كيف تعمل الألواح الشمسية؟ - ريتشارد كومب
-
0:08 - 0:11الأرض تعترض الكثير من الطاقة الشمسية
-
0:11 - 0:15137 ألف تيرا وات
-
0:15 - 0:19ما يعادل عشرة أضعاف ما يستخدمه سكان الأرض
-
0:19 - 0:21اذاً، هل من المحتمل أنه يومًا ما
-
0:21 - 0:24سيعتمد العالم كليًا على الطاقة الشمسية ؟
-
0:24 - 0:26للإجابة على ذلك السؤال
-
0:26 - 0:29نحتاج أولاً لدراسة
كيف تقوم الألواح الشمسية -
0:29 - 0:32بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
-
0:32 - 0:36الألواح الشمسية مصنوعة من وحدات أصغر
تدعى الخلايا الشمسية. -
0:36 - 0:39وأكثر الخلايا الشمسية شيوعًا
تصنع من السيليكون -
0:39 - 0:43وهو شبه موصل ويأتي في المرتبة الثانية
من حيث الوفرة في الأرض. -
0:43 - 0:45في الخلية الشمسية،
-
0:45 - 0:49يتم حشو السيليكون البلوري بين طبقات موصلة.
-
0:49 - 0:54كل ذرة سيليكون متصلة بالذرات المجاورة
عن طريق 4 روابط قوية -
0:54 - 0:58مما يحفظ الإلكترونات في مكانها
فيمنع التيار من السريان. -
0:58 - 0:59وهنا يكمن المفتاح:
-
0:59 - 1:04تستخدم خلية السيليكون الشمسية
طبقتين مختلفتين من السيليكون -
1:04 - 1:07نوع-n والذي يحتوي على إلكترونات إضافية
-
1:07 - 1:12ونوع-p والذي يحتوي على فراغات إضافية
للإلكترونات تدعي الفجوات. -
1:12 - 1:14وفي نقطة التقاء نوعي السيلكون،
-
1:14 - 1:18تستطيع الإلكترونات التجول
عبر نقطة الالتقاء (p\n) -
1:18 - 1:20تاركة شحنة موجبة في أحد الجوانب
-
1:20 - 1:23ومنشأةً لشحنة سالبة في الجانب الآخر.
-
1:23 - 1:27تستطيع النظر إلى الضوء على أنه
تدفق من الجسيمات المتناهية في الصغر -
1:27 - 1:28تدعى الفوتونات
-
1:28 - 1:30بعد إطلاقها من الشمس.
-
1:30 - 1:34عندما تضرب إحدى هذه الفوتونات
خلية السيليكون بطاقة كافية -
1:34 - 1:39تستطيع تحرير إلكترون من رابطته مخلفةً فجوة
-
1:39 - 1:43الإلكترون ذو الشحنة السالبة
وموقع الفجوة ذات الشحنة الموجبة -
1:43 - 1:46اصبحا الآن طليقان ليتحركا بحرية.
-
1:46 - 1:49ولكن بسبب المجال الكهربائي
عند نقطة الالتقاء (p\n) -
1:49 - 1:51بإمكانهما الذهاب باتجاه واحد فقط.
-
1:51 - 1:53الإلكترون يتم سحبه إلى اتجاه الـ n
-
1:53 - 1:56بينما الفجوة يتم سحبها إلى اتجاه الـ p.
-
1:56 - 2:02الإلكترونات المتحركة يتم جمعها بواسطة
أصابع معدنية رقيقة عند قمة الخلية. -
2:02 - 2:05ومن هناك، تسير خلال دائرة خارجية
-
2:05 - 2:06لتقوم بعمل شغل كهربائي
-
2:06 - 2:08كتشغيل مصباح كهربائي
-
2:08 - 2:12وذلك قبل العودة من خلال
صفيحة الألمينيوم الموصلة في الخلف. -
2:12 - 2:15تضع كل خلية سيليكون نصف جهد كهربائي
-
2:15 - 2:19ولكن بالإمكان نظمهم في وحدات
للحصول على طاقة أكبر. -
2:19 - 2:2312 خلية ضوئية تكفي لشحن هاتف خلوي
-
2:23 - 2:26في حين يستلزم عدة وحدات لتشغيل بيت بأكمله.
-
2:26 - 2:29الإلكترونات هي الأجزاء الوحيدة
المتحركة في الخلية الشمسية -
2:29 - 2:32وجميعها ترجع إلى المكان الذي أتت منه.
-
2:32 - 2:34ليس هنالك ما يتم نفاذه أو استهلاكه
-
2:34 - 2:37لذلك تستطيع الخلايا الشمسية
أن تدوم لعقود من الزمن. -
2:37 - 2:43وبالتالي، ما الذي يمنعنا من أن نصبح
معتمدين كلياً على الطاقة الشمسية؟ -
2:43 - 2:45هنالك عوامل سياسية مؤثرة
-
2:45 - 2:49ناهيك عن المصالح التجارية
التي تضغط لاستمرار الوضع الراهن. -
2:49 - 2:53لكن دعنا نركز الآن
على التحديات المادية والسوقية -
2:53 - 2:54وأكثر هذه التحديات وضوحاً
-
2:54 - 2:59هو أن الطاقة الشمسية
لا تتوزع بصورة متساوية عبر الكوكب. -
2:59 - 3:01بعض المناطق مشمسة أكثر من غيرها.
