ما أنواع ألواح الطاقة الشمسية؟

تستقبل الأرض يوميًا حوالي 1،366 واط من الإشعاع الشمسي المباشر لكل متر مربع، إذًا فالشمس هي هي مصدر موثوق للطاقة، ولعل هذًا يُفسر الاتجاه مؤخرًا نحو تركيب الألواح الشمسية، لذلك أيضًا أعددنا لك هذا الموضوع الشامل حول أنواع ألواح الطاقة الشمسية والفروق بينهم.

ويمكنك معرفة المزيد عنها في هذه المقاله أنواع ألواح الطاقة الشمسية ومكوناتها

ما هي ألواح الطاقة الشمسية

قبل أن نبدأ في سرد أنواع ألواح الطاقة الشمسية، لا بد وأن نشرح أولًا ما هي الألواح الشمسية وكيف تقوم بعملها..

• تُستخدم الألواح الشمسية والتي تُعرف أيضًا باسم “الألواح الكهروضوئية” لتحويل الضوء من الشمس، والذي يتكون من جزيئات طاقة تسمى “الفوتونات”، إلى كهرباء يمكن استخدامها لتشغيل الأحمال الكهربائية.
• يمكن استخدام الألواح الشمسية لمجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك أنظمة الطاقة عن بعد للكبائن ومعدات الاتصالات السلكية واللاسلكية والاستشعار عن بعد، وبالطبع لإنتاج الكهرباء بواسطة أنظمة الطاقة الشمسية السكنية والتجارية.
• تتكون الألواح الشمسية من عدة خلايا شمسية فردية تتكون في حد ذاتها من طبقات من السيليكون والفوسفور (الذي يوفر الشحنة السالبة) والبورون (الذي يوفر الشحنة الإيجابية).
• تقوم الألواح الشمسية بامتصاص الفوتونات وهي بذلك تبدأ تيارًا كهربائيًا.
• تسمح الطاقة الناتجة المتولدة من الفوتونات التي تضرب سطح اللوحة الشمسية بإخراج الإلكترونات من مداراتها الذرية وإطلاقها في المجال الكهربائي المتولد عن الخلايا الشمسية التي تسحب بعد ذلك هذه الإلكترونات الحرة إلى تيار اتجاهي، تُعرف هذه العملية بأكملها باسم التأثير الكهروضوئي.
• يحتوي المنزل العادي على أكثر من مساحة سقف كافية للعدد الضروري من الألواح الشمسية لإنتاج ما يكفي من الكهرباء الشمسية لتزويد جميع احتياجاته من الطاقة الكهربائية الزائدة المولدة تذهب إلى شبكة الكهرباء الرئيسية، مما يؤتي ثماره في استخدام الكهرباء في الليل.
• في تكوين متصل بالشبكة متوازن بشكل جيد، تولد مجموعة شمسية الطاقة خلال النهار ثم يتم استخدامها في المنزل ليلاً.
• تتيح برامج القياس الصافية لأصحاب المولدات الشمسية الحصول على أموال إذا أنتج نظامهم طاقة أكثر مما هو مطلوب في المنزل.
• في التطبيقات الشمسية خارج الشبكة، يعتبر بنك البطاريات، جهاز التحكم بالشحن، وفي معظم الحالات العاكس مكونات ضرورية.
• يرسل الصفيف الشمسي كهرباء التيار المباشر (DC) من خلال جهاز التحكم بالشحن إلى بنك البطارية، ثم يتم سحب الطاقة من بنك البطارية إلى العاكس، والذي يحول تيار التيار المستمر إلى تيار متناوب (AC) يمكن استخدامه للأجهزة غير DC.
• بمساعدة من العاكس، يمكن تغيير حجم صفائح الألواح الشمسية لتلبية متطلبات الحمل الكهربائي الأكثر تطلبًا.
• يمكن استخدام التيار المتردد لتشغيل الأحمال في المنازل أو المباني التجارية، والمركبات والقوارب الترفيهية، والحجرات النائية والأكواخ أو المنازل وأجهزة التحكم عن بعد في حركة المرور ومعدات الاتصالات ومراقبة تدفق النفط والغاز وأكثر من ذلك بكثير.

وسوف تجد هنا شركات بيع ألواح الطاقة الشمسية فى مصر

أنواع ألواح الطاقة الشمسية

ليست كل أنواع الألواح الشمسية متشابهة، هناك أنواع مختلفة يتم تثبيتها بخصائص متنوعة مرتبطة بها، لفهم أنواع الألواح الشمسية بشكل أفضل، إليك 4 من أنواع ألواح الطاقة الشمسية الأكثر شيوعًا من بين أنواع الألواح..

• أنواع ألواح الطاقة الشمسية أحادية البلورية (Mono-SI)

الألواح الشمسية أحادية البلورية مصنوعة من السيليكون أحادي البلورية، مظهرها المميز هو لون داكن وحواف مستديرة، وهي فعالة للغاية بسبب نقاء السيليكون، هذا هو السبب في أن معدل كفاءتهم يمكن أن يصل إلى 20 ٪، وذلك لأن السليكون يجعلها أحادي البلورية أكثر متانة عندما يتعلق الأمر بدرجات حرارة عالية، لديهم أيضا إنتاج الطاقة العالية، ومع ذلك هذا يجعلها أكثر تكلفة.

