الخلية الشمسية مقابل اللوحة الشمسية - استكشاف الاختلافات الرئيسية

الطاقة الشمسية هي الخيار الأكثر شيوعًا لتوليد الكهرباء النظيفة والمستدامة. وتُعدّ الخلايا الشمسية والألواح الشمسية مكونين أساسيين في أنظمة الطاقة هذه. ورغم استخدام هذين المصطلحين أحيانًا بالتبادل، إلا أن لكل منهما دوره الخاص. في هذه المناقشة، سنستكشف أوجه الاختلاف بين الخلايا الشمسية والألواح الشمسية ونقارن كفاءتهما.

الخلية الشمسية مقابل اللوحة الشمسية - ما الفرق؟

تُعرف الخلية الشمسية أيضًا باسم الخلية الكهروضوئية (PV). وهي مكون إلكتروني مهم في نظام الطاقة الشمسية. تنتج الكهرباء عندما يتفاعل ضوء الشمس أو الفوتوناتاصطدم بالمجمع. عادةً ما يُصمم هذا المجمع بمواد أحادية أو متعددة البلورات، حيث توجد طبقات متعددة بداخله. عندما يسقط ضوء الشمس على أشباه الموصلات، تتحرر الإلكترونات السائبة، مما يسمح بتدفق التيار الكهربائي داخل الدائرة الصغيرة. ثم يحمل هذا التيار موصل لتشغيل الأجهزة الكهربائية، مما يُشكل طريقة بسيطة وفعالة لتوليد الكهرباء.

اللوحة الشمسية أو الوحدة الكهروضوئية هي مجموعة من الخلايا الشمسية المتعددة مُجمَّعة في إطار. الوظيفة الأساسية للوح الشمسي هي تسخير واستخدام الكهرباء المُولَّدة من الخلايا الشمسية الفردية. هنا، يجمع اللوح الشمسي عدة خلايا شمسية، متصلة على التوالي وبالتوازي، لتشكيل وحدة شمسية. تُغلَّف هذه الوحدة الشمسية بغلاف واقٍ لحماية الخلايا الشمسية والأسلاك من الظروف الجوية القاسية. وبهذه الطريقة، تحمي الألواح الشمسية الطاقة المُنتَجة من وحدات الخلايا الشمسية، وتُضخِّمها، وتُوجِّهها.

لفهم الاختلافات بين الخلايا الشمسية والألواح الشمسية بشكل أعمق، ألق نظرة أدناه:

1. الوظيفة الأساسية

تُحوّل الخلايا الشمسية ضوء الشمس أو جسيمات الفوتون إلى طاقة كهربائية. فهل الخلايا الشمسية هي نفسها الألواح الشمسية؟ حسنًا، تحتوي الألواح الشمسية على خلايا شمسية متعددة التي تقوم بجمع ودمج الكهرباء التي تولدها كل خلية.

2. إنشاءات

تتوفر الخلايا الشمسية بنوعين: أحادية البلورة ومتعددة البلورات. وتتنوع أحجامها وسمكها وأشكالها، وعادةً ما تكون مربعة أو شبه مربعة. الأحجام الشائعة في السوق هي 125 مم أو 156 مم، ويتراوح سمكها بين 150 و300 ميكرون. الخلايا الشمسية هي في الأساس... ثنائيات الوصلة PN مُصمم خصيصًا لتعزيز التأثير الكهروضوئي. يتكون من طبقة شبه موصلة من النوع N في الأعلى وطبقة شبه موصلة من النوع P أكثر سمكًا في الأسفل. هنا، تعمل الحلقات المعدنية كأقطاب كهربائية لإكمال الدائرة.

إذن، هل تُعتبر اللوحة الشمسية خلية؟ لنكتشف ذلك. بما أن الخلايا الشمسية مكونات دقيقة تُنتج كمية قليلة من الكهرباء، فإنها لا تُستخدم مباشرةً من قِبل المستهلكين، بل تُحوّل إلى شكل قابل للاستخدام يُسمى لوحة شمسية أو وحدة شمسية. تتكون الألواح الشمسية من طبقات متعددة. إطار من الألومنيوم المؤكسد، وزجاج مقسّى شفاف للغاية، ومواد تغليف، وخلايا شمسية كهروضوئية، وطبقة خلفية عازلة. هنا، يأتي الزجاج المُقوّى ضد الشمس أولاً، يليه الخلايا الشمسية المترابطة، وطبقة التغليف (المصنوعة من EVA أو PVB أو TPU)، والطبقة الخلفية العازلة. الهيكل محمي بإطار من الألومنيوم، ويتضمن صندوق توصيل لإخراج الطاقة. تُعالَج هذه المواد لتكوين لوحة شمسية متكاملة.

