أنواع ألواح الطاقة الشمسية ومكوناتها

تم استخدام ألواح الطاقة الشمسية منذ عشرات السنين، حيث أنها تعمل في الأقمار الصناعية، ويتم تصنيع الغالبية العظمى من الخلايا الشمسية من مادة السيليكون، لذلك نقدم لكم فكرة شاملة عن الألواح الشمسية ومميزاتها وكل ما يجب معرفته عنها.

هنا ستجد دليل كامل عن أسعار الألواح الشمسية

ما هي ألواح الطاقة الشمسية

هي عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية (PV cells) المتصلة معًا داخل إطار واحد، ويتم التواصل بينهم بطريقة التوازي أو التوالي، حيث تعمل على تحويل الضوء الساقط من أشعة الشمس إلى فرق جهد يسبب مرور تيار كهربائي في الأسلاك، وعند تجميع مجموعة من الألواح الشمسية معًا في إطارٍ أكبر يطلق عليها في مثل هذه الحالة “مصفوفة ألواح شمسية”، ومصطلح (PV) هو اختصار لـ: PhotoVoltaic أي الكهروضوئية، مشيرًا إلى طريقة عمل الخلايا الموجودة داخل الألواح الشمسية.

أنواع ألواح الطاقة الشمسية

تستطيع الاعتماد على الألواح التي تعمل بالطاقة الشمسية سواء للأفراد والشركات بتوليد الطاقة الشمسية وبيعها الى شركات توزيع الكهرباء بسعر متميز وثابت لمدة 25 عام، وهذا ما سمحت به الحكومة المصرية حيث أصدرت قرار برقم 1947 لعام 2014 يسمح باستخدام هذا النوع من المحطات حيث يتم ربطه بشبكة الكهرباء الوطنية، وفي ما يلي أنواع الألواح الشمسية..

الألواح الشمسية نوع (Mono-cristallin) 

• يُعرف هذا النوع بالألواح الأحادية، ويمتاز بنقاء كريستالات السيلكون التي تصنع منها الخلايا، حيث تتكون الخلايا الشمسية فيها من سبائك سيلكون تقطع على شكل شرائح
• يعد هذا النوع هو الأغلى ثمنًا وكذلك تعطي الخلايا كفاءة عالية مما يقلل من عدد الألواح المحتاج لها لتعطي نفس كمية الكهرباء من الأنواع الأخرى.
• تمتاز كذلك بقدرتها على العمل بكفاءة في الضوء الخافت، بالإضافة إلى ارتفاع عمرها الافتراضي.

اللوح الشمسي نوع(poly-cristallin):

• ويسمى بالألواح الشمسية متعددة الكريستالات، وتختلف عن النوع الأحادي بالشكل، حيث تكون الخلايا فيها عبارة عن مربعات متراصة.
• كفاءة هذا النوع من الألواح التي تعمل بالطاقة الشمسية متوسطة مما يؤدي للحاجة إلى عدد أكبر منها للحصول على نفس الكهرباء، وهي أقل ثمنًا من النوع الأحادي.
• العمر الافتراضي لـ ألواح الطاقة الشمسية نوع(poly-cristallin) كبير. 

اللوح الشمسي نوع (thin film):

• يمتاز هذا النوع بمرونته وسهولة تركيبه، وهو رقيق وانسيابي ومتناسق ومظهره جميل.
• سعره رخيص مقارنةً بالأنواع الأخرى، ولا يتأثر بالتغيرات المناخية والغيوم، ولكن كفاءته قليلة مما يدعو إلى استخدام عدد أكبر من الخلايا لتغطية مساحات أكبر للحصول على نفس المقدار من الطاقة الكهربائية التي يمكن الحصول عليها من الأنواع الأخرى، وكذلك عمره الافتراضي قليل.

تعرف من هم شركات بيع ألواح الطاقة الشمسية فى مصر

مكونات ألواح الطاقة الشمسية

• على إختلاف أحجام وأنواع ألواح الطاقة الشمسية إلا أنها تشترك فيما بينها بالمكون الأساسي وهو السيليكون.
• تتكون ألواح الطاقة الشمسية من ترابط خلايا السيليكون المنتجة للطاقة الكهربائية.
• تختلف في طريقة تشكيل السيليكون ودرجة نقائه، فمنها ما هو مصنوع من مونو سيليكون ومنها ما يصنع من بولي سيليكون.
• يتم إنتاج ألواح الطاقة الشمسية بعملية تسمى التبخر المشترك للمواد الكيميائية.
• ظهرت حديثاً مواد اخرى دخلت في صناعة الواح الطاقة الشمسية ونافست السيليكون من حيث الكفاءة والتكلفة مثل خلايا الكادميوم تيلوريد وخلايا سيلينيد إنديوم جاليوم.

