أدى تزايد الطلب على الألواح الشمسية عالية الكفاءة إلى تطوير الخلايا الشمسية بتقنيات جديدة. تزيد هذه التقنية من كفاءة الخلايا الشمسية، وتوفر لك نسخة مُحسّنة من وحدات الطاقة الشمسية للاستخدام المنزلي والتجاري. بالمناسبة، هل سمعت عن الخلايا الشمسية ذات القضبان الناقلة (Busbar) والقضبان المتعددة (Multi-Busbar)؟ إن لم تكن قد سمعت عنها، فستتعرف اليوم على تقنية القضبان المتعددة (Multi-Busbar). وما هي قضبان التوصيل ذات النمط الخطي المتقطع (Dash Line Line) وتأثيرها على الخلايا الشمسية؟
ما هي قضبان التوصيل في الألواح الشمسية؟ ما هي الخلايا الشمسية متعددة القضبان؟
الشريط المستطيل الرقيق المطبوع على جانبي الخلايا الشمسية هو بسباريوصل هذا الشريط الكهرباء في جميع أنحاء الخلية الشمسية. الغرض منه هو فصل الخلايا لتوصيل التيار المستمر من الفوتونات ونقله إلى عاكس الطاقة الشمسية الذي يحوله إلى تيار متناوب (AV). المادة الشائعة لصنع قضبان التوصيل هي النحاس المطلي بالفضة لتعزيز التوصيلية في الأمام وتقليل الأكسدة في الخلف. يُرمز لقضيب التوصيل في الخلايا الشمسية بالرمز BB.
نظرًا لأن قضبان التوصيل تؤثر على كفاءة الخلايا الشمسية، فإن عدد قضبان التوصيل المستخدمة في الخلية الشمسية يختلف تبعًا لكفاءتها. خلية شمسية متعددة القضبان تحتوي على قضبان توصيل متعددة، مما يقلل من المقاومة الكلية للخلايا الشمسية المترابطة. وتُعد الخلايا ذات القضبان الخمسة من أكثر الخلايا الشمسية طلبًا في الآونة الأخيرة.
تقنية القضبان المتعددة القياسية 2
تؤدي الخلية الشمسية ذات الكفاءة المُحسَّنة إلى إنتاج لوح شمسي أو مصفوفة شمسية عالية الكفاءة. لذلك، بدلاً من تقييم كل خلية شمسية على حدة، يجب تحسين ربط هيكل الخلية الشمسية. ويمكن تحقيق ذلك بطرق تكنولوجية مختلفة.
1. تقنية توصيل الأسلاك الذكية (SWCT)
شركة ماير برجر هي شركة تجمع بين الابتكار والتكنولوجيا لإنتاج خلايا كهروضوئية فريدة. تعتمد الشركة على تقنية توصيل الأسلاك الذكية، وهي تختلف عن تقنية طباعة الشاشة التقليدية لقضبان التوصيل. في هذه التقنية، تُغطى أسلاك رفيعة بسبائك منخفضة درجة الانصهار، ثم تُدمج في مجال بوليمري. تُغلّف هذه الرقاقة على الخلايا الشمسية بحيث تكون الأسلاك الرفيعة المستديرة ملامسة لجميع أطراف الخلية الشمسية. وتُتبع الطريقة التقليدية في عملية التصفيح، حيث يُتبع حاليًا إصدار قياسي من 18 سلكًا.
أ) المزايا
- المعالجة بدرجة حرارة منخفضة:لا تتطلب هذه التقنية معالجة بدرجة حرارة عالية لأن الاتصال بين الأسلاك والأصابع يتم أثناء عملية التصفيح.
- استخدام أقل للفضة بنسبة 80%:لا توجد حاجة إلى قضبان الفضة، مما يعني انخفاض استهلاك الفضة.
- مناسب: تتطلب البنى ثنائية الوجه المتقدمة طباعةً فضيةً على كلا الجانبين، ولكن مع تقنية التوصيل السلكي الذكي، يُستبدل اللون الفضي. لذا، تُناسب هذه التقنية هذه البنى المتقدمة.
