لقد تطور إنتاج الطاقة الشمسية بسرعة فائقة على مر السنين، وذلك بفضل التطور التكنولوجي. سواء في مجمعات الطاقة الشمسية الكبيرة أو في منشآت الاستهلاك الذاتي الصغيرة، الألواح الشمسية الكهروضوئية. وفي إسبانيا، كانت الزيادة في الاستهلاك الذاتي ملحوظة في السنوات الأخيرة، حيث اختار المزيد من الأسر التركيبات الكهروضوئية لأسباب مختلفة. ومن بين الأسباب الرئيسية التوفير في فاتورة الكهرباء والمسؤولية البيئية التي يتطلبها العصر الحالي.
في هذا المقال سنشرح لك كل ملامح و عملية من الألواح الشمسية الكهروضوئية، بالإضافة إلى توسيع المعلومات الأساسية حتى تتمكن من فهم كيفية اختيار الخيار الأفضل وفقًا لاحتياجاتك.
الخصائص الرئيسية للألواح الشمسية الكهروضوئية
تتمتع الألواح الشمسية الكهروضوئية بالقدرة على توليد الطاقة الكهربائية من الإشعاع الشمسي. وهذه الطاقة متجددة بالكامل ولا تلوث البيئة. ومن المزايا العظيمة لهذا النوع من الطاقة هو الجيل التلقائي من طاقة الشمس. هو عملية تعتمد الألواح الشمسية على الخلايا الشمسية الكهروضوئية، التي تحول الطاقة الشمسية مباشرة إلى كهرباء. تحدث هذه العملية من خلال استخدام الطاقة الكهروضوئية.
وتتميز ظاهرة الطاقة الكهروضوئية بقدرة بعض المواد على ذلك توليد تيار كهربائي عند تعرضها للإشعاع الشمسي. في هذه العملية، تطلق طاقة الشمس إلكترونات لخلق تدفق من الطاقة الكهربائية.
وتتكون الألواح من سلسلة من الخلايا الكهروضوئية، المصنوعة بشكل رئيسي من طبقات من السيليكون الممزوجة بالفوسفور والبورون. هذه قادرة على توليد شحنة كهربائية عند تلقي ضوء الشمس. يتم تنظيم هذه الخلايا في وحدات تقوم بضبط الجهد لأنظمة التيار المباشر.
يتم تحويل الطاقة المنتجة إلى التيار المتناوب من خلال العاكس، مما يسمح باستخدامه في الأجهزة والأجهزة المنزلية الأخرى. الجهد الذي توفره الخلايا الكهروضوئية منتظم وخطي، لكن كمية الكهرباء تعتمد بشكل مباشر على شدة ضوء الشمس، والتي تختلف باختلاف الوقت من اليوم والوقت من السنة والظروف الجوية.
كيفية حساب قوة الألواح الشمسية الكهروضوئية
يعد حساب الطاقة الكهربائية للألواح الشمسية الكهروضوئية أمرًا بالغ الأهمية لتحديد حجم التثبيت بشكل صحيح. عند تحليل أداء اللوحات، يتم قياس ذروة واط (Wp)، والذي يعد بمثابة مرجع لمقارنة الألواح الشمسية المختلفة وتحديد أي منها هو الأكثر ملاءمة وفقًا لاحتياجات الطاقة.
تساعد خصائص الوحدات الكهروضوئية، بما في ذلك أدائها في ظل الظروف القياسية (الإشعاع ودرجة الحرارة)، على التنبؤ كم واط الذروة ويمكن تركيبها لتعظيم القدرة على استهلاك الطاقة الذاتي. تواجه الأسر، على سبيل المثال، اختلافات على مدار اليوم والسنة، سواء في المنزل أو في المنزل استهلاك الكهرباء كما في اشعاع شمسي المتاحة.
لحساب الحجم والحصول على الأداء الأمثل للتركيبات الكهروضوئية، من الضروري مراعاة الموقع الجغرافي واتجاه وزاوية السقف. وبهذه الطريقة، يمكن تكييف توقعات الإنتاج والاستهلاك، وتقدير الحجم المناسب للمنشأة لتغطية احتياجات الطاقة.