انظر أيضا: 5 أنواع من هياكل تركيب وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية

3. توليد وتوزيع الكهرباء

خلية شمسية واحدة تولد صغير كمية الكهرباء، ولكن الألواح الشمسية لديها القدرة على توليد كيلووات من الطاقة الكهربائيةللقيام بذلك، تجمع الألواح الشمسية الكهرباء من خلايا متعددة وتنقلها إلى العاكس، الذي يوزعها بدوره لاستخدامات محددة. هذا ضروري لأن الخلايا الشمسية تُنتج تيارًا مستمرًا (DC)، ولكن الأجهزة المنزلية الحالية تتطلب تيارًا مترددًا. لذلك، لتشغيل أجهزتك، عليك توصيل عاكس بنظام الطاقة الشمسية. يقوم العاكس بتحويل تيار التيار المستمر إلى تيار متردد، مما يجعله متوافقًا مع الأجهزة المنزلية.

4. جهد الخرج

عند مقارنة الخلايا الشمسية بالألواح الشمسية، عادةً ما يكون لهذه الخلايا خرج جهد يبلغ حوالي 0.5 فولت إلى 0.6 فولت، في حين أن الألواح الشمسية توفر مخرجات جهد أعلى مثل 12 فولت، 15 فولت، 30 فولت، و 36 فولت. تعتمد هذه على عدد الخلايا الشمسية المستخدمة. تجدر الإشارة إلى أن عدد الخلايا الشمسية المُدمجة في اللوح الواحد قد يختلف باختلاف بعض العوامل، منها العلامة التجارية وحجم اللوح، وتتراوح الخيارات الشائعة بين 32 و96 خلية. عادةً، يمكن تعديل جهد اللوح الشمسي بتغيير عدد الخلايا الشمسية المستخدمة. إذا تمكنت من تركيب عدة خلايا شمسية داخل اللوح الواحد، يمكنك تلبية إنتاج الكهرباء الأعلى اللازم لتلبية احتياجاتك الخاصة من الطاقة. ومع ذلك، لتزويد منزل كامل بالطاقة، ستحتاج إلى مصفوفة شمسية، أي مجموعة من الألواح الشمسية. يعتمد العدد المناسب للألواح أيضًا على احتياجاتك من الطاقة.

اقرأ أيضا: ألواح الطاقة الشمسية Qcells مقابل SunPower - أيهما أشتري؟

هل اللوحة الشمسية عبارة عن خلية؟ هل الخلايا الشمسية هي نفسها الألواح الشمسية؟

الخلية الشمسية جهاز كهربائي يتغير خصائصه، مثل التيار والجهد والمقاومة، عند تعرضه للضوء. وهي تُشكل لبنة أساسية في الوحدات الكهروضوئية، المعروفة أيضًا باسم الألواح الشمسية. لذا، لا، اللوحة الشمسية ليست خلية شمسية.

في المقابل ، أ اللوحة الشمسية عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية المتعددة متصلة على التوالي والتوازي. تجمع الطاقة الشمسية أو الفوتونية وتحولها إلى طاقة كهربائية من خلال التأثير الكهروضوئي. تُرتب الخلايا الشمسية في اللوح على شكل شبكي على سطحه.

