السؤال المتكرر الذي عادة ما يدور في أذهان المستخدمين هو ما إذا كانت الفوانيس الشمسية ستظل تعمل خلال الأشهر الباردة والجليدية. والإجابة هي نعم، معظم المصابيح الشمسية مصممة للعمل في مجموعة متنوعة من الظروف المناخية المختلفة والتي تشمل الأمطار الغزيرة والثلوج. في الواقع، تعمل الألواح الشمسية بشكل أفضل في درجات الحرارة الباردة مقارنة بدرجات الحرارة الساخنة. تعمل جميع الفوانيس الشمسية في فصل الشتاء طالما أن الألواح الشمسية تتعرض لضوء النهار لتشغيل البطاريات إلى درجة أنها قادرة على العمل.

كيف يتم تحصيل رسومهم في الشتاء؟

الألواح الشمسية الكهروضوئية العمل عن طريق الحصول على الطاقة من ضوء الشمس. لا يهم ما إذا كان الجو باردًا أو حارًا في الخارج طالما أن الأشعة فوق البنفسجية تضرب الألواح الكهروضوئية. دعونا نتعرف على كيفية عمل الخلايا الكهروضوئية من خلال التأثير الكهروضوئي.

الألواح الشمسية هي خلايا كهروضوئية (تُعرف أيضًا باسم الخلايا الشمسية)، وهي مصنوعة من أشباه الموصلات (مادة يمكنها توصيل الكهرباء في بعض الظروف ولكن ليس في ظروف أخرى) وهي عادة مادة السيليكون. عندما يضرب ضوء الأشعة فوق البنفسجية من الشمس الخلايا، فإن الفوتونات الموجودة في ضوء الأشعة فوق البنفسجية ستطلق الإلكترونات من ذراتها، ومع تدفق الإلكترون عبر الخلية، فإنها تنتج الكهرباء. اعتمادًا على ضوء الشمس، إذا كانت مشرقة، فسوف تتصادم الكثير من الإلكترونات مما يتسبب في تدفق الكثير من التيارات الكهربائية. في حالة إذا كان الجو غائما سيكون هناك عدد قليل من الإلكترونات المتحركة وبالتالي سيتم تقليل التيار.

لا توجد حرارة في هذه العملية، لذلك عند توليد الكهرباء أو نقل الإلكترونات، لا تحتاج بالضرورة إلى مناخ دافئ. يحتاج المرء فقط إلى التعرض الكافي لأشعة الشمس المباشرة لمدة 6 إلى 8 ساعات على الأقل قبل أن يتم شحن ضوء الشمس بالكامل.

كيف يساعد الثلج الألواح الشمسية على العمل بشكل أفضل؟

كما نعلم جميعًا أن الثلج أبيض اللون وعاكس. في الواقع، من المعروف أنها الغطاء الطبيعي الأكثر انعكاسًا للأرض. ما يعنيه هذا هو أن الثلج يعمل كمرآة لتسليط أشعة الشمس على الألواح الشمسية لتحسين الأداء الكهروضوئي. ينعكس بعض الضوء الكهروضوئي الذي يسقط على الأسطح الأرضية القريبة في اتجاهات متعددة ويمكن استخدامه بواسطة الألواح الشمسية كمصدر للشحن.

فائدة أخرى للثلج هي أنه بسبب انخفاض درجة الحرارة يتم زيادة إنتاج الألواح الكهروضوئية. وجود فكرة لدى عامة الناس أنه إذا كان الجو باردًا في الخارج، فإن الألواح الشمسية لن تعمل. لا علاقة لشحن الألواح الكهروضوئية بالطاقة الحرارية المتوفرة في الخارج، بل يحتاج فقط إلى التعرض للأشعة فوق البنفسجية ليتم شحنها.

كيف ترتبط درجة الحرارة بأداء الألواح الكهروضوئية؟

كما ذكرنا سابقًا، فإن الطاقة الحرارية القادمة من الشمس لا علاقة لها بشحن الألواح الكهروضوئية. عندما يضرب ضوء الأشعة فوق البنفسجية اللوحة، فإنه يخلق ارتطام الإلكترون وحركته مما ينتج عنه بعض الطاقة الحرارية. عندما يتعرض النظام لدرجات حرارة باردة، فإن الإلكترون لن يتزحزح كثيرًا.

لذلك، عندما يضرب ضوء الأشعة فوق البنفسجية اللوحة أثناء الطقس البارد، لا يكون هناك حركة زائدة للإلكترون أو اصطدام للإلكترون. سيؤدي هذا بطبيعة الحال إلى حدوث فرق جهد عالي، مما يؤدي إلى توليد المزيد من الطاقة.

وعلى النقيض من الطقس الحار في الخارج، كما هو الحال في الصحاري، فإن اصطدام الإلكترونات يولد المزيد من الطاقة الحرارية مما يؤدي إلى فقدان الناتج. وذلك لأن الحرارة الزائدة يمكن أن تقلل من كفاءة الإلكترون في تحويل طاقة الشمس إلى تيار. ونتيجة لذلك، فإن درجات الحرارة الساخنة تقلل من توليد الطاقة الناتج. لذا، فإن أفضل سيناريو للعمل هو عندما تكون درجة الحرارة باردة بالخارج ويتوفر ما يكفي من ضوء الشمس.

مقالات لها صلة:

https://luxmanlight.com/how-to-choose-the-best-solar-street-light-factory-in-china//