Published in: الطاقات المتجددة

المواصفات الفنية للألواح الشمسية

Author م. ثراء حمود

Published on: 23 يناير، 2024

م. ثراء حمود

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

عند الحاجة إلى تركيب منظومةٍ شمسية، لابدّ من تحديد مواصفات الألواح المطلوبة لتشغيل النظام، فعند اختيارنا للألواح الشمسية هناك عدة عوامل رئيسية يجب أخذها بعين الاعتبار، بالنظر إلى المواصفات الفنية المقدمة من الشركة المُصنّعة للألواح الكهروضوئية يمكننا تحديد جودة وكفاءة هذه الألواح، وهل هي مناسبة لنظامنا الشمسي أم لا.

ما هي شروط الاختبار القياسية STC؟

توجد لصاقةٌ ورقيةٌ على الوجه الخلفي للّوح الكهروضوئي تحمل معلوماتٍ مهمّة، مثل: التيار، والجهد، بالإضافة إلى قدرة اللوح، وغيرها من معلومات، وتكتب هذه القيم بناءً على اختبار الألواح تحت شروط الاختبار القياسية والتي هي: ^[1]

● شدة الإشعاع الشمسي الساقط عمودياً على اللوح تساوي 1000واط لكل مترٍ مربع.

● درجة حرارة تساوي 25 سليسوس مع الانتباه هنا أن درجة الحرارة هذه هي درجة حرارة الخلية الشمسية، وليس الجو المحيط .

● كتلة هواء بمقدار 1,5.

يتمُّ اختبار جميع الألواح الشمسية وفقاً لنفس ظروف الاختبار القياسية السابقة، ولكن من المهمّ فهم أن هذه القيم المعطاة عن اللوح الشمسي لا تكون متطابقةً مع القيم الفعلية إلا في بعض ساعات الظهيرة، وذلك لأن الطاقة الناتجة عن الألواح الشمسية تتغير وفقاً لتغير درجة الحرارة، وشدة الإشعاع الشمسي من شروق الشمس وحتى غروبها.

اختبار العمل الطبيعي وفقاً لدرجة حرارة الخلية NOCT

تخضع الألواح الشمسية إلى نوعين من الاختبار في المصنع، الاختبار الأول هو اختبار الشروط القياسية، والتي هي قيمٌ مثاليةٌ توضع تحت الشروط القياسية، ولا تتحقق إلا في بعض ساعات الظهيرة، لذلك تقوم الشركات المُصنّعة بوضع قيمٍ أخرى أكثر واقعية، والتي تتطابق مع القيم الفعلية، وهو الاختبار الثاني، ويُدعى اختبار العمل الطبيعي، فبدلاً من 1000 واط لكل متر مربع نستخدم 800 واط على المتر المربع.

وتكون درجة حرارة الوسط المحيط 20 درجة مئوية، وتتضمن أيضاً سرعة رياحٍ تساوي 1 متر على الثانية، ودائماً تكون قدرة الألواح الشمسية تحت هذا الاختبار أقل من قدرة الألواح المعطاة تحت الشروط القياسية، فعند تطبيق هذا الاختبار تكون درجة حرارة الخلية 45 درجة مئوية (+/- 3 درجات مئوية)، وكلما كانت أقل كان أفضل. ^{[2] [3]}

الضمان على اللوح الشمسي

تعطي الشركات المُصنّعة ضماناتٍ للألواح الشمسية لها فترة محدودة، وهذا الضمان يسمح بالاستبدال المجاني للوح في حال تعطله قبل الأوان المحدد، كما أن لعملية تركيب الألواح بالشكل الصحيح والاحترافي أهمية كبيرة، وإلا سوف يتمُّ إلغاء الضمان، وهناك نوعان من الضمان للألواح الشمسية، وهما: ^{[4] [5]}

● الضمان على اللوح الشمسي ضدّ عيوب الصناعة (ضمان المنتج).

● الضمان على أداء اللوح.

يختلف الضمان من شركةٍ إلى أخرى، فمثلاً شركة (Trina solar)، و(LONGi) تعطي ضماناً للمنتج من عيوب الصناعة 15 عاماً، بينما ضمان أداء اللوح حتى 25 عاماً، وتحدد تدهوراً في أداء اللوح 2 بالمئة في السنة الأولى، ومن ثم 0,55 بالمئة سنوياً، لتصل إلى نهاية 25 عاماً.

