هل يمكن شحن البطاريات الشمسية باستخدام الضوء المتوهج؟

يمكن للخلية الشمسية شحن البطارية من ضوء الشمس الطبيعي أو من الإضاءة الاصطناعية مثل المصباح المتوهج. تستجيب الخلية الشمسية بنفس الطريقة تقريبًا 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 ، لذلك تقوم الخلية الشمسية بشحن البطارية من كلا المصدرين.

تنتج الأضواء المتوهجة والشمس وجميع مصادر الضوء الأخرى ما يسميه العلماء "الطيف" - أ انتشار أطوال موجات الضوء بما في ذلك موجات الأشعة تحت الحمراء الطويلة والضوء المرئي والموجات فوق البنفسجية القصيرة و الأشعة السينية. لكل مصدر نمط طيفي مميز ؛ على سبيل المثال ، تولد الشمس كميات وفيرة من الأشعة فوق البنفسجية بينما تنتج المصباح المتوهج القليل جدًا. تستجيب الخلية الشمسية لأطوال موجات الضوء بطرق مختلفة ، وتحول بعض الأطوال الموجية إلى كهرباء بينما تتجاهل الأخرى. تتطابق الخلية تقريبًا مع طيف الشمس ؛ تعالج ألوان الضوء المرئية ولكنها لا تستطيع استخدام أطول موجات الأشعة تحت الحمراء نظرًا لأن طيف الضوء المتوهج قريب من الشمس ، فلا توجد مشكلة في تشغيل الخلية الشمسية على ضوءها.

بالإضافة إلى خصائصها الطيفية ، تبلغ الطاقة الشمسية في يوم مشمس حوالي 1000 واط لكل متر مربع على سطح الأرض. ومع ذلك ، فإن الخلية الشمسية النموذجية لا تتلقى سوى جزء صغير جدًا من هذا لأن حجمها لا يتجاوز بضعة سنتيمترات مربعة. ينتج المصباح المتوهج القياسي ما بين 40 و 100 واط إجمالاً ولديه معظم الطاقة في أطول موجات الأشعة تحت الحمراء. إذا كنت تحمل خلية شمسية على بعد بضع بوصات من مصباح كهربائي ، فستتلقى كمية من الضوء مماثلة لتلك التي تحصل عليها من الشمس ؛ على الرغم من أن الشمس أقوى بكثير ، إلا أن المسافة القريبة للمصباح المتوهج تعوض عن إنتاجه الأصغر.

تتضاءل الطاقة التي تتلقاها الخلية الشمسية من ضوء ساطع بسرعة مع المسافة. كلما قل الضوء الذي يسقط على الخلية الشمسية ، قل خرجها ، لذلك يستغرق شحن البطارية وقتًا أطول. إذا كان جهد الخلية 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 خلية شمسية ، فلا ينبغي أن يمثل الجهد مشكلة.

تعمل الخلية الشمسية بشكل جيد سواء من ضوء الشمس أو من لمبة متوهجة. ومع ذلك ، يجب أن تأتي كهرباء المصباح الكهربائي من مكان ما ، مثل محطة للطاقة تعمل بالغاز الطبيعي أو الطاقة النووية - وهو ما يكلف المال. من ناحية أخرى ، فإن ضوء الشمس مجاني للاستخدام. على الرغم من أن تشغيل خلية شمسية على ضوء اصطناعي يعمل بشكل جيد ، إلا أنه من الأفضل استخدام ضوء الشمس.