اللوحة الشمسية جهاز يحول ضوء الشمس مباشرةً إلى كهرباء. وهي تستخدم خلايا ضوئية مصنوعة من السيليكون. عندما تصطدم الفوتونات بالسيليكون، فإنها تُحرر الإلكترونات، مما يُولد تيارًا كهربائيًا. اكتشف إدموند بيكريل هذه الظاهرة عام ١٨٣٩. ظهرت الخلايا الشمسية العملية في خمسينيات القرن العشرين.

تتوفر الألواح الشمسية بأنواع مختلفة. الألواح أحادية البلورة فعّالة ولونها أسود. أما الألواح متعددة البلورات فهي زرقاء اللون وأقل تكلفة. بينما تتميز الألواح الرقيقة بمرونتها وخفة وزنها. أما الألواح ثنائية الوجه فتستقبل الضوء من كلا الجانبين. وتتراوح كفاءة الألواح التجارية بين 15% وأكثر من 22%.

كيف تعمل الألواح الشمسية

• تصطدم الفوتونات القادمة من ضوء الشمس بالسيليكون
• تتحرر الإلكترونات وتتدفق عبر الخلية
• تجمع الموصلات المعدنية التيار
• يقوم العاكس بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد
• تُستخدم الكهرباء لتزويد المنزل بالطاقة أو لتغذية الشبكة

أصبحت الطاقة الشمسية الآن أرخص مصدر للكهرباء في التاريخ في العديد من المناطق، حيث انخفضت التكاليف بأكثر من 90% منذ عام 2010. وتدوم الألواح الشمسية من 25 إلى 30 عامًا، وتعمل بكفاءة عالية في المناطق المشمسة، ولكنها تنتج الطاقة حتى في الأيام الغائمة. وتتمثل التحديات الرئيسية في تخزين الطاقة وربطها بشبكة الكهرباء.