صواريخ كروز

صواريخ كروز

نسمع في النشرات الإخبارية عن صواريخ توماهوك كروز Tomahawk cruise التي يستخدمها الأمريكان في قصف مدن العراق، هذه الصواريخ تستخدم للهجمات الخاطفة في الحرب ولها اثر تدميري كبير وهنا سوف نلقى الضوء عن هذه الصواريخ وكيف تعمل.

صاروخ الكروز في الأساس صغير الحجم نسبياً ويبلغ طوله 2.61 متر وقطره 0.5 متر وهو ذاتي الدفع ويحتوي على محرك نفاث تيربو ويستطيع التحليق على ارتفاعات تصل إلى 805-1610 كيلومتر حسب تصميمه.  ويحمل صاروخ كروز مايزيد عن 450 كيلوجرام من المواد المتفجرة ويصل وزن الصاروخ كاملاً 1450 كيلوجرام، منها 600 لتر من   الوقود وتبلغ سرعة الصاروخ بعد اطلاقه 880 كيلومتر في الساعة.  تبلغ تكلفة الصاروخ الواحد ما بين 500000 دولار إلى 1000000 دولار.

تصنع صوارخ كروز باشكال مختلفة ويمكن ان تطلق من الطائرات الحربية والبوارج الحربية والغواصات والمدفعيات الأرضية.

على اليسار صورة لطائرة B-52 مزودة بصواريخ كروز وعلى اليمين صورة لمدفعية ارضية يمكنها ان تطلق صواريخ كروز عدة صواريخ مرة واحدة على الهدف المحدد.

على اليسار صورة توضح انطلاق صاروخ كروز من بارجة حربية وعلى اليمين صورة صاروخ منطلق من غواصة بحرية

مما يميز صواريخ كروز دقة اصابتها للهدف حيث انها تستطيع اصابة هدف بحجم سيارة كما ان ما يميزه انه يصعب التقاطه بواسطة اجهزة الرادار حيث انه يطير بالقرب من الأرض في مجال بعيد عن مرئى اجهزة الرادار.

 

يستخدم صاروخ كروز اربعة انظمة لتوجيهه تجاه الهدف:

IGS - Inertial Guidance System Tercom - Terrain Contour Matching GPS - Global Positioning System DSMAC - Digital Scene Matching Area Correlation

نظام التوجيه الرئيسي نظام رصد خطوط الكنتور نظام تحديد الموضع نظام مطابقة الرؤية الرقمية

هذه الأنظمة الأربعة للتوجيه تعد من أكثر الوسائل الحديثة المتطورة في توجيه الصاروخ لاصابة الهدف المحدد له فنظام التوجيه IGS يعتمد على تسارع الصاروخ ليبقي الصاروخ على مساره، اما نظام  Tercom يستخدم قاعدة بيانات ثلاثية الأبعاد مخزنة في الجزء الأمامي من الصاروخ لخطوط الكنتور الجغرافي للمنطقة التي يحلق فوقها ومرتبطة مع نظام الرادار على الصاروخ ليتمكن من مقارنة الخريطة الثلاثية الابعاد المخزنة مع البيانات الواردة له من الرادار اثناء الطيران تجاه الهدف ويمكن للصاروخ تجنب المرتفعات التي تواجهه اثناء طيرانه.  أما نظام التوجيه GPS فهو يستخدم نظام شبكة الأقمار الصناعية المخصصة لنظام GPS الحربية لترسل لجهاز الـ GPS المستقبل المثبت في الصاروخ موقعه على الكرة الأرضية ليرشده إلى الموقع المراد بدقة عالية.

عندما يقترب الصاروخ من الهدف فإن الصاروخ يستخدم نظام DSMAC الذي يستخدم كاميرا رقمية مثبتة على الصاروخ لتلتقط صورة الهدف وتقارنها بصورة المخزنة مسبقا في ذاكرة الصاروخ ليتمكن من ايجاد الهدف. (وهذا ما دفع العراقيين إلى حرق البترول لتشويش الرؤية من خلال الدخان الاسود الكثيف فلا يتمكن الصاروخ من استخدام نظام التوجيه DSMAC ليصل إلى هدفه).

 

تقنيات المستقبل

تتواصل عملية تحسين تقنيات صاروخ كروز، وتسعى الولايات المتحدة إلى إدخال أنواع أكثر تطورا إلى ترسانتها مع حلول عام 2003. ووفقا لذلك فإنه سيكون بمقدور صاروخ كروز الجديد الالتفاف حول الهدف وإرسال صور حية إلى قاعدة انطلاقه. وإذا توصل القادة العسكريون إلى قناعة بأن الهدف قد سبق ضربه وتدميره بصورة كافية، فسيكون بمقدورهم إعادة توجيهه إلى مكان بديل مبرمج سلفا، أو تحميله خرائط جديدة للتوجه نحو هدف آخر

 

كيف تحافظ على راحة عينيك عند استخدام الشاشات المسطحة؟

كيف تحافظ على راحة عينيك عند استخدام الشاشات المسطحة؟

تعتبر الشاشات المسطحة إل سي دي أفضل من الشاشات الأخرى غير أن العلماء ينصحون المستخدم بالحرص على الحفاظ على مسافة مناسبة بينه وبين الشاشة ومراعاة اختيار حجم الحروف والألوان المناسبة حفاظاً على صحة العينين.

 

كما هو الحال في استخدام الشاشات، التي تعمل بأشعة الكاثود، يتعين على المستخدمين الآن أيضا أن يحرصوا على الجلوس على مسافة تتراوح بين خمسين وثمانين سنتيمترا من الشاشة المسطحة المعروفة اختصارا بـ  "إل سي دي". فالجلوس على مسافة أقرب من ذلك يؤدي إلى إرهاق عضلات العينين، ترهق الشاشة عضلات العينين، كما يقول الخبراء.

 

 

في هذا السياق يقول أرمين فيندل من المعهد الألماني للسلامة في العمل والطب المهني الواقع في دورتموند إن الشاشات القديمة كانت عريضة وتستهلك مساحة كبيرة من المكتب، ولذا لم يكن هناك من مفر أمام المستخدم سوى أن يقترب منها ولكن هذه المشكلة ليست قائمة الآن بعد انتشار الشاشات، التي تعمل بالبلورات السائلة أو الشاشات المسطحة.

 

ضرورة مراعاة حجم الحروف وتباين الألوان

 

ويضيف فيندل قائلا أصبحت الشاشات الجديدة شائعة في المكاتب وهي تحظى بقدر أكبر من الشعبية لأنها لا تشغل مكانا كبيرا على مكاتب العمل، إضافة إلى أنها تعرض صوراً أكثر استقرارا ووضوحا.

 

وتأتي الشاشات البلورية عادة مزودة بقاعدة يمكن ضبطها لمختلف الارتفاعات والزوايا ويتعين على المستخدم أن يحرص على أن تكون الشاشة في زاوية تناسبه أثناء العمل.

 

 

ويضيف فيندل أن حجم الشاشة يؤثر أيضا على نوعية العمل، فكلما كانت الشاشة أكبر كانت الصورة أكبر. وعند جلوس المستخدم على بعد 50 سنتيمتراً، فإن الحروف يتعين أن يكون حجمها على الأقل 2.9 مليمتر وعند مسافة 60 سنتيمتراً، فسيصبح حجم الحرف 3.9 مليمتر، أما عند مسافة 70 سنتيمتراً، فينبغي أن يكون حجم الحروف 4.5 مليمتر.

 

ودرجة التباين في الألوان من العوامل المهمة في الرؤية على الشاشة، لذا يوصى باستخدام الحرف السوداء على أرضية بيضاء لأن ذلك يشبه ما نراه على الورق، وبالتالي فهو أمر مريح للعين والعكس غير صحيح، فاستخدام حروف غير داكنة على أرضية داكنة يرهق العينين.

 

عندما يسكب شيء على جهاز لاب توب

عندما يسكب شيء على جهاز لاب توب

تناول المأكولات والمشروبات أثناء استخدامنا للحاسب المحمول ليس من الأمور الجيدة، وينصح الخبراء دائما بعدم الأكل أو الشرب أو التدخين أثناء استخدامنا للحاسب. سقوط الأجزاء الصغيرة من الطعام أو بقايا السجائر أو السوائل الباردة والساخنة على لوحة مفاتيح الحاسب قد يسبب خسائر أكبر بكثير مما قد يحدث عند سقوطها على لوحة مفاتيح الحاسب الشخصي.

لوحة مفاتيح الحاسب المحمول متصلة مباشرة بجسم الحاسب ولذلك فالمخاطر أكبر على حاسبك المحمول إذا سكبت كوبا من الشاي على سبيل المثال على الحاسب أثناء تشغيله. سوف تصل هذه السوائل بأسرع مما تتخيل إلى اللوحة الرئيسية للحاسب Motherboard والمكونات الإلكترونية الداخلية الأخرى.

إذا حدثت لك هذه التجربة الأليمة فيجب أن تقوم بالخطوات التالية سريعا لتقليل الخسائر المحتملة فبضع ثوان قد تكلفك حاسبك:

(1) إذا كان الحاسب المحمول متصلا بالكهرباء فقم بفصل التيار الكهربائي عنه. وفي جميع الأحوال قم بنزع البطارية من الحاسب في أسرع وقت ممكن. كلما فصلنا مصادر الطاقة الكهربائية عن الحاسب بشكل أسرع قل احتمال تعرض أحد المكونات الإلكترونية للحاسب للاحتراق.

(2) قم بقلب الحاسب المحمول لكي ينزل منه أكبر قدر ممكن من السائل الذي سكب عليه ولكن لا ترج الحاسب أو تتعامل معه بعنف.

(3) قم بفك أي وحدات بالحاسب يمكن أن تفك منه مثل وحدة الأسطوانات المدمجة CD. يمكننا أن نفك لوحة المفاتيح من جسم الحاسب ويجب أن ننظر من الآن الى الطريقة التي يمكننا بها فك هذه اللوحة في حالات الطوارئ.

(4) استخدم قطعة قماش قطنية جافة (فوطة) لكي تمسح بها أكبر قدر من السائل الذي سكب داخل الحاسب.

(5) يمكن أن نستخدم مجفف الشعر (سشوار) باستخدام هواء بارد لكي نجفف السوائل المسكوبة وأحذر استخدام الهواء الساخن فقد يتسبب ذلك في إحراق المكونات الإلكترونية الدقيقة بالحاسب.

(6) أترك الحاسب مدة من 12 الى 24 ساعة لكي يجف تماما قبل أن تحاول تشغيله مرة ثانية وقبل أن تضع البطارية به أو تصله بالتيار الكهربائي.

(7) أعد تركيب مكونات الحاسب مرة ثانية ثم قم باختبار الحاسب هل يعمل بطريقة طبيعية أم لا.

(8) إذا تم تشغيل الحاسب من دون مشاكل فيمكنك أن تعتبر نفسك محظوظا ولكن رغم ذلك يجب أن يعرض الحاسب على مهندس الصيانة حتي وإن عمل بشكل طبيعي فالسوائل التي سكبت داخل الحاسب قد تترك آثارا يمكن أن تلحق الضرر ببعض المكونات عندما يعمل الحاسب لفترة طويلة وترتفع درجة حرارة هذه المكونات.

(9) الاحتفاظ بنسخ احتياطية من الملفات المهمة خارج الحاسب هو دائما فكرة جيدة فمثل هذه الحوادث يمكن أن تحدث في أي وقت

الخلايا الشمسية الصبغية Dye-sensitized solar cell

الخلايا الشمسية الصبغية

Dye-sensitized solar cell

مجموعة من الخلايا الشمسية بتقنية الصبغات العضوية

تقنية جديدة تستخدم لصناعة الخلايا الشمسية تعرف باسم dye-sensitized solar cell أي الخلايا الشمسية المصنعة باستخدام الصبغات العضوية والتي تعرف بالاختصار DSSC هي تقنية جديدة تندرج تحت التقنيات المستقبلية لصناعة الخلايا الشمسية بتكلفة قليلة. وتصنع الخلايا من مادة شبه موصلة بين أنود ضوئي والكترولايت (electrolyte ) وهو عبارة عن مادة تحتوي على ايونات تجعل من المادة موصلة للكهرباء. وابتكر هذه التقنية العالمين Michael Grätzel و O'Regan في العام 1991 وتعرف أيضا هذه الخلايا باسم العالم Grätzel أي نطلق عليها خلايا جرازيل Grätzel cells

تعتبر خلية جرازيل مهمة جدا لأنها تصنع من مواد غير مكلفة ولا تتطلب أجهزة معقدة لتصنيعها. وعندما تنتج بشكل كبير يجب أن تكون اقل تكلفة من الخلايا الشمسية المصنعة بالمواد الصلبة. ويمكن أن تصنع في صورة ألواح مرنة وذات قوة ميكانيكية عالية.

