مجمعات الطاقة الشمسية الكهربائية:

إن مبدأ عمل مجمعات الطاقة الشمسية الكهربائية يعتمد على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية من خلال استعمال الخلايا الشمسية تلك التي تكون مصنوعة من مادة السيليكون، كما أن جهود العلماء تكون كثيفة على هذه الطريقة ويعود السبب في ذلك إلى السعي للحصول على طاقة كهربائية بشكل مرن من الطاقة الشمسية، وأيضاً استخدام الطاقة الكهربائية في مختلف الحالات التي من الممكن أن تحتاج هذه الطاقة، كما أن تأثير الطاقة الشمسية الذي يصدر عنه توليد في الطاقة الكهربائية يعرف باسم التأثير الكهروضوئي، ويوجد نوعان من هذا التأثير الكهروضوئي وأول هذان النوعان هو التأثير الكهروضوئي الخارجي.


وهذا النوع من التأثير يُعرف بالطريقة الأيونية ويعتمد مبدأ عمل هذا التأثير على أساس تواجد مواد في فراغ ويتم تسليط عليها ضوء الإشعاع الشمسي المتشكل من فوتونات فتقوم المواد بمعارضة نفاذ هذه الفوتونات إلى داخلها، ذلك في حال كانت قوة طاقة الفوتونات أكبر وأقوى من طاقة ارتباط الإلكترون بالذرة فإن النتيجة ستكون أن هذه الفوتونات تحرر الإلكترونات من ذرات السطوح الخارجية لتلك المواد التي تسقط عليها، ومن بعد ذلك نلاحظ تحول المواد إلى قطب يكون وحيد ويعمل على تحرير سيلاً من الإلكترونات وبذلك يولد تيار كهربائي لكنه لا يمكن أن يولد جهداً كهربائياً.


أما التأثير الكهروضوئي الداخل حيث يتم ملاحظة هذه الظاهرة في الخلايا الشمسية وهي ذات مبدأ يعتمد على أساس أن الفوتونات التي تكون ساقطة على المواد تتغلغل إلى أعماق هذه المواد كما أنها تساعد في تحرير الإلكترونات من الذرات الداخلية للمواد، بالإضافة إلى ذلك يتحرر جزء من الإلكترونات من سطحها وفي النهاية تتحرك الإلكترونات المحررة في داخل المواد مما يتسبب في توليد فجوات مكانها، وتكون الإلكترونات ذات شحنة سالبة أما الفجوات فتكون ذات شحنة موجبة، فيؤدي ذلك إلى إمكانية تلاحم الفجوات الموجبة مع الإلكترونات السالبة مما يعني أنها تنتقل داخل الشبكة البلورية للمادة نفسها.


ومن مميزات توليد الكهرباء داخل الخلايا الشمسية هي أن هذه الخلايا الشمسية تعمل على انتاج الكهرباء وبدون الحاجة لتواجد أجهزة أخرى وسيطة ولا تحتاج أيضاً إلى الدخول في عمليات تحويل الطاقة من نوع إلى آخر أي أنها تنتج تيار كهربائي مباشر، وتكون استجابة الخلايا الشمسية للإشعاع فورية هذا يعني أن الطاقة الكهربائية يتم انتاجها بشكل مباشر في حال سقط هذا الإشعاع الشمسي على الخلية.