بعد افتتاح «بنبان».. كيف تعمل محطات الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء؟

اليوم افتتح الرئيس عبد الفتاح السيسي، محطة بنبان لتوليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية، والتي تعد الأكبر من نوعها في العالم، بقدرة 1465 ميجا وات، متفوقة على محطة نور المغربية التي تولد 600 ميجا وات فقط.
ومجمع بنبان للطاقة الشمسية، يقع بالطريق الصحراوي الغربي لمحافظة أسوان، وفي منطقة هي من أكثر المناطق سطوعا للشمس في العالم، وفقا لوكالة ناسا الفضائية، ما يجعلها أكثر المناطق المؤهلة لاحتضان مثل تلك المحطة.
ومن المعروف علميا، إن كمية ضوء الشمس التي تضرب سطح الأرض في ساعة ونصف، تكفي للتعامل مع استهلاك الطاقة في العالم بأكمله لمدة عام كامل، وفقا لموقع energy الأمريكي الحكومي.
أقرأ ايضا.. عالم مصري: الرئيس السيسي يحل المشاكل من جذورها لا بالمسكنات
وتعمل تقنيات الطاقة الشمسية، على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، إما من خلال الألواح الكهروضوئية المسماه (PV)، أو من خلال المرايا التي تركز الإشعاع الشمسي، ويمكن استخدام كلا الطريقتين، لتوليد الكهرباء، أو تخزينها في بطاريات أو تخزينها حراريًا.
والإشعاع الشمسي هو ضوء، يُعرف أيضًا بالإشعاع الكهرومغناطيسي، والذي ينبعث من الشمس، وبينما يتلقى كل موقع على الأرض بعض ضوء الشمس على مدار عام، تختلف كمية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى أي بقعة واحدة على سطح الأرض، حيث تلتقط الكهروضوئية الطاقة الشمسية وتحولها إلى أشكال مفيدة من الطاقة أهمها الكهربائية.
وحول أساسيات عمل الخلايا الكهروضوئية، وهي المكون الرئيسي في الالواح الشمسية التي تستخدم في توليد الطاقة الكهربائية، عند تعرضها للفوتونات أو جزيئات الضوء، وهو ما يسمى ب «التحويل بالتأثير الكهروضوئي».فعندما تشرق الشمس على لوح شمسي، تمتص الخلايا الكهروضوئية في اللوحة الطاقة من ضوء الشمس، ثم تولد هذه الطاقة على هيئة شحنات كهربائية، تتحرك استجابةً لمجال كهربائي داخلي في الخلية، مما يؤدي إلى تدفق الكهرباء.
وتتكون اللوحة الشمسية الواحدة، من ستة مكونات مختلفة، ولكن يمكن القول إن أهمها هو الخلايا الكهروضوئية، التي تولد الكهرباء بالفعل، وهي العملية التي تسمى بتحويل ضوء الشمس، المكون من جسيمات تسمى "الفوتونات"، إلى طاقة كهربائية بواسطة خلية شمسية "التأثير الكهروضوئي" ، ولهذا السبب يشار إلى الخلايا الشمسية باسم "الخلايا الكهروضوئية".
وتولد الخلايا الكهروضوئية الشمسية الكهرباء عن طريق امتصاص ضوء الشمس، واستخدام تلك الطاقة الضوئية لتوليد تيار كهربائي، وهناك العديد من الخلايا الكهروضوئية داخل لوحة شمسية واحدة، فيجمع التيار الناتج عن كل الخلايا معًا، ما يكفي من الكهرباء للمساعدة في إمداد منزلك بالطاقة، فمثلا تحتوي اللوحة القياسية المستخدمة في مجموعة سكنية على السطح على 60 خلية مرتبطة ببعضها البعض، وغالبًا ما تستخدم التركيبات الشمسية التجارية ألواحًا أكبر تحتوي على 72 خلية ضوئية أو أكثر.
وحول خطوات إنتاج الخلايا الشمسية للطاقة، فتتم عبر ثلاث مراحل، الأولى تمتص فيها الخلايا الكهروضوئية ضوء الشمس وتفقد الإلكترونات، ومع تتدفق الإلكترونات السائبة، يتولد تيارًا كهربائيًا، يتم التقاطه ونقله إلى أسلاك الكهرباء.
ويعتبر التأثير الكهروضوئي عملية معقدة، ولكن هذه الخطوات الثلاث هي الطريقة الأساسية التي يتم بها تحويل الطاقة من الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام بواسطة الخلايا الشمسية في الألواح الشمسية.
ولا تنتهي تقنية الطاقة الشمسية بتوليد الكهرباء عن طريق أنظمة الطاقة الكهروضوئية، أو أنظمةالطاقة الشمسية المركزة، فهنا يجب دمج أنظمة الطاقة الشمسية هذه في المنازل، والشركات، والشبكات الكهربائية الحالية، بمزيج متنوع من مصادر الطاقة التقليدية، وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة.