتحرر ويبقى حر يتحرك. بس لو سبناه كده، هيتحرك في أي اتجاه ويرجع مكانه، ومش هيطلع كهربا مفيدة.
السيليكون بطبقتين
هنا الفكرة الذكية: اللوح فيه طبقتين سيليكون. واحدة اتضاف لها شوية فسفور، فبقى فيها إلكترونات زيادة. والتانية اتضاف لها شوية بورون، فبقى فيها أماكن فاضية للإلكترونات. وفي الحد اللي بين الطبقتين، بيتكوّن مجال كهربي ثابت، زي منحدر. أي إلكترون يتحرر بنور الشمس، المنحدر ده بيزقه ناحية واحدة بس، ناحية الطبقة اللي فوق. ولما نوصل الطبقتين بسلك من بره، الإلكترونات اللي اتزقت بتلف في السلك عشان ترجع للطبقة التانية. والإلكترونات اللي بتتحرك في سلك، دي هي الكهربا! وفي طريقها بتنوّر لمبة أو تشحن بطارية. الخلية الواحدة بتطلع جُهد صغير، حوالي نص فولت. فاللوح بيبقى فيه ستين أو سبعين خلية متوصلين ببعض، عشان الجُهد والقُدرة يكبروا.
من لوح لمحطة
ولما تحط آلاف الألواح جنب بعض، يبقى عندك محطة. وفي مصر عندنا واحدة من أكبر المحطات الشمسية في العالَم: مجمع بنبان في أسوان، قُدرته حوالي واحد وستة من عشرة جيجاوات. وأسوان مكان مثالي: الشمس فيها قوية، والسما صافية أغلب أيام السنة. والمحطة دي بتغطي مساحة حوالي سبعة وتلاتين كيلومتر مربع من الصحرا.
العيوب والحلول
بس فيه عيوب: الألواح التجارية النهارده بتحول حوالي عشرين لاتنين وعشرين في المية بس من نور الشمس لكهربا. والباقي بيضيع سخونية أو بيرجع. وكمان بالليل، مفيش شمس، مفيش كهربا. والتراب كمان مشكلة كبيرة في الصحرا، لأنه بيغطي الألواح ويقلل النور. وعشان كده لازم تتنضف بانتظام. والحرارة العالية جداً بتقلل كفاءتها شوية. والحل بالليل: بطاريات بتخزن الكهربا الزيادة بالنهار، أو إن الشبكة تاخد كهربا من مصادر تانية بالليل. وسعر الألواح نزل جامد جداً في آخر عشرين سنة، فبقت من أرخص طرق إنتاج الكهربا.
الخلاصة
يعني باختصار: النور بيوصل حبيبات طاقة اسمها فوتونات، بتحرر إلكترونات في السيليكون. والطبقتين بيعملوا منحدر بيزق الإلكترونات في اتجاه واحد، فتلف في السلك. وده كهربا. وسؤال ليك: الألواح الشمسية بتشتغل في يوم غيم؟ ولو آه، ليه؟ اكتب لنا في الكومنتات!
