אני מניח כי בכוונתך לתא פוטו-וולטאי.
תאי שמש פוטו-וולטאים הינם למעשה דיודות בעלות שטח גדול המבוססות על מוליכים למחצה.
פוטו-דיודה הופכת להיות מקור זרם כאשר היא מוארת.
עקב האפקט הפוטו-וולטאי, כאשר פוטונים פוגעים בה נוצר מתח על הרכיב, וכתוצאה מכך נוצר זרם.
תא מסוג זה המבוסס על סיליקון, העובד ביעילות, יוצר הפרש מתח של כ-0.55 וולט.
זהו מאפיין שאינו תלוי בגודלו של התא או בעוצמת האור הפוגע בו.
הזרם לעומת זאת פרופורציונאלי כמעט באופן ישיר לעצמת האור ולגודלו של התא.
.jpg)
מידע נוסף הכרחי הינו יעילות המרת האנרגיה הסולרית לאנרגיה חשמלית.
יעילות זו עבור תאים פוטו-וולטאים הינה כ-10-15%, אם כי ישנם תאים המגיעים ליעילות של 30% אך הם יקרים משמעותית ופחות נפוצים, כפי שישנם תאים זולים בעלי יעילות של כ- 6-8%.
שתי סוללות רגילות מספקות מתח של כ-3 וולט, אזי באופן תיאורטי נזדקק לכ-6 תאים המחוברים בטור.
נניח כי מכשיר ווקמן זקוק לזרם של כ- 500 מיליאמפר.
שטף האנרגיה הסולרית המגיע לכדור הארץ מהשמש הינו כ- 1 קילווואט למ"ר, או כ- 100 מיליוואט לסמ"ר.
על-כן, אם ניקח כמקרה מייצג תא בעל יעילות המרה של 15%, אזי תא ששטחו כ-20 סמ"ר ייתן לנו כ-300 מיליוואט.
אם נשתמש בנוסחה P=IV נראה כי ייווצר זרם של כ-550 מיליאמפר.
.jpg)
במציאות ישנם מספר גורמים הנדסיים שיהיה צורך לתת עליהם את הדעת- שטף האנרגיה הסולרית ליחידת שטח תלוי גם במיקומנו על-פני כדור הארץ ובשעת היום, וכמובן שתנאיי אובך או עננות יקטינו את השטף מהותית.
כמו כן בדרך-כלל על המכשיר לקבל הספקת זרם סדירה, ולכן עדיף לספק לו אנרגיה באופן עקיף, דרך מצבר, שייטען על-ידי התאים.
פרט לייצוב מקור הזרם המכשיר יפעל כל זמן שתיוותר אנרגיה במצבר, ללא תלות ישירה בחסדי מזג האוויר ובשעה. ברוב המערכות בהן נעשה שימוש בתאים אלו, נעשה שימוש גם במצבר.
מאת: ד"ר לירן שמשי
המחלקה לפיזיקה של מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
