تستخدم الألواح الشمسية على نطاق واسع كمصدر نظيف ومتجدد للطاقة، وغالبًا ما نراها باللون الأزرق أو الأسود عند استخدامها على الأرض، لكن عندما ننتقل إلى الفضاء، نجد أن الألواح الشمسية لمحطة الفضاء الدولية تتميز بلونها الذهبي، فما سبب هذا الاختلاف، وما تأثيره على كفاءة توليد الطاقة، لفهم ذلك، يجب أولًا التعرف على آلية عمل الألواح الشمسية وكيفية تفاعلها مع أشعة الشمس.
آلية عمل الألواح الشمسية واختلاف الألوان
- تعتمد الألواح الشمسية على تأثير يُعرف بالفولتضوئي، وهو تفاعل الفوتونات القادمة من الشمس مع مواد شبه موصلة مثل السيليكون لإنتاج تيار كهربائي.
- تصنع معظم الألواح الشمسية الأرضية من السيليكون المتعدد الكريستالات “Polycrystalline” أو الأحادي الكريستالات “Monocrystalline”، وهو ما يمنحها اللون الأزرق أو الأسود نتيجة المواد المضادة للانعكاس المستخدمة لتعزيز كفاءتها في امتصاص الضوء.
- ورغم أن الألواح السوداء أكثر كفاءة من الزرقاء، فإن تكلفة تصنيعها أعلى، ما يجعل الألواح الزرقاء أكثر انتشارًا نظرًا لانخفاض تكلفتها.
لماذا تستخدم الألواح الذهبية في محطة الفضاء الدولية؟
تختلف الظروف في الفضاء عن الأرض، حيث:
- تتطلب الألواح الشمسية كفاءة عالية لتحمل بيئة الفضاء القاسية وتوفير الطاقة اللازمة لأنظمة المحطة، وهنا يأتي دور الذهب، فهو معدن يتميز بقدرته العالية على توصيل الكهرباء.
- كما أنه مقاوم للتآكل والإشعاع الشمسي العنيف في الفضاء.
- إلى جانب ذلك، تعتمد محطة الفضاء الدولية على نظام ألواح شمسية قابل للطي يعرف باسم “اللحاف الشمسي”، والذي يمكن نشره عند الحاجة لضمان مواجهة الشمس بكفاءة عالية.
- هذه الصفوف الشمسية يمكنها توليد ما يصل إلى 120 كيلوواط من الكهرباء، وهو ما يكفي لتشغيل عشرات المنازل على الأرض.
- وتخزن الطاقة الفائضة في بطاريات لاستخدامها عند دخول المحطة في ظل الأرض، مما يضمن استمرارية الطاقة طوال الوقت.