وبالرغم من أن كفاءة التحويل conversion efficiency (كفاءة تحويل أشعة الشمس إلى تيار كهربي) اقل من خلايا الأغشية الرقيقة الشمسية إلا أن النسبة بين التكلفة على الأداء تعتبر كبيرة بما فيه الكفاية لتنافس في مجال الطاقة الكهربية المتولدة عن الوقود البترولي. الكثير من التطبيقات التجارية المعتمدة على الخلايا الشمسية الصبغية متوقفة نتيجة لمشاكل متعلقة بالاستقرار الكيميائي لها إلا أن جهود عملية مضنية بذلت للتغلب على هذه المشاكل ويتوقع أن ترى هذه الخلايا النور في العام 2020 بإذن الله تعالى.

وفي هذه المقالة من كيف تعمل الأشياء سوف نقوم بشرح فكرة عمل الخلية الشمسية الصبغية بالمقارنة مع الخلية الشمسية التقليدية وعرض بعض مقاطع الفيديو التي تشرح طريقة تصنيع خلية شمسية صبغية.

وقبل أن نقوم بشرح تفاصيل هذه التقنية الواعدة لنلقي الضوء على تقنية الخلايا الشمسية المعتمدة على أشباه الموصلات والتي تم شرحها في كيف تعمل الأشياء ومدرجة في مراجع هذا المقال،

الخلايا الشمسية بتقنية أشباه الموصلات

باختصار فان الخلايا الشمسية التقليدية المعروفة والتي تعتمد على أشباه الموصلات فإنها تصنع من بلورتين احدهما مطعم بشوائب تجعل البلورة n-type أي تحتوي على عدد من الالكترونات الحرة الإضافية والبلورة الأخرى تطعم بشوائب تجعلها من النوع p-type والتي تفتقد الالكترونات الحرة. وعند توصيل البلورتين مع بعضهما البعض لتشكل وصلة p-n فان بعض الالكترونات في n-type سوف يتدفق إلى p-type لسد العجز في الالكترونات فيه، علما بان الفقد في الالكترونات في p-type يعرف باسم فجوة hole.

وفي النهاية فان عدد كافي من الالكترونات سوف يتدفق عبر الحد الفاصل بين البلورتين ليعمل على مساواة مستويات فيرمي Fermi levels في البلورتين. وتتكون منطقة فاصلة تعرف باسم وصلة p-n (p-n junction)، حيث تستنزف حاملات الشحنة أو تتراكم على كلا جانبي الحد الفاصل. في مادة السليكون فان انتقال الالكترونات سوف يعمل فرق جهد عند الحد الفاصل تتراوح قيمته بين 0.6 إلى 0.7 فولت.

عند تعرض الوصلة الآن لأشعة الشمس فان فوتونات الضوء سوف تصطدم بالالكترونات المرتبطة في n-type وتعطيها المزيد من الطاقة بعملية تعرف باسم الإثارة الضوئية photoexcitation. وفي مادة السليكون، فان أشعة الشمس سوف تزود الالكترونات بالطاقة الكافية لتنتقل الالكترونات من حزمة التكافؤ (مستوى الطاقة المنخفض) إلى حزمة التوصيل (مستوى الطاقة الأعلى). والالكترونات في حزمة التوصيل تكون حرة الحركة. وعند توصيل وصلة p-n في دائرة كهربية فان الالكترونات سوف تتدفق من n-type إلى p-type وتقوم هذه الالكترونات بملء الفراغات في حزمة التكافؤ التي تركت فارغة بدون الكترونات. وبهذه الطريقة تقوم أشعة الشمس بتوصيل التيار الكهربي.

