فيديو 4 أنواع مختلفة من الألواح الشمسية
على الصعيد العالمي، تمثل الطاقة الشمسية 4.4% من الطاقة مما يؤدي إلى تأثير بيئي إيجابي كبير. تأتي الأنظمة الكهروضوئية بأنواع مختلفة وتكتسب شعبية بسبب قدرتها على تحمل التكاليف وتوليد الطاقة النظيفة دعونا نستكشف الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية ونقارنها على أساس الكفاءة والمظهر والتكلفة.
أنواع الألواح الشمسية
هناك 4 أنواع مختلفة من الألواح الشمسية وهي أحادية البلورية، ومتعددة البلورات، وأحادية PERC، وأغشية رقيقة، يخدم كل منها أغراضًا ومواقع مميزة بناءً على متطلبات محددة.
الألواح الشمسية أحادية البلورية (Mono-SI) – الجيل الأول
- تُعرف أيضًا باسم الألواح أحادية البلورة لأنها مصنوعة من بلورة سيليكون نقية واحدة تم فصلها إلى العديد من الرقائق، مما يمنحها لونًا أسود عميقًا.
- يساهم هذا النقاء في زيادة كفاءتها في المساحة ومتانتها مقارنة بالأنواع الأخرى من الألواح الشمسية.
الألواح الشمسية متعددة البلورات (Poly-SI) – الجيل الأول
- تتميز هذه الألواح بشكلها ومظهرها المرقط باللون الأزرق، والتي تم تصنيعها عن طريق صهر السيليكون الخام لإنشاء بلورات متنوعة يتم سكبها بعد ذلك في قالب مربع.
- تعمل هذه الطريقة على تقليل النفايات وتشكيلها بشكل فريد مع التأثير على تحويل الطاقة وكفاءة المساحة من خلال تقليل نقاء السيليكون وجودة البناء.
لوحات الباعث والخلية الخلفية (PERC)
- تمثل هذه الألواح تقدمًا في الخلايا أحادية البلورية القياسية ولها طبقة تخميل على السطح الخلفي تعمل على تحسين الكفاءة من خلال عكس الضوء مرة أخرى إلى الخلية
- وتحسين امتصاص الإشعاع الشمسي، وتقليل إعادة تركيب الإلكترون، وتسهيل تدفق الإلكترون.
- علاوة على ذلك، فهو يسمح بانعكاس الضوء بطول موجي أعلى ، مما يمنع الطبقة الخلفية المعدنية للخلية من التسخين والحفاظ على الكفاءة.
- تلتقط هذه الألواح الشمسية المزيد من ضوء الشمس في منطقة أصغر مما يجعلها مثالية للمساحات الضيقة.
الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة (TFSC) – الجيل الثاني
- يتم تصنيعها عن طريق وضع طبقات من المواد الكهروضوئية مثل السيليكون أو الكادميوم أو النحاس على الركيزة.
- إنها سهلة التثبيت نظرًا لمرونتها وتصميمها خفيف الوزن مع متطلبات أقل للمواد.
- ومع ذلك، فإن كفاءتها أقل عند مقارنتها بأنواع مختلفة من الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون القياسي.
- أ. الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة (A-Si):
- هذه الخلايا بتصميمها ثلاثي الطبقات وكفاءتها المنخفضة تكون ميسورة التكلفة للتطبيقات منخفضة الطاقة مثل الآلات الحاسبة الجيبية.
- تستخدم الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة التي يبلغ سمكها 1 ملليمتر فقط جزءًا منه في الخلايا القياسية، مما يؤدي إلى تكاليف إنتاج أرخص.
- ب. خلايا الكادميوم تيلورايد الشمسية (CdTe): توفر هذه الألواح تكاليف إنتاج منخفضة، ووقتًا قصيرًا لاسترداد الطاقة
- بالإضافة إلى أنها تتطلب الحد الأدنى من المياه للإنتاج. ومع ذلك، فإنه يثير المخاوف بسبب سمية الكادميوم، وإعادة تدويره يزيد من التكلفة.