مبدأ عمل لوح الطاقة الشمسية

• يقوم مبدأ عمل ألواح الطاقة الشمسية على تحويل ضوء الشمس لكهرباء، حيث تقوم الخلايا الكهروضوئيّة المشكلة للوح الطاقة باستقبال فوتونات الضوء التي تعمل على تحريك الإلكترونات التي ينشأ من حركتها تيار كهربائي
• إذ تتكون هذه الخلايا الكهروضوئية من لوحين متقابلين من مادة السليكون، ينشأ بينهما مجال مغناطيسي نظراً لاختلاف الأقطاب.
• ينشأ هذا المجال بسبب تزويد كل لوح من ألواح السيليكون بإلكترونات موجبة أو سالبة، وعند امتصاص الخلية الكهروضوئية لفوتونات الضوء وإيصالها للإلكترونات فإنها تؤدي لحركة الإلكترون باتجاهٍ بعيد عن لوح السيليكون.
• ثم ليتم تجميعها إلى لوحات معدنية توجد بجانب لوح السليكون ليتم انتقالها عبر الأسلاك مكونةً الكهرباء كتلك الكهرباء الناتجة من أي مصدرٍ للطاقة.

أنواع المحطات الشمسية

المحطة المستقله : –

• يعد هذا النوع من محطات الطاقة الشمسية الأعلى إقتصاديا حيث يحقق عوائد على الإستثمار تصل إلى 17% .
• هذا النوع من المحطات لا يكون مربوطا بشبكة الكهرباء الوطنية، وبالتالي فهو لا يقوم ببيع الكهرباء المولدة منه لشركات التوزيع، مما يجعله من تلك المحطات موفرة لمصدر طاقة احتياطى خاص للشركات التى تحرص على الاحتفاظ بمصدر طاقة بديل لضمان استمرار عجلة الإنتاج دون توقف مثل شركات البترول والمنتجعات الفندقية والمستشفيات والمدارس.
• يوفر هذا النظام طاقة بديلة للاستخدام أثناء فترات النهار بعيدا عن الاستهلاك من شبكة الكهرباء القومية، مما يقلل من استهلاكهم من فواتير الكهرباء بنسبة تصل الى 25% من الفاتورة

المحطة الهجينيه : –

• هذا النوع من المحطات مربوط بالشبكة الوطنية اذًا فهو بالتالي يقوم ببيع الكهرباء المولدة إلا أن تلك المحطات تتميز كذلك بقدرتها على توليد الكهرباء أثناء فترات إنقطاع الكهرباء من الشبكة الوطنية، فإذا حدث انقطاع للتيار الكهربائى صباحًا يوفر هذا النظام طاقة بديلة من خلال الألواح الشمسية الخاصة به مباشرة، اما اذا حدث انقطاع للتيار الكهربائي ليلا فإنه يوفر طاقة بديلة من خلال بطاريات الطاقة الشمسية متصلة به ذات سعات تخزينية مختلفة يتم تحديدها بناء على رغبة العميل.

يمنح هذا النظام أيضا العميل عائد على استثماره يصل إلى 11%

كيفية تركيب ألواح الطاقة الشمسية

لتركيب الواح الطاقة الشمسية هناك بعض الخطوات وهي:

• أولًا اختيار المكان المناسب لتركيب اولواح الطاقة الشمسية وأفضل مكان على السطح، بعيداً عن ظل العمارات السكنية أو الاشجار القريبة من المنزل أو المنشأة المراد تركيب الخلايا الشمسية لها.
• ثم اختيار اتجاه وزاوية اللوح الشمسي، في معظم مناطق الوطن العربي التي تقع أساساً شمال خط الإستواء، يُفضل توجيه الخلايا الشمسية جهة الشمس جنوباً.
• اختيار زاوية ميلان اللوح الشمسي ويعتمد هذا الأمر كثيراً على خط العرض الذي نتواجد فيه، كذلك يعتمد على الفصل من السنة ويُمكن حساب زاوية الميلان تبعاً للفصل من السنة كما يلي: 

1.  فصل الربيع والخريف: تكون زاوية ميلان اللوح الشمسي مساوية لدرجة خط العرض للموقع.
2. فصل الصيف: زاوية الميلان تقل عن درجة خط العرض بمقدار 15 درجة.
3. في فصل الشتاء: زاوية الميلان تزيد على زاوية خط العرض بمقدار 15 درجة.

• تركيب الواح الطاقة الشمسية بالتوازي أو التوالي وذلك لأن تركيبها بالتوازي يؤدي للحفاظ على الجهد ولكن يزيد من شدة التيار، بينما تركيبها بالتوالي يزيد من قيمة الجهد ويؤدي للحفاظ على ثبات شدة التيار.

مميزات عامة لمحطات الطاقة الشمسية:

• محطات الطاقة الشمسية مصدراً نظيفًا للكهرباء وآمن على البيئة.
• مقارنة بالحلول التي تقدمها محطات الطاقة الشمسية فتكلفة التركيب فى متناول يد الطبقة المتوسطة.
• يمكن من خلالها الاستغناء تماماً عن الكهرباء الحكومية، مما يعني أنه يمكن توفير طاقة أي منزل أو نظام ري أو شبكة إنارة الشوارع من خلال الشمس.
•     لا يحتاج مراقبة
• صيانة منخفضة
•  سهل في تشغيله واستعماله.
• عمره الافتراضي طويل.
• لا توجد تكاليف شهرية ولا تكلفة للوقود.
• من الممكن أن تكون متنقلة.
• فترة  استرداد التكلفة الأولية من 3 الي 5 سنوات.

أسعار ألواح الطاقة الشمسية

تراجعت أسعار الألواح الشمسية المنفردة كثيرا في السنوات الأخيرة فهي الآن أصبحت تتراوح ما بين 0.5 دولار أمريكي الى 1 دولار أمريكي لكل واحد وات.

المراجع

mrsolar