في أي مادة شبه موصلة semiconductor فان فجوة الطاقة band gap تعني أن الفوتونات التي تمتلك نفس قيمة فجوة الطاقة أو أكثر هي تلك التي تساهم في إنتاج التيار الكهربي. وفي حالة مادة السليكون silicon، فان معظم الضوء المرئي من الأحمر وحتى البنفسجي يمتلك الطاقة الكافية ليساهم في إنتاج التيار الكهربي. ولكن لسوء الحظ فان الطاقة الإضافية التي تمتلكها فوتونات الضوء الأزرق والبنفسجي تفقد في شكل حرارة. كما انه لكي نحظى بفرصة معقولة لاقتناص الفوتون في طبقة n-type يجب أن تكون سميكة بشكل مناسب. وهذا أيضا سوف يزيد من فرصة انطلاق إلكترون أخر ليتحد مع فجوة في المادة قبل أن يصل إلى الحد الفاصل لوصلة p-n. هذه التأثيرات تجعل أقصى كفاءة يمكن أن نحصل عليها محدودا في الخلايا الشمسية المصنعة من مادة السليكون، وحاليا فان الكفاءة تتراوح بين 12% إلى 15% في الأنظمة التجارية ويمكن أن تصل إلى 25% في المختبر.

حتى الآن فان المشكلة الأكبر في الخلايا الشمسية التقليدية هي التكلفة العالية لإنتاجها، فالخلايا الشمسية تتطلب طبقة سميكة من السليكون المطعم بالشوائب ليمتلك معدل امتصاص للفوتونات مقبولا، وعملية تصنيع السليكون مكلفة جدا. وقد وجد الكثير من الطرق المختلفة لتقليل التكلفة بما فيها تقنيات إنتاج الأغشية الرقيقة، ولكن حتى يومنا هذا فان تطبيقها لازال محدودا لوجود العديد من المشاكل العملية. ويوجد حاليا خط بحثي جديد نجح في زيادة كفاءة الخلايا الشمسية التقليدية يعتمد على إنتاج وصلات متعددة multi-junction إلا إن إنتاج هذه الخلايا مكلف للغاية ويمكن أن يكون مناسبا فقط لبعض المؤسسات الضخمة. وبصفة عامة فان الخلايا الشمسية المعدة للتثبيت على أسطح المنازل لم تتغير كفاءتها بشكل مناسب للاستخدام العملي بالرغم من انخفاض تكلفة الحصول عليها.

 http://www.youtube.com/watch?v=fAD4YSFKE-k&feature=player_embedded

الخلايا الشمسية الصبغية Dye-sensitized solar cells

تتكون خلايا جرازيل من ساندويش من اثنين من الالكترودات الأول ويسمى الأنود وهو عبارة عن غشاء سميك من جسيمات نانوية من مادة ثاني أكسيد التيتانيوم titanium dioxide توضع على الجهة الموصلة للوح زجاجي شفاف مطلي بمادة موصلة للكهرباء مثل مادة fluorine-doped tin oxide والتي تعرف بالاختصار FTO. تغطي طبقة التيتانيوم اكسيد بطبقة من الصبغة العضوية dye وهي المادة الممتصة لأشعة الشمس، مثل طبقة الكرولوفيل في أوراق النبات. الكاثود يكون عبارة لوح زجاجي شفاف أخر مغطى البلاتين. بين طبقتي الالكترودين يوجد الالكتروليت.

الخلايا الشمسية الصبغية تقوم بعملها على أساس فصل الوظيفتين التي على أساسها تعمل الخلايا الشمسية المصنعة من السليكون. حيث يقوم السليكون بوظيفتين هما توفير الالكترونات الضوئية وكذلك توفير المجال الكهربي الذي يفصل الشحنة التي تنتج التيار الكهربي. ولكن في الخلايا الشمسية الصبغية فان مادة شبه الموصل يستخدم فقط لنقل الشحنة في حين أن الالكترونات الضوئية تتوفر من الصبغة العضوية المستخدمة. فصل الشحنات يحدث عند الأسطح بين الصبغة العضوية وشبه الموصل من جهة والسائل الموصل (الالكترولايت) من جهة أخرى.