- ج. سيلينيد النحاس والإنديوم والجاليوم (CIGS):
- تتكون من طبقة رقيقة من النحاس والإنديوم والجاليوم والسيلينيوم والتي تترسب على مادة داعمة.
- إنها توفر كفاءة أعلى مقارنة بأنواع الأغشية الرقيقة الأخرى ولكنها تفتقر إلى الكفاءة الإجمالية مقارنة بألواح السيليكون البلورية.
- أ. الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة (A-Si):
ألقِ نظرة على المقارنة بين الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية وكفاءتها التي تلبي الاحتياجات المحددة:
| حدود | أحادي البلورية | متعدد البلورات | أحادي PERC | رقيقة |
| كفاءة | حوالي 20% أو أكثر | 15-17% | أعلى بنسبة 5% من أحادي البلورية | يمكن أن يختلف حوالي 7% إلى 10% حسب المتغير |
| مظهر | أسود/لون أغمق ذو شكل مثمن أو دائري | لون أزرق بحواف مربعة | حواف سوداء ومستديرة | يعتمد على متغير CIGS: 13-15% CdTe: 9-11% a-Si: 6-8% |
| مزايا | بديل فعال للطاقة، ومقاوم للحرارة، وأقل تكلفة لألواح PERC بدون طبقة التخميل | اختيار الطبقة المتوسطة من حيث التكلفة والكفاءة وقدرة الطاقة. | الأكثر كفاءة يتطلب مساحة أقل وأعلى سعة طاقة | أقل تكلفة تركيب وخفيفة الوزن |
| سلبيات | بصمة كربونية باهظة الثمن وعالية الإنتاجية ومنخفضة العائد في عملية التصنيع | مقاومة منخفضة للحرارة، وكفاءة أقل في استخدام الطاقة، وغير مناسبة في البيئات الحارة | عانت الألواح الأغلى ثمناً في البداية وبعض الألواح السابقة من التدهور الناتج عن الضوء وارتفاع درجة الحرارة | يتطلب العمر الافتراضي الأقصر من الألواح البلورية مساحة أكبر وأقل كفاءة |
| التكلفة | عالية | متوسطة | الأعلى | أدنى |
ما هو نوع الألواح الشمسية الأفضل للاستخدام المنزلي؟
- يعتمد الاختيار بين الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية على المتطلبات، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل توفر المساحة وحدود الميزانية.
- تتطلب المنازل ذات المساحة المحدودة أنظمة صغيرة مثل الألواح أحادية البلورية والتي تتميز بالكفاءة العالية ولكنها تأتي بتكلفة أعلى.
- ومع ذلك، بالنسبة للغرف الأكبر حجمًا، اختر مجموعة أكبر من الألواح متعددة البلورات والتي تكون فعالة من حيث التكلفة.
تصنيف الألواح الشمسية على أساس قدرة الطاقة
- أعلى قدرة للطاقة
- الألواح الأحادية البلورية: تتمتع بأعلى قدرة إنتاجية وقدرة على الطاقة بسبب كفاءتها الأكبر لكل قدم مربع، والتي تتراوح عادة من 300 إلى 320 واط .
- لوحات PERC: لديها خرج طاقة مماثل للألواح أحادية البلورية لأنها نسخ معدلة بشكل أساسي من نفس المواد وإجراءات الإنتاج.
- سعة الطاقة المتوسطة
- الألواح متعددة الكريستالات : تنتج الطاقة من خلال لوحة نموذجية مكونة من 60 خلية تتراوح من 240 إلى 300 واط، مما يجعلها مناسبة لمعظم الأنظمة الكهربائية المنزلية.
- أقل قدرة على الطاقة
- الألواح ذات الأغشية الرقيقة : تستخدم في الغالب في محطات توليد الطاقة الكبيرة الحجم ولها قدرة طاقة أقل من الألواح البلورية بسبب بنيتها الرقيقة
- وعدد أقل من مكونات أشباه الموصلات، ونقص السيليكون النقي.
- الألواح ذات الأغشية الرقيقة : تستخدم في الغالب في محطات توليد الطاقة الكبيرة الحجم ولها قدرة طاقة أقل من الألواح البلورية بسبب بنيتها الرقيقة