• أنواع ألواح الطاقة الشمسية الكريستالية (p-Si)

تتمتع الألواح الشمسية الكريستالية بمظهر مميز، الألواح الشمسية ذات المربعات والزوايا غير المقطوعة معظمها باللون الأزرق، إنتاجها أسرع إلى حد ما وأرخص لأنه يتم عن طريق إذابة السيليكون الخام، إنها أرخص ولكن لديها معدل كفاءة أقل بقليل يصل إلى 15 ٪، فهي ليست الأنسب عند تعرضها لدرجات حرارة عالية لفترة أطول من الزمن.

ومع ذلك فإن الفرق بينهما واللوحات أحادية البلورية ليس جذريًا، حيث تأتي الألواح أحادية البلورية مع القليل من كفاءة المساحة العالية، ولكن عندما يتعلق الأمر بمخرجات الطاقة فهي متشابهة إلى حد ما.

• الأغشية الرقيقة: الألواح الشمسية السليكونية غير المتبلورة (A-SI)

تحتوي الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة على خلايا شمسية ذات أغشية رقيقة وتستخدم في الغالب لأنظمة الطاقة الشمسية الأصغر، تصنع هذه الألواح عن طريق وضع مواد مثل السيليكون أو الكادميوم أو النحاس على القاعدة، ومن السهل إنتاجها مما يجعلها خيارًا أرخص من الأنواع الأخرى من الألواح الشمسية، فيما يتعلق بحقيقة أنها تتطلب مواد أقل لإنتاجها.

بصرف النظر عن كونها ميسورة التكلفة، فهي مرنة أيضًا، مما يجعل تطبيقهم أسهل بكثير ويقلل من حساسيتهم لدرجات الحرارة المرتفعة.

تستخدم الألواح الشمسية المصنوعة من السليكون غير المتبلور تقنية ثلاثية الطبقات، وهي الأفضل بين مجموعة الأغشية الرقيقة.

مع الأخذ في الاعتبار أنه يتم إنتاجها بسهولة وبتكلفة منخفضة فإن عمرها أقصر بالإضافة إلى ضماناتها.

• الخلية الكهروضوئية المركزة (CVP)

لوحات الخلايا الكهروضوئية المركزة هي نوع متعدد الوصلات بكفاءة 41 ٪، إنها فعالة للغاية بسبب أسطحها المرآة المنحنية والعدسات وأنظمة التبريد.

مع نسبتها العالية من الكفاءة فهي أكثر أنواع الألواح الشمسية كفاءة، ومع ذلك للوصول إلى أقصى قدر من الكفاءة، يجب عليهم مواجهة الشمس بزاوية محددة لتحقيق ذلك، يمكن العثور داخل لوحة الطاقة الشمسية على جهاز تتبع للطاقة الشمسية يتبع الشمس.

الفرق بين ألواح الطاقة الشمسية الزرقاء والسوداء

عند الحديث عن أنواع ألواح الطاقة الشمسية يجب أن نوضح أن هناك من يُفرق بين أنواع ألواح الطاقة الشمسية باللون، فما الفرق في اللون بين أنواع ألواح الطاقة الشمسية السوداء والزرقاء هذا ما نوضحه لكم في السطور القادمة:

أولًا :أنواع ألواح الطاقة الشمسية السوداء وطريقة تصنيعها:

• يشير مصطلح “الألواح الشمسية السوداء” دائمًا إلى الألواح أحادية البلورية التي تبدو سوداء للعين، وهي مصنوعة من بلورة سيليكون عالية الجودة، كما ذكرنا سابقًا، بينما يوجد نوع آخر من الوحدات السوداء “الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة” فإن حصتها في السوق ضئيلة، لذلك تُعرف الألواح أحدية البلورية أكثر بالسوداء.
• تستخدم الألواح الشمسية السوداء الخلايا الشمسية أحادية البلورية والتي تتم من خلال عملية تسمى بالـ czochralski، والتي تستخدم هذه العملية بذرة بلورية من السيليكون توضع في وعاء أو وعاء من السيليكون المصهور، ثم يتم سحب بذور بلورة السيليكون ببطء، إلى جانب السيليكون المصهور ، لتشكيل كتلة من السيليكون البلوري الصلب، ثم يتم تقطيع كتلة السليكون بشكل دقيق إلى رقائق السليكون، والتي تستخدم كخلايا شمسية لإنتاج الطاقة.

ثانياً :ما هي الألواح الشمسية الزرقاء؟

• يستخدم مصطلح “الألواح الشمسية الزرقاء” للإشارة إلى الألواح الشمسية متعددة البلورات. على عكس خلية السيليكون أحادية البلورة، يتم إنشاء خلية متعددة البلورات من أكثر من بلورة سيليكون خام واحدة.
• تشبه عملية صنع الألواح الزرقاء اللون إلى حد كبير عملية إنتاج الألواح الشمسية السوداء. ومع ذلك يتم تخطي خطوة رسم بذور بلورة السيليكون (المستخدمة في تكوين خلايا شمسية سوداء أحادية البلورية) في حالة الخلايا الشمسية الزرقاء.
• بلورات السيليكون تذوب وتصب في الحوض يُسمح لها ببساطة بالتبريد لتكوين خلايا سيليكون متعددة البلورات.

المراجع 

mrsolar