جزئيات الصبغة العضوية صغيرة جدا بحجم نانوي وبالتالي لكي يتم اقتناص كمية مناسبة من أشعة الشمس الساقطة على طبقة جزئيات الصبغة العضوية فإنها يجب أن تكون سميكة بقدر كافي أي بسمك اكبر بكثير من سمك الجزئيات نفسها. وللتغلب على هذه المشكلة فان مادة نانوية تستخدم كمنصة لحمل جزيئات الصبغة العضوية في مصفوفة ثلاثية الأبعاد. وفي التصاميم المستخدمة فان المنصة تصنع من مادة شبه موصلة (تيتانيوم اكسيد) وبهذا فهي تقدم خدمتين في الخلية الشمسية الصبغية.

التركيب Construction

في التصميم الأصلي لخلية جريزيل فان الخلية مكونة من ثلاثة أجزاء أساسية. في الأعلى يوجد الانود مصنوع مادة الفلورين F الشفافة المطعم بـ SnO₂ وهذه الطبقة توضع على شريحة من الزجاج. على الجانب الخلفي الموصل للشريحة يوجد طبقة رقيقة من ثاني أكسيد التيتانيوم TiO₂، والتي تكون عبارة عن تركيب مسامي بمساحة سطحية كبيرة. ثاني أكسيد اليتيانيوم عادة يمتص جزء بسيط من أشعة الشمس الذي يقع في طيف الأشعة فوق البنفسجية فقط. لذا كان لابد من استخدام مادة حساسة للضوء تتداخل بي مسامات التيتانيوم اكسيد.

تغمر الشريحة في خليط من مادة حساسة للضوء هي صبغة عضوية تعرف باسم ruthenium-polypyridine dye وتعرف أيضا بالجزيئات الحساسة (molecular sensitizers). وبعد عملية نقع الشريحة الرقيقة في المحلول الصبغي تتكون طبقة رقيقة من المحلول الصبغي على السطح وقد ارتبطت برابطه تساهمية مع مادة ثاني أكسيد التيتانيوم. بعد ذلك يتم تثبيت طبقة داعمة من الكترولايت الايوديد على شريحة موصلة عادة ما تكون من معدن البلاتين. يتم تثبيت الشريحتين معا بحيث تكون المواد الفعالة للداخل مع استخدام مادة لاصقة قوية على الأطراف لمنع السائل الموصل (الالكترولايت) من التسرب للخارج. وهذا التركيب سهل للغاية بحيث يمكن أن تحصل على علبة بها المكونات وتقوم بتركيبها بنفسك. وبالرغم من اعتمادها على مواد خاصة إلا أنها غير مكلفة بالمقارنة مع السليكون في الخلايا الشمسية التقليدية لأنها لا تتطلب خطوات تصنيع مكلفة. فعلى سبيل المثال مادة ثاني أكسيد التيتانيوم يستخدم بشكل كبير كأساس في الطلاء.

التشغيل Operation

عندما تدخل أشعة الشمس خلال المادة المنفذة في الطبقة الموصلة SnO₂:F فإنها تصطدم بالصبغة العضوية على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم. الفوتونات التي تمتلك طاقة كافية تمتص بواسطة الصبغة العضوية فتثار الكترونات مدارتها الخارجية، وهذا يعمل على حقنها مباشرة في طبقة التوصيل في مادة ثاني أكسيد التيتانيوم. نتيجة لزيادة تركيز الالكترونات الحرة في طبقة التيتانيوم اكسيد فانها تنتقل تبعا لقوانين الانتشار الى اللوح الموصل اعلاها (الانود).

في غضون ذلك، فان جزئيات الصبغة العضوية تفقد إلكترون ويحدث تفكك للجزيء إذا لم يتم تعويض الإلكترون المفقود. فيقوم بامتصاص إلكترون آخر من مركب اليود في المحلول الموصل (الالكترولايت) الموجود أسفل طبقة ثاني أكسيد التيتانوم، ويعمل على أكسدة مركب اليود ليصبح ثلاثي التكافؤ. هذا التفاعل الكيميائي يحدث بسرعة كبيرة بالمقارنة مع الزمن اللازم لاتحاد الإلكترون مع جزئ الصبغة العضوية المتأكسد، ويعمل هذا التفاعل على منع الخلية الشمسية من ان تصبح دائرة مغلقة Short-circuit.