ب) التطبيقات
تُستخدم تقنية توصيل الأسلاك الذكية في الألواح الشمسية الزجاجية، ونصف الخلية، والثنائية الوجه لصنع ألواح شمسية ذات كفاءة أعلى.
2. طريقة اللحام
تتضمن هذه الطريقة التقليدية الربط المتبادل عن طريق لحام أطراف دائرية رفيعة الأسلاك عبر الخلايا الشمسية، وليس عبر أشرطة مسطحة. تتطلب الأسلاك وسادات لحام لربطها بالخلايا، مما يسمح بتوجيه الإلكترونات من مقدمة الخلية التالية إلى مؤخرتها. هذه تقنية أخرى متعددة القضبان.
أ) المزايا
- بالمقارنة مع طرق اللحام الأخرى، يتم إجراء اللحام في درجات حرارة منخفضة نسبيًا.
- المادة الأساسية ليست منصهرة؛ وبالتالي، فهي لا يؤثر على عملية الربط.
- يمكن أن يتم ذلك مع المعادن واللافلزات المختلفة.
ب) التطبيقات
يتم دمج الأسلاك الإلكترونية الدقيقة معًا، ودمج المكونات مع لوحة الدائرة. اللحام مناسب لـ الصلب المجلفن، أنابيب النحاس، والزجاج، والأسلاك، والصفائح المعدنية، وغيرها من المعادن المماثلة.
كيف تعمل قضبان التوصيل المتعددة؟
ستوضح هذه الخطوات كيفية عمل قضبان التوصيل المتعددة-
الخطوة الثانية::يتم جمع التيار الناتج عن طريق الأصابع (وهي عبارة عن شبكات معدنية رفيعة للغاية متعامدة متصلة بقضبان التوصيل) وتوصيلها إلى قضبان التوصيل.
الخطوة الثانية::تربط أسلاك التبويب سلسلة من الخلايا، وبالتالي تجمع تيار سلسلة خلية واحدة. عادةً ما تُلحم أسلاك التبويب بقضبان التوصيل.
الخطوة الثانية::تقوم أسلاك الناقل بتوصيل الطاقة المُجمّعة من جميع الخلايا إلى صندوق التوصيل. تُوصَل مجموعة من الخلايا المُزوّدة بأسلاك مُتفرعة بأسلاك الناقل على التوازي.
بهذه الطريقة تعمل قضبان التوصيل على جمع التيار من كل سلسلة خلايا وإرسال التيار الجماعي إلى العاكس.
انظر أيضا: هل تبقى الأضواء الشمسية مضاءة طوال الليل؟
ما هو نهج الألواح الشمسية متعددة القضبان؟
عادةً ما تُطبع قضبان التوصيل بشكل مسطح باستخدام شرائط مسطحة ملحومة. وظيفة الشرائط هي: لحمل التيار بعيدًا عن الخلية، بينما تنقل قضبان التوصيل التيار المُولّد إلى الخلايا. ومع ذلك، تنقل قضبان التوصيل المتعددة (MBBs) التيار من الأصابع عبر أشرطة مترابطة نحو الخارج في مقدمة الخلية الشمسية. تتمتع قضبان التوصيل المتعددة بإمكانية زيادة خاصية ثنائية الوجه (نسبة الطاقة الأمامية إلى الطاقة الخلفية) للخلية. خلايا PERCباستخدام تقنية القضبان المتعددة، تتميز الخلية الشمسية بالخصائص التالية:
- انخفاض التظليل نحو الجانب الخلفي للخلية
- بصمة أصابع صغيرة من الألومنيوم الخلفي
- تحسين وظيفة حصاد الضوء ثنائية الوجه
انظر أيضا: إنتاجية الألواح الشمسية 100 واط في يوم غائم
ما هي لوحة الطاقة الشمسية 2bb؟
من الجوانب الأخرى لتقنية قضبان التوصيل المتعددة عدد قضبان التوصيل في الخلايا الشمسية. كانت أقدم أنواع الخلايا الشمسية تحتوي على قضيبي توصيل فقط، وكانت تُعرف باسم ألواح الطاقة الشمسية 2BB. مع تطور التكنولوجيا، طُبعت معظم الخلايا الشمسية بثلاثة قضبان توصيل، ثم بأربعة قضبان توصيل. مع زيادة عدد قضبان التوصيل، انخفض فاقد المقاومة الداخلية بشكل كبير، وتقلصت المسافة بين قضبان التوصيل. ومع ذلك، فإن قضبان التوصيل 2BB ليست بنفس كفاءة إصداراتها الأحدث.