انظر أيضا: ما هي الألواح الكهروضوئية المسطحة (PV)؟

الخلية الشمسية مقابل الوحدة الشمسية – هل هما نفس الشيء؟

لا، فهي ليست كذلك. تتكون وحدات الطاقة الشمسية من أجهزة إلكترونية صغيرة تسمى الخلايا الشمسية. تستخدم هذه الخلايا الكهروضوئية التأثير الكهروضوئي لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية محدودة. من خلال توصيل خلايا متعددة، يمكنك ضبط خرج الطاقة بناءً على احتياجاتك وبناءً على ذلك إنشاء وحدة أو لوحة. ومع ذلك، عند الجمع بين عدة وحدات أو ألواح، فإنها تشكل مصفوفة شمسية يمكنها توليد الطاقة بالكيلووات. يعتمد عدد الخلايا الشمسية في الوحدة على الغرض منها. لإنشاء وحدة لبطارية 12 فولت، يجب أن تتكون من 36 خلية، بينما تستخدم الأنظمة السكنية وحدات بها 60 خلية. في الأنظمة التجارية الأكبر، عليك اختيار وحدات بها 72 خلية. يجب أن تكون قد فهمت الآن الفرق بين الخلية الشمسية ووحدة الطاقة الشمسية والاختلافات والتشابهات الفريدة بينهما.

اقرأ أيضا: الوحدة الشمسية مقابل اللوحة الشمسية: ما الفرق؟

ما هو الفرق بين كفاءة الخلايا الشمسية وكفاءة الألواح الشمسية؟

لقد تعلمتَ بالفعل مقارنة الخلايا الشمسية بالألواح الشمسية. الآن، من الضروري مقارنة كفاءة الخلايا الشمسية بكفاءة الألواح الشمسية. حسنًا، تختلف كفاءة الخلية الواحدة عن كفاءة اللوح (الوحدة). بينما متوسط كفاءة الألواح الشمسية تتراوح بين 15 إلى 20%، ويمكن أن تتجاوز كفاءة الخلايا الشمسية 42% في بعض الحالات، يُقيّم أداء الخلايا الشمسية عادةً في بيئة مختبرية. مع ذلك، قد لا تعكس ظروف المختبر الأداء الفعلي للمستهلكين السكنيين.

يتم توضيح كفاءة الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية أدناه:

• تتمتع الألواح الشمسية أحادية البلورة بأعلى كفاءة تتراوح بين ٢٢٪ و٢٧٪. وتتميز بحافة مستديرة ولون داكن.
• من ناحية أخرى، تتكون الألواح الشمسية متعددة البلورات من كتل من البلورات، وتتمتع بكفاءة أقل قليلاً، وعادة ما تكون بين 15 إلى 22%.
• تتميز الألواح الشمسية الرقيقة بخفة وزنها ومرونتها. ورغم انخفاض كفاءتها، والتي تتراوح بين 15% و22% تقريبًا، إلا أنها تكتسب شعبية متزايدة في المشاريع الكبيرة ومحطات الطاقة الشمسية نظرًا لانخفاض فجوة الكفاءة وسهولة عملية الإنتاج. ومع ذلك، من المعروف أن الألواح الرقيقة تتدهور بشكل أسرع مقارنةً بـ أنواع أخرى.

هل تستخدم الخلايا الشمسية البطاريات لتخزين الطاقة الزائدة؟

هناك نوعان من البطاريات الشمسية الأكثر استخدامًا: بطاريات أيون الليثيوم وحمض الرصاص. تُعدّ بطاريات أيون الليثيوم الخيار الأمثل لمصنعي الألواح الشمسية نظرًا لقدرتها على تخزين طاقة أكبر. كما تتمتع بقدرة على الاحتفاظ بالطاقة لفترة أطول من البطاريات الأخرى، وتتميز بعمر افتراضي أطول. عمق التفريغ.

علاوة على ذلك، إذا كنت تريد لكي يستمر نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية في العمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي، ستحتاج إلى بطارية لتخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا. فهل تستخدم الخلايا الشمسية البطاريات؟ حسنًا، لا تحتاج الخلايا الشمسية إلى بطاريات لتخزين الطاقة، ولكن، بطريقة ما، يمكن استخدام الألواح الشمسية مع البطاريات لتخزين الكهرباء الزائدة.

باختصار، الخلايا الكهروضوئية هي الوحدات الأساسية التي تُحوّل ضوء الشمس مباشرةً إلى كهرباء، بينما الألواح الشمسية هي مجموعات من الخلايا التي تُولّد طاقة كهربائية أعلى. يُعدّ فهم كفاءة الخلايا الشمسية مقارنةً بالألواح الشمسية أمرًا بالغ الأهمية لتطبيق حلول الطاقة المتجددة بفعالية.

أوصى: هل يمكنك استخدام شاحن الطاقة الشمسية المحمول للسيارة الكهربائية؟