يستعيد مركب اليود الثلاثي الإلكترون المفقود بالانتشار الميكانيكي من أسفل الخلية حيث يوجد الالكترود الذي يقدم له الإلكترون القادم من الدائرة الخارجية.

المزايا والعيوب Advantages and drawbacks

تعتبر الخلايا الشمسية الصبغية الأكثر كفاءة في الجيل الثالث من الخلايا الشمسية المتوفرة حالياً. تقنيات الأغشية الرقيقة الأخرى قد تنتج خلايا شمسية بكفاءة في حدود 8%، والخلايا الشمسية التقليدية المعتمدة على السليكون لها كفاءة في حدود 12 إلى 15%. وهذا يجعل الخلايا الشمسية العضوية مرشحة لاستبدال التقنيات الأخرى المستخدمة في تصنيع الخلايا الشمسية التي تثبت على أسطح المنازل، لما تمتلك من مزايا عديدة تجعلها الأفضل في هذا المجال.

كما إن فكرة عمل الخلايا الشمسية الصبغية تجعل بالإمكان استخدام هذه في ظروف الإضاءة الخفيفة مثل أن تكون السماء ملبدة بالغيوم أو في داخل المنازل حيث يمكن أن تولد الطاقة الكهربية من الإنارة المنزلية وليس بالضرورة من أشعة الشمس المباشرة.

كما ان الخلايا الشمسية الصبغية تزداد كفاءتها في حالة ارتفاع درجة الحرارة في حين ان الخلايا الشمسية المعتمدة على أشباه الموصلات فان كفاءتها تقل بزيادة درجة الحرارة. كما إن تصميم الخلايا الشمسية الصبغية يجعلها قادرة على تبديد الحرارة الداخلية بشكل أفضل مما يساهم في أن تعمل في درجات حرارة منخفضة.

اما العيب الاساسي في الخلايا الصبغية هو ان تصميمها يستخدم السائل الموصل الالكترولايت، والذي يكون له مشاكل تتعلق باستقراره مع التغير في درجة الحرارة. فعند درجة حرارة منخفضة يمكن ان يتجمد هذه السائل مما يتسبب في إحداث أعطال في الخلية. وعند درجات الحرارة المنخفضة فان تمدد السائل يجعله يتسرب خارج نطاق الخلية وهذا يؤدي الى احدث عطل فيزيائي في الخلية. كما ان السائل الموصل الالكترولايت هو عبارة عن محاليل عضوية يجب أن تحتوى بشكل جيد ولا يسمح لها بالتسرب للخارج.

استبدال السائل الموصل بمادة صلبة يعتبر تحديا كبيرا في هذا المجال وتجرى الكثير من الأبحاث لحل هذه المشكلة. وفي تجارب حديثة استخدم الأملاح المعدنية الصلبة كبديل للسائل الموصل ولكن مع بعض المشاكل المتعلقة بنقص فترة عمر هذه الخلايا خصوصا عند تشغيلها بشكل متواصل.

هذا شرح موجز عن فكرة عمل الخلية الشمسية الصبغية ولازال البحث والتطوير مستمرا في هذا المجال لحل المشاكل التي سوف تمكن من استخدامها على نطاق واسع وحاليا يوجد الكثير من الشركات التي بدأت في إنتاج هذه الخلايا ومنها شركة سوني وشركة SolarPrint وشركة Hydrogen Solar وغيرها. أتمنى أن أكون وفقت في تقديم الفكرة النظرية لعمل الخلية الشمسية الصبغية وأترككم مع هذا المقاطع التي تشرح بوضوح كيف يمكنك أن تصمم خليتك الشمسية وتساهم في تطويرها أو الاستفادة منها.

http://www.youtube.com/watch?v=17SsOKEN5dE&feature=player_embedded#!


http://www.youtube.com/watch?v=Qbsl1NP5uZI&feature=player_embedded



http://www.youtube.com/watch?v=9CbDOdgAfO4&feature=player_embedded


http://www.youtube.com/watch?v=AQIUNu5Mi40&feature=player_embedded

دمشق بالأبيض والأسود

دمشق بالأبيض والأسود