انظر أيضا: هل يتم شحن الأضواء الشمسية عند إيقاف تشغيلها؟
ما هي لوحة الطاقة الشمسية 4bb؟ ما هي لوحة الطاقة الشمسية 5bb؟
للتغلب على عيوب ألواح الطاقة الشمسية 2BB، صُنعت سلسلة جديدة ومتطورة من الخلايا الشمسية ذات القضبان الناقلة. تحتوي لوحة الطاقة الشمسية 4BB على خلايا شمسية ذات 4 قضبان ناقلة، وهي أكثر كفاءة من سابقاتها. تُصنع لوحة الطاقة الشمسية 5BB من سلسلة من الخلايا الشمسية المطبوعة بخمس قضبان ناقلة. وهي الفئة الأكثر كفاءةً وطلبًا في الوقت الحالي.
ما هي لوحة الطاقة الشمسية 9 Busbar؟
تتكون اللوحة الشمسية 9BB من خلايا شمسية تحتوي على 9 قضبان توصيل. تحتوي الوحدة على عدة خلايا كلٌّ منها مُزوَّد بتسعة قضبان توصيل، وتتميز بفقدان مقاومة داخلية أقل مقارنةً بالألواح الشمسية 9BB أو 4BB. ويعود ذلك إلى صغر المسافة بين القضبان، مما يُطيل أيضًا من عمر الخلية. تتأثر الخلايا الشمسية 5BB بشكل أقل بالشقوق الدقيقة، وهو نوع من تلف الخلايا الشمسية ينتج عن عدة كسور دقيقة. تتميز الخلايا الشمسية 9BB بأنها أرق، وبالتالي تغطيتها أصغر، مما يسمح بوصول المزيد من ضوء الشمس إلى الخلية.
ما هي لوحة الطاقة الشمسية 12 Busbar؟
تُسمى اللوحة الشمسية ذات الخلايا الشمسية ذات 12 قضيبًا بـ 12BB. هذه الألواح أكثر كفاءة من أنواع ألواح BB المذكورة سابقًا. باستخدام تقنية 12 قضيبًا، ستكون للخلية أقل مساحة مظللة، كما يُقلل شريطها من انعكاس الضوء. ضوءوبالتالي، يتم تجميع التيار المتزايد وتدفقه عبر سلسلة الخلايا. تتميز الخلية الشمسية 12BB بإجهاد ميكانيكي أقل، مما يزيد من متانة الوحدة الشمسية.
ما هو نمط خطوط Dash Line Busbars؟
لزيادة كفاءة تقنية قضبان التوصيل المتعددة، يُستخدم نمط خطوط العدادات. بدلاً من قضبان التوصيل التقليدية كاملة الخطوط، ابتكرت الصناعات طريقة بديلة وأكثر فعالية من حيث التكلفة لنمط قضبان التوصيل، وهي قضبان التوصيل ذات نمط خطوط العدادات. هذا يقلل من استخدام معجون معدني فضي باهظ الثمن. تتوفر قضبان التوصيل ذات خطوط العدادات بثلاث، وخمس، وستة خطوط.
هذه القضبان أكثر حساسيةً لتدهور الطاقة واحتمالية التشقق. تزداد مخاطر هذه المشاكل مع زيادة عدد خطوط التقاطع. تتشكل الشقوق في زوايا الخلية الشمسية مع زيادة خطوط التقاطع والإجهاد الحراري.
لذا، تُؤثر تقنية قضبان التوصيل المتعددة بشكل حاسم على كفاءة الخلايا الشمسية، ووحدات الطاقة الشمسية مجتمعةً، وتزيدها. ومع ذلك، لا يزال هناك جدل مستمر حول آلية عمل قضبان التوصيل المتعددة، وما إذا كانت ضرورية لكفاءة الخلايا الشمسية أم لا. ولكن، كم عدد قضبان التوصيل المتعددة في خليتك الشمسية؟