ليزداد التدهور إلى نسبة 84,8 بالمئة، أما شركة (jeinko solar)، فتضمن المنتج 25 عاماً من عيوب الصناعة، و30 عاماً ضمان لأداء اللوح مع تدهور 1 بالمئة فقط للسنة الأولى ثم 0,4 بالمئة سنوياً، لتصل في نهاية 30 عاماً إلى تدهور 87,4 بالمئة.

المُعامل الحراري

يؤثر ارتفاع درجة حرارة الخلايا الشمسية على إنتاجها من الكهرباء، والمُعامل الحراري هو تأثير درجة الحرارة على الألواح الشمسية، تصنف الشركات المُصنّعة المُعاملات الحرارية إلى ثلاث: منها ما يتعلق بقدرة اللوح، ومنها لجهد الدارة المفتوحة، والآخر يتعلق بتيار الألواح الشمسية.

يتمُّ قياس المُعامل الحراري بالنسبة المئوية للخسارة لكل درجةٍ مئوية أعلى من درجة حرارة الخلية تحت الشروط القياسية أي لكل درجة مئوية واحدة أعلى من 25 درجة، فمثلاً عند زيادة درجة حرارة الخلايا الشمسية تنخفض قدرة اللوح بنسبة 0,34 بالمئة لكل درجة مئوية أعلى من 25 درجة، وينخفض جهد الدارة المفتوحة بنسبة 0.25 بالمئة، بينما يزداد تيار الألواح الشمسية بشكلٍ ضئيلٍ جداً بنسبة 0,04 بالمئة لكل درجةٍ مئويةٍ واحدة. ^{[5] [6]}

شهادات الجودة

نظراً لأهمية اختيار الألواح الشمسية في أنظمة الطاقة، يجب التأكد من جودة وكفاءة هذه الألواح في إنتاج الطاقة، حيث يتمُّ تطبيق عدة اختباراتٍ قاسيةٍ على اللوح الشمسي في المصنع قبل تصديرها إلى الأسواق، وبعد تجاوز اللوح هذه الاختبارات يتمُّ إصدار شهاداتٍ خاصة، من أهمّ هذه الشهادات شهادة TUV التي يحصل عليها اللوح بعد اختباره تحت جميع القوى المؤثرة، مثل: الأشعة فوق البنفسجية، والحرارة، والرطوبة، والبرودة، والحمل الميكانيكي، مثل: البرد، والثلج، وشفط الهواء، وغيرها.

أيضاً هناك شهادة EC، وتعني أن اللوح موافقٌ للمواصفات الأوروبية من ناحية السلامة والبيئة، أيضاً شهادات عديدة أخرى تسمح للوح الشمسي بإعادة تدويره، وشهادات الأيزو، وهي شهادةٌ تتعلق بالشركة المُصنّعة، وليس اللوح أو المنتج. ^{[6] [7]}

مواصفات المخرجات المقدرة للألواح القياسية

تحتوي اللّاصقة الورقية لمواصفات اللوح الشمسي على بياناتٍ مهمةٍ من اسم الشركة المُصنّعة، وموديل اللوح الشمسي، وقيمة ما تنتجه اللوحة الشمسية من جهد، وتيار، واستطاعة، كما يلي: ^[8]

1- جهد الدائرة المفتوحة (VOC)

يتمُّ قياس هذه القيمة باستخدام مقياس الفولتميتر عند أطراف اللوحة الشمسية دون توصيل أي حمل، ويتمُّ هذا الاختبار لفحص اللوحة أثناء التثبيت، وهو قيمة الجهد الأعظمي الذي تنتجه اللوحة في ظل الظروف القياسية.

2- تيار الدائرة القصيرة (ISC)

يتمُّ قياس هذه القيمة عند وصل مقياس التيار الكهربائي مع طرفي اللوحة الشمسية، وهنا يعطي قيمة التيار الذي تنتجه اللوحة الشمسية في حالة اللاحمل في ظل ظروف الاختبار القياسية.

3- نقطة الطاقة القصوى (PMAX)

هي الاستطاعة المنتجة من اللوح الشمسي في ظل ظروف الاختبار القياسية، وهي ما يسمّى بالقوة الكهربائية الناتجة عن الألواح الشمسية.

4- الحدُّ الأقصى لجهد نقطة الطاقة (VMPP)

هو الجهد الأعظمي للوحة الشمسية المتصلة بالحمل عند نقطة الطاقة القصوى تحت الظروف القياسية.

5- الحدُّ الأقصى للتيار نقطة الطاقة (IMPP)

هو التيار الأعظمي للوحة الشمسية المتصلة بالحمل عند نقطة الطاقة القصوى تحت الظروف القياسية.