-
3:01 - 3:03بالإضافة لكونها متقلبة.
-
3:03 - 3:07فقط القليل من الطاقة الشمسية يتوفر
في الأيام الغائمة أوأثناء الليل. -
3:07 - 3:10لذلك الاعتماد الكلي سوف يتطلب طرق فعالة
-
3:10 - 3:14للحصول على الكهرباء
من المناطق المشمسة إلى الغائمة، -
3:14 - 3:17وتخزين فعال للطاقة.
-
3:17 - 3:20كذلك فإن كفاءة الخلية في حد ذاتها
تشكل تحدٍّ أيضاً. -
3:20 - 3:23إذا تم انعكاس ضوء الشمس بدلاً من امتصاصه
-
3:23 - 3:28أو إذا تم وقوع الإلكترونات المطرودة داخل
فجوة قبل عبورها خلال الدائرة -
3:28 - 3:31فإن طاقة هذا الفوتون تضيع.
-
3:31 - 3:33الخلية الشمسية الأكثر كفاءة حتى الآن
-
3:33 - 3:39تحول فقط 46% من ضوء الشمس المتوفر
إلى كهرباء -
3:39 - 3:44ومعظم الأنطمة التجارية الحالية تتراوح
كفاءتها بين 15-20%. -
3:44 - 3:46على الرغم من هذه القيود
-
3:46 - 3:47في الحقيقة، سيكون بالإمكان
-
3:47 - 3:51إمداد العالم كله بالطاقة بواسطة تكنولوجيا
الخلايا الشمسية الحالية. -
3:51 - 3:53سنحتاج للتمويل لبناء البنية التحتية
-
3:53 - 3:55ومساحة كبيرة.
-
3:55 - 3:59التقديرات تحددها بعشرات إلى مئات الآلاف
من الأميال المربعة، -
3:59 - 4:01والتي تبدو كمساحة كبيرة جداً،
-
4:01 - 4:06ولكن الصحراء الكبرى فقط مساحتها
أكثر من 3 مليون ميل مربع. -
4:06 - 4:09وفي هذه الأثناء، فإن الخلايا الشمسية تتحسن
وتقل في التكلفة -
4:09 - 4:12وتنافس الكهرباء من الشبكات التقليدية.
-
4:12 - 4:14وبعض الابتكارات مثل
مزارع الخلايا الشمسية الطافية -
4:14 - 4:17يمكنها تغيير المشهد بالكامل.
-
4:17 - 4:19بوضع التجارب الفكرية جانبًا،
-
4:19 - 4:21هناك حقيقة أنه يوجد أكثر من مليار شخص
-
4:21 - 4:24لا يتوفر لهم مصدر معتمد
للطاقة الكهربائية، -
4:24 - 4:27خصوصاً في الدول النامية،
-
4:27 - 4:29والتي يتوافر في العديد منها جو مشمس.
-
4:29 - 4:30ولذلك فإنه في تلك الأماكن،
-
4:30 - 4:35الطاقة الشمسية أرخص بكثير وأكثر أماناً
من البدائل المتوفرة، -
4:35 - 4:37مثل الكيروسين.
-
4:37 - 4:39على الجانب الآخر،
فإنه لفنلندا أو لسياتل -
4:39 - 4:42فإن الطاقة الشمسية تعتبر
بعيدة المنال قليلاً حتى الآن.
- Title:
- كيف تعمل الألواح الشمسية؟ - ريتشارد كومب
- Description:
-
لمشاهدة الدرس الكامل: https://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp
الأرض تعترض الكثير من طاقة الشمس: 173000 تيرا وات. هذا يعتبر أكثر من 10000 ضعف الطاقة التي يستخدمها سكان الكوكب. لذلك هل من الممكن الاعتماد على الطاقة الشمسية بالكامل في يوم من الأيام؟
ريتشارد كومب يوضح كيف تحول الألواح الشمسية الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
الدرس بواسطة: ريتشارد كومب
العرض المصور بواسطة: جلوبيزكو - Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:59
Ghalia Turki approved Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp | ||
Ghalia Turki edited Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp | ||
Ghalia Turki edited Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp | ||
Ghalia Turki edited Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp | ||
Abd Al-Rahman Al-Azhurry accepted Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp | ||
Abd Al-Rahman Al-Azhurry edited Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp | ||
Abd Al-Rahman Al-Azhurry edited Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp | ||
Abd Al-Rahman Al-Azhurry edited Arabic subtitles for How do solar panels work? - Richard Komp |