تعتبر الخلايا الشمسية جزءًا مهمًا من نظام توليد الطاقة الشمسية. تقوم بتخزين الطاقة المولدة من الألواح الشمسية لاستخدامها عندما لا يكون ضوء الشمس كافيا أو في الليل. من بين الأنواع المختلفة للخلايا الشمسية، تحظى الخلايا الهلامية الشمسية بشعبية كبيرة لتخزين الطاقة بكفاءة وعمر الخدمة الطويل. يعد فهم البنية الداخلية للخلايا الهلامية الشمسية أمرًا بالغ الأهمية لفهم وظائفها وفوائدها.
يتكون الهيكل الداخلي للخلية الهلامية الشمسية من عدة مكونات رئيسية تعمل معًا لتخزين الطاقة وإطلاقها. جوهر البطارية هو هلام بالكهرباء. على عكس بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية التي تستخدم الإلكتروليتات السائلة، تستخدم بطاريات الجل إلكتروليتًا سميكًا على شكل هلام، مما يعزز ثبات البطارية ومقاومتها للتسربات.
عادة ما تكون الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية للبطاريات الغروانية الشمسية مصنوعة من الرصاص والرصاص الإسفنجي، على التوالي. تسهل هذه الأقطاب الكهربائية التفاعلات الكهروكيميائية التي تحدث أثناء الشحن والتفريغ. يخضع قطب ثاني أكسيد الرصاص لتفاعلات الاختزال والأكسدة، بينما يعمل قطب الرصاص الإسفنجي كموقع لتكوين كبريتات الرصاص وحلها. تعتبر هذه التفاعلات ضرورية لتخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية داخل البطارية.
يتم فصل المسام عن القطب الموجب والقطب السالب لمنع الاتصال المباشر بين الأقطاب الكهربائية والسماح بالتدفق الأيوني. يلعب الحجاب الحاجز دورًا حيويًا في الحفاظ على سلامة البطارية ومنع حدوث دوائر قصيرة. بالنسبة للخلايا الهلامية الشمسية، تم تصميم الفواصل لتثبيت الإلكتروليت في مكانه في الجل لضمان التوزيع المتساوي والأداء الأمثل.
المكون الداخلي لبطاريات الغروانية الشمسية هو حاوية البطارية، والتي عادة ما تكون مصنوعة من مواد متينة ومسببة للتآكل، مثل بلاستيك ABS. لا تستوعب الحاويات مكونات البطارية فحسب، بل توفر أيضًا الحماية للمكونات الخارجية والأضرار الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الحاوية أيضًا على طرف يستخدم لتوصيل البطارية بالنظام الشمسي، والذي يمكنه نقل الطاقة الكهربائية إلى البطارية أو نقل الطاقة الكهربائية من البطارية.
تم تصميم الهيكل الداخلي للخلايا الهلامية الشمسية لتحسين تخزين الطاقة والكفاءة وطول العمر. يعزز الإلكتروليت الهلامي مقاومة البطارية لتقلبات درجات الحرارة والاهتزازات، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من الظروف البيئية. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الأقطاب الكهربائية القائمة على الرصاص يوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة وموثوقًا لتخزين الطاقة الشمسية.
يشتمل الهيكل الداخلي للبطاريات الغروية الشمسية على إلكتروليتات غروانية وأقطاب موجبة وسالبة وأغشية وحاويات بطارية. يقومون بشكل مشترك بتخزين وإطلاق الطاقة. يعد فهم مدى تعقيد هذا الهيكل الداخلي أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الإمكانات الكاملة لخلايا الهلام الشمسية في أنظمة توليد الطاقة الشمسية. ومع استمرار نمو الطلب على الطاقة المتجددة، فإن تطوير واستخدام حلول تخزين الطاقة المتقدمة مثل بطاريات الجيل الشمسي سوف يلعب دورًا رئيسيًا في تشكيل مستقبل الطاقة المستدامة.