أنواع الألواح الشمسية الكهروضوئية
يوجد حاليًا عدة أنواع من الألواح الشمسية الكهروضوئية في السوق، ولكل منها خصائص معينة تتكيف بشكل أفضل مع الاحتياجات المختلفة:
- الألواح الشمسية غير المتبلورة: وعلى الرغم من أنها أصبحت أقل استخدامًا بشكل متزايد، إلا أنها تتميز بعدم وجود هيكل محدد. على الرغم من كونها أرخص، إلا أنها تفقد كفاءتها بسرعة نسبيًا مقارنة بأنواع الألواح الأخرى.
- الألواح الشمسية متعددة البلورات: تتكون هذه الألواح من عدة بلورات سيليكون موجهة بشكل عشوائي، مما يمنحها لونًا أزرق مميزًا. إنها أرخص في التصنيع، لكن كفاءتها أقل مقارنة بالألواح أحادية البلورية.
- الألواح الشمسية أحادية البلورية: وتعتبر هذه حاليا الأكثر كفاءة. وهي مصنوعة من بلورة واحدة من السيليكون، والتي تسمح للإلكترونات بالتحرك بحرية أكبر، وبالتالي توفير أداء أفضل.
أي الألواح الشمسية أفضل
عند الاختيار بين الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية، فإن لوحات أحادية البلورية هم الأكثر الموصى بها بسبب كفاءتهم الأكبر. على الرغم من أن الألواح غير المتبلورة بدأت تصبح قديمة، إلا أن الألواح متعددة البلورات لا تزال خيارًا صالحًا بسبب انخفاض تكلفتها، على الرغم من أن كفاءتها أقل.
وبالمقارنة، فإن الألواح أحادية البلورية، على الرغم من أنها أكثر تكلفة، توفر كفاءة وأداء أفضل وتحملًا للحرارة، مما يزيد من قيمتها على المدى الطويل. علاوة على ذلك، على المستوى الجمالي، فهي مفضلة عادةً لتصميمها الأكثر أناقة.
التقدم في تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية
استمرت التكنولوجيا الكهروضوئية في التقدم في السنوات الأخيرة، حيث قدمت بدائل جديدة وأكثر كفاءة. ومن بين أحدث الابتكارات ما يلي:
- الألواح ذات الوجهين: هذه الألواح قادرة على التقاط ضوء الشمس من الأمام والخلف، مما يسمح لها بتوليد المزيد من الطاقة طوال اليوم.
- الخلايا الشمسية غير المتجانسة (HJT): تقنية تجمع بين مزايا الخلايا الشمسية البلورية والرقيقة، مما يحقق كفاءات أعلى.
تُحدث هذه التطورات، إلى جانب التطورات الأخرى مثل الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة والخلايا الشمسية البيروفسكايت، ثورة في سوق الطاقة الشمسية، مما يدفع المزيد والمزيد من المنازل والشركات إلى اختيار تركيب الألواح الشمسية.
صيانة الألواح الشمسية الكهروضوئية
صيانة الألواح الشمسية ضئيلة، مما يساهم في شعبيتها. ومع ذلك، لضمان الأداء الأمثل مع مرور الوقت، من المهم إجراء بعض مهام الصيانة:
- التنظيف: يُنصح بتنظيف الألواح بانتظام، وإزالة الأوساخ المتراكمة التي يمكن أن تقلل من كمية ضوء الشمس التي تلتقطها الخلايا.
- التفتيش الدوري: من المهم التحقق من حالة العاكس والتوصيلات الكهربائية لتجنب مشاكل الإنتاج.
بالإضافة إلى ذلك، من المهم ملاحظة أن الضمانات التي تقدمها الشركات المصنعة للألواح الشمسية قد تختلف. في الوقت الحالي، تتمتع اللوحات عالية الجودة عادةً بضمان لمدة 25 عامًا، مما يضمن فقدان الكفاءة بأقل من 20% خلال تلك الفترة.
مع كل هذه التحسينات التكنولوجية والصيانة المناسبة، يمكن للألواح الشمسية الاستمرار في إنتاج الطاقة لأكثر من 30 عامًا.
باختصار، الطاقة الشمسية الكهروضوئية لا تسمح لك فقط بتوفير فاتورة الكهرباء الخاصة بك، ولكنها أيضًا مصدر طاقة نظيف ومتجدد بنسبة 100٪، مما يجعلها خيارًا ممتازًا لأي منزل أو عمل مهتم بالبيئة.