مما تتكون الألواح الشمسية وكيف تعمل؟
تصنع الخلايا الشمسية في المقام الأول من السيليكون، وهو عنصر كيميائي له خصائص موصلة. يؤدي التعرض للضوء إلى تغيير الخصائص الكهربائية للسيليكون، مما يولد تيارًا كهربائيًا.
الخلية عبارة عن مربع صغير من السيليكون (حوالي 6 × 6 بوصة أو 5 × 5 بوصة) مع لوحات اتصال كهربائية على الوجه. يتم تصنيع
الألواح الشمسية عن طريق وضع شبكة من هذه الخلايا على طبقة خلفية واقية وتغطيتها بالزجاج من الأمام.
يتطلب الأمر لوحات متعددة لتوفير الطاقة لمنزل أو مكتب نموذجي. تسمى مجموعة اللوحات الموجودة في نظامك بالمصفوفة. تُعرف الألواح الموصلة بنفس العاكس بشكل جماعي باسم سلسلة من الألواح. (العاكسات لديها الحد الأقصى لحجم السلسلة، وهو الحد الأعلى لعدد اللوحات التي يمكنها دعمها.)
على سبيل المثال، قد يكون لديك نظام يحتوي على ثلاثة محولات تدعم ثلاث سلاسل مكونة من 10 لوحات لكل منها، والتي تجتمع معًا لتكوين مصفوفة مكونة من 30 لوحة.
كم تدوم الألواح الشمسية؟
استنادًا إلى الشركات المصنعة المختلفة، فإنها توفر ضمانًا لا يقل عن 80٪ من الكفاءة لمدة 20-25 عامًا بموجب هذا الضمان للألواح الشمسية .
وحتى بعد انتهاء فترة الضمان، تستمر اللوحات ببساطة في العمل بمعدلات إنتاجية منخفضة. على سبيل المثال، ستظل اللوحة التي تم تصنيفها بـ 320 واط تنتج 256 واط عند علامة 25 عامًا.
تميل اللوحات إلى أن تكون موثوقة للغاية. أظهرت دراسة أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) أن أكثر من 75% من الألواح تجاوزت الضمان الخاص بها. ومع ذلك، فإن الأجزاء الأخرى مثل العاكسات والبطاريات لها عمر افتراضي أقصر. يجب استبدال هذه الأجزاء مرة واحدة على الأقل طوال عمر الملكية، ويجب أن تأخذ هذه الاستبدالات في الاعتبار إجمالي التكاليف طوال عمر النظام.
يتم ضمان العاكسات لمدة 5-10 سنوات بناءً على الشركات المصنعة المختلفة. لذلك، من الآمن أن نقول إن هناك حاجة إلى استبدال العاكس مرة أو مرتين خلال عمر النظام. تدوم بطاريات الرصاص الحمضية عادةً من 3 إلى 7 سنوات اعتمادًا على مدى صيانتها. بطاريات الليثيوم مضمونة لمدة 3-10 سنوات.
ما هو حجم الألواح الشمسية؟
تأتي اللوحات في تكوينين قياسيين: 60 خلية أو 72 خلية. يبلغ قياس الألواح المكونة من 60 خلية 39 بوصة × 65 بوصة، بينما يبلغ حجم الألواح المكونة من 72 خلية 39 بوصة × 77 بوصة. في الواقع، يمكن أن تتقلب هذه الأبعاد بما يصل إلى بوصة واحدة لأن الشركات المصنعة تستخدم أحجام إطارات مختلفة. لكن تخطيطات الخلايا المكونة من 60 و72 خلية موحدة في جميع أنحاء الصناعة. هناك أيضًا خيارات أصغر لاستخدام المركبات الترفيهية/الأجهزة المحمولة، وتقوم بعض الشركات بتجربة لوحات أكبر مكونة من 96 خلية، لكن هذه الأحجام ليست شائعة بما يكفي لتوحيدها في الوقت الحالي.
ما هي أنواع الألواح الشمسية المتوفرة في السوق؟
هناك نوعان من تقنيات الخلايا الراسخة التي تهيمن على السوق: الخلايا الشمسية أحادية البلورات ومتعددة البلورات ( للاختصار أحادية وبولي ).
يتم قطع الخلايا الأحادية من مصدر واحد من السيليكون، في حين يتم تصنيع الخلايا المتعددة عن طريق مزج أجزاء متعددة من السيليكون في خلية واحدة.
وبما أن تكوين الخلايا المتعددة أقل "نقاوة"، فإنها تميل إلى أن تكون أقل كفاءة قليلاً في المتوسط. ومع ذلك، هذه ليست قاعدة صعبة وسريعة، حيث أن هناك عوامل أخرى تؤثر على كفاءة الخلايا الشمسية أيضًا.
كيف يتم قياس كفاءة الألواح الشمسية؟
غالبًا ما يُساء فهم مفهوم كفاءة الألواح الشمسية . تتمتع معظم اللوحات بتصنيف كفاءة يتراوح بين 15-25%، وهو ما يبدو منخفضًا حقًا بدون سياق.
يسمع بعض الناس هذا ويعتقدون أنهم يحصلون على 20٪ فقط من الإنتاج من اللوحة؟ "هذا يبدو وكأنه مضيعة." الافتراض هو أن لوحة بقوة 100 واط ستنتج 20 واط فقط من الطاقة، لكن هذا ليس ما نعنيه عندما نتحدث عن الكفاءة.
في الواقع، يقيس تصنيف الكفاءة مقدار الطاقة الكامنة للشمس التي يتم تحويلها إلى طاقة شمسية. وباستخدام نفس المثال، فإن لوحة بقدرة 100 واط بمعدل كفاءة 20% سوف تمتص 20% من 500 واط المحتملة من الطاقة المستمرة القادمة من الشمس.
لا تتعرق كثيرًا بشأن كفاءة اللوحة. الفائدة الحقيقية الوحيدة للألواح الأكثر كفاءة هي أنها تناسب المزيد من الطاقة الشمسية في مساحة أقل. تعتبر اللوحات عالية الكفاءة مهمة إذا كان النظام يحاول البناء في مساحة ضيقة، ولكن لا حرج في بناء مجموعة أكبر باستخدام لوحات أقل كفاءة. عادةً ما يقلل الخيار الأخير من التكلفة الإجمالية للنظام (لأن الألواح الأقل كفاءة لها تكلفة أقل لكل واط، مع تساوي جميع الأشياء الأخرى).
