Published in: الطاقات المتجددة

تقنية الألواح الشمسية – ما هي المواصفات الفنية للوح الضوئي؟

Author م. ثراء حمود

Published on: 3 أكتوبر، 2023

م. ثراء حمود

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تمدُّنا الشمس بنوعين من الطاقة طاقة ضوئية وطاقة حرارية حيث نستخدم الطاقة الضوئية في إنتاج الكهرباء، وذلك عن طريق تعريض الخلايا الشمسية (الكهروضوئية) إلى الطاقة الضوئية.

ما هي الخلية الشمسية (الكهروضوئية)؟

هي عبارةٌ عن مادةٍ نصف ناقلة، وعادةً تُنتج الخلية الواحدة حوالي 1 أو 2 واط من الطاقة، وتُصنع عادةً من السيلكون الذي يعدُّ العنصر الأكثر رواجاً، وذلك بسبب امتلاكه خواصاً مشتركةً ما بين المعادن (الموصلة للكهرباء)، والعوازل (المانعة للكهرباء).

وبالتالي يؤدي دوراً جوهرياً في تكوين الخلية، حيث تعمل الخلية على تحويل الأشعة الشمسية (الكهروضوئية) الساقطة على الخلية الشمسية إلى تيارٍ كهربائي، هذا التيار يسري باتجاهٍ واحدٍ تياراً مستمراً لزيادة إنتاج الطاقة من الخلايا الشمسية يمكن توصيل هذه الخلايا ضمن سلاسل لتشكيل ألواحٍ كبيرة.

تعدُّ الألواح أو الوحدات الشمسية مكوناً واحداً من النظام الكهروضوئي، والكهرباء الناتجة عن هذا النظام تكون في حالة تيارٍ مستمر، ولكن لا يمكن للإنسان الاستفادة منها، وهي في شكلها الحالي في الحياة اليومية، ولذلك تلزم الاستعانة بمحولٍ ليقوم بتحويل هذا التيار المستمر إلى تيارٍ متناوبٍ، وبالتالي تصبح الطاقة الكهربائية جاهزةً للاستثمار. ^[1]

ما هي مكونات اللوح الشمسي؟

يتكون اللوح الشمسي من الخلايا البلورية السيلوكونية، وطبقة زجاجية شفافة، ولوح خلفي بلاستيكي، وأسلاك للتوصيل بين الخلايا، هذه الأسلاك تكون عبارةً عن أسلاكٍ مسطحةٍ من النحاس مُحاطةً بإطارٍ من الألمنيوم لحمايتها من العوامل الجوية والتلف، وتكون سماكتها حوالي 6 أو 7 ميلي مترات، والتي تساعد على حماية الخلايا السيلكونية الكهروضوئية أيضاً. يحتوي اللوح الشمسي من الخلف على صفيحةٍ واقيةٍ تُستخدم لتجنُّب المقدار المرتفع في فقد الطاقة الناتجة. ^[2]

ما هي المواصفات الفنية للّوح الكهروضوئي؟

يوضع على اللوح لوحة تعرض مواصفات اللوح الكهربائية (الاستطاعة، الجهد، التيار) والفنية (أبعاد، وزن)، وتؤخذ هذه القيم عند شروطٍ معينة، وهي شدَّة الإشعاع الشمسي 1000 واط /متر مربع، ودرجة حرارة 25 درجة مئوية.

ما هي أنواع الألواح الشمسية؟

هنالك ثلاثة أنواع رئيسية للألواح، وهي الألواح أحادية البلورة، والألواح متعددة البلورات أو (الكريستالات)، والألواح ذات الأغشية الرقيقة.

1- الألواح أحادية البلورة

تتألف هذه الألواح من سيليكونات وحيدة البلورة، تُعرف بلونها الأسود الداكن، هذا النوع ذو كلفةٍ عالية، وذلك بسبب هدر كميةٍ من السليكون لصنع خليةٍ أحادية البلورة تصل إلى حوالي 50 بالمئة، ولكن من ناحية الكفاءة فهي جيدة وذات عمر أطول بين جميع أنواع الألواح الشمسية.

2- الألواح متعددة البلورات أو (الكريستالات)

يتألف هذا النوع من بلورات كريستالية متعددة، واحتياج هذا النوع للسيليكون يكون أقلّ، وبالتالي فإن تكلفته أقلّ، أما من ناحية الكفاءة فإنه أقلُّ كفاءةً من الألواح أحادية البلورة، وأقلُّ قدرةً على تحمُّل الحرارة لذلك فهي صالحة في البيئات ذات درجات الحرارة المتوسطة.

3- الألواح ذات الأغشية الرقيقة

تعدُّ من أرخص الألواح، وتتميز بوجود طبقاتٍ رقيقةٍ جداً وخفيفة الوزن، وهي الأسهل في التركيب، ولكن كفاءتها هي الأقل. ^[3]

ما هو الاختبار العلمي للألواح الشمسية؟

يتمُّ وضع اللوح الشمسي في جهاز اختبارٍ عند شروطٍ قياسية، وهي:

1- شدّة الإشعاع الشمسي 1000 واط/متر مربع.

2- درجة الحرارة 25 درجة مئوية.

3- كتلة الهواء 1.5 Am في حال مرورها في الجهاز تكون الألواح جاهزةً للاستخدام. ^[2]