المحتوى
يمكن للخلية الشمسية شحن البطارية من أشعة الشمس الطبيعية أو من الإضاءة الاصطناعية مثل لمبة الإضاءة المتوهجة. تستجيب الخلية الشمسية بنفس الطريقة لأي نوع من الضوء ؛ يمكنك استخدام ضوء ساطع مع خلية شمسية لشحن بطارية ساعة أو آلة حاسبة ، بشرط أن يكون الضوء ساطعًا بدرجة كافية. تقوم الخلية بتحويل مجموعة من الأطوال الموجية الضوئية إلى طاقة كهربائية ؛ يحتوي كل من ضوء الشمس والضوء المتوهج على هذه الأطوال الموجية ، وبالتالي فإن الخلية الشمسية تشحن البطارية من كلا المصدرين.
المتوهجة مقابل. الطيف الشمسي
تنتج الأنوار المتوهجة والشمس وجميع مصادر الإضاءة الأخرى ما يسميه العلماء "الطيف" - وهو انتشار لأطوال موجات الضوء بما في ذلك موجات الأشعة تحت الحمراء الطويلة والضوء المرئي والموجات القصيرة من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. كل مصدر له نمط طيفي مميز. على سبيل المثال ، تولد الشمس كميات وفيرة من الأشعة فوق البنفسجية بينما تنتج اللمبة المتوهجة القليل جدًا. تستجيب الخلية الشمسية للأطوال الموجية الضوئية بطرق مختلفة ، وتحول بعض الأطوال الموجية إلى الكهرباء مع تجاهل الآخرين. تتطابق الخلية مع طيف الشمس تقريبًا ؛ يعالج ألوان الضوء المرئية ولكنه لا يمكنه استخدام أطول موجات الأشعة تحت الحمراء. نظرًا لأن طيف الضوء المتوهج قريب من الشمس ، لا توجد مشكلة في الخلية الشمسية التي تعمل على ضوءها.
الطاقة من الضوء
بالإضافة إلى الصفات الطيفية ، تبلغ الطاقة الشمسية في يوم مشمس حوالي 1000 واط لكل متر مربع على سطح الأرض. ومع ذلك ، لا تتلقى خلية شمسية نموذجية سوى جزء صغير جدًا من هذا لأن حجمها لا يتجاوز بضعة سنتيمترات مربعة. ينتج المصباح المتوهج القياسي ما بين 40 و 100 واط ويحتوي على معظم الطاقة في أطول موجات الأشعة تحت الحمراء. إذا كنت تحمل خلية شمسية على بعد بضع بوصات من المصباح الكهربائي ، فستتلقى كمية مماثلة من الضوء كما تحصل من الشمس ؛ على الرغم من أن الشمس أقوى بكثير ، إلا أن المسافة القريبة من المصباح المتوهج تعوض عن إنتاجها الأصغر.
المسافة والوقت والجهد
الطاقة التي تتلقاها خلية شمسية من ضوء ساطع تتناقص بسرعة مع المسافة. كلما قل الضوء الذي يسقط على الخلية الشمسية ، كلما كان إنتاجها أضعف ، لذلك يستغرق شحن البطارية وقتًا أطول. إذا كان الجهد الكهربي للخلية أقل من الحد الأدنى لقيمة العتبة ، يصبح من المستحيل شحن البطارية ؛ على سبيل المثال ، تحتاج بطارية 12 فولت إلى 12.9 فولت لشحنها. طالما أن الضوء يضيء بقوة على الخلايا الشمسية ، فلا ينبغي أن تشكل الجهد مشكلة.
كفاءة
الخلية الشمسية تعمل بشكل جيد إما من ضوء الشمس أو لمبة متوهجة. ومع ذلك ، يجب أن تأتي المصابيح الكهربائية من مكان ما ، مثل محطة كهرباء تعمل بالغاز الطبيعي أو الطاقة النووية - والتي تكلف مالاً. ضوء الشمس ، من ناحية أخرى ، هو حر لاتخاذ. على الرغم من أن تشغيل خلية شمسية على ضوء اصطناعي يعمل بشكل جيد ، إلا أنه من المنطقي استخدام أشعة الشمس.