أثناء العمل في مجال الطاقة الخضراء، نصادف العديد من الأشخاص؛ بعضهم لديه أقل معرفة، بينما يمتلك آخرون معرفة دقيقة. سألني أحدهم مؤخرًا: هل تختلف الألواح الشمسية عن الوحدات الشمسية؟ عمليًا، كلاهما تالي وسابق للآخر، لكن المفهوم قد يكون مُربكًا للبعض. لذا، دعونا نتعرف اليوم على هذا الأمر، بالإضافة إلى الاختلافات المحتملة بين الألواح الشمسية والمصفوفات الشمسية.
ما هي مقدمة الألواح الشمسية؟
الألواح الشمسية أو الألواح الكهروضوئية هي الأجهزة المصنوعة من السيليكون والتي تمتص ضوء الشمس وتحويلها إلى كهرباء. تُدرج هذه العملية أيضًا في مقدمة الألواح الشمسية. يُذكر في مقدمة الألواح الشمسية بشكل رئيسي أن تحويل فوتونات ضوء الشمس إلى كهرباء، فيما يُعرف بالتأثير الكهروضوئي، يتم عن طريق تغليف طبقتين رقيقتين من مادة شبه موصلة بين صفائح زجاجية أو راتنج بوليمري.
ما هو الفرق بين الوحدة الشمسية واللوحة الشمسية؟
تعتمد كلٌّ من الوحدات والألواح الشمسية على الطاقة الشمسية في عملها، إلا أن هناك اختلافاتٍ عديدة بينهما. لنلقِ نظرةً على أهمّ الاختلافات بين الوحدة واللوح.
1. الشكل
تتكون الوحدات الشمسية من دوائر خلايا ضوئية مغلقة في صفائح واقية للبيئة. هذه هي المكونات الأساسية لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. تُشكّل الخلايا الكهروضوئية المتصلة على التوالي أو بالتوازي، لإنتاج جهد ومستويات طاقة وتيارات أعلى، لوحة شمسية.
2. الرقم
تتكون وحدات الطاقة الشمسية من عدد من الألواح الشمسية الموصولة ببعضها ومُجمّعة معًا. وتتكون الألواح الشمسية من عدد كبير من الخلايا الشمسية.
اقرأ أيضا: BIPV مقابل BAPV
ما هو نوع الوحدة الشمسية؟
قررت شراء ألواح شمسية، لكنك لم تجد الإجابة على سؤال: ما نوع وحدة الطاقة الشمسية المناسبة لاحتياجاتك؟ إليك قائمة بأنواع وحدات الطاقة الشمسية المتاحة للاختيار من بينها.
1. وحدات الطاقة الشمسية أحادية البلورية
وهي مصنوعة من أحادي البلورية خلايا شمسية مصنوعة من سيليكون مفرد مطلي بنتريد السيليكون. الخلايا الشمسية أحادية البلورة لها نمط الهرم توفر مساحة سطح أكبر لجمع المزيد من أشعة الشمس. تُجمع الكهرباء المُنتجة عبر موصلات معدنية مطبوعة في الخلايا. تتميز هذه الخلايا بانعكاس أقل، مما يزيد من امتصاصها. تتميز هذه الوحدات بكفاءة عالية ومقاومة عالية للحرارة، ويتراوح عمرها الافتراضي بين 25 و30 عامًا.
2. وحدات الطاقة الشمسية متعددة البلورات
غير متزوجة الضوئية الخلايا الشمسية المستخدمة في صناعة وحدات الطاقة الشمسية متعددة البلورات مصنوعة من عدة بلورات السيليكون في إشارة. أكثر من 50% من إنتاج الوحدات الشمسية عالميًا يتكون من وحدات شمسية متعددة البلورات. تعمل بلورات السيليكون في كل خلية شمسية كـ أشباه الموصلات جهاز يُحوّل ضوء الشمس بنقل الطاقة إلى الإلكترونات. هذا الاهتزاز يُولّد الكهرباء.
إنها أكثر تقنيات الطاقة الكهروضوئية رسوخًا واختبارًا، وتتميز بكفاءة أفضل في الأيام الغائمة مقارنةً بالوحدات أحادية البلورة. كما أن هذه الوحدات أقل تكلفةً وكفاءةً إجماليةً مقارنةً بالوحدات أحادية البلورة. ويتراوح متوسط عمرها الافتراضي بين 20 و25 عامًا.
3. وحدات الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة
تم تصميم هذه الألواح لتلبية متطلبات طاقة أقل وهي خفيفة الوزن وسهلة الحملتُصنع الخلايا التي تُشكل وحدات الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور بنسبة 12.5%، وهي أكثر مرونةً مقارنةً بوحدات الطاقة الشمسية الأخرى. تبلغ أقصى كفاءة مُحققة في تقنية الأغشية الرقيقة حوالي 20.3%. هل تُدون أساسيات وحدة الطاقة الشمسية مقابل اللوحة الشمسية؟
انظر أيضا: ما هي أنواع الألواح الشمسية الأربعة؟
ما هي الخلايا الشمسية؟
An جهاز ملائم للطاقة يستخدم التأثير الكهروضوئي لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء هي خلية شمسية، تُعرف أيضًا بالخلية الكهروضوئية (PV cell). يشير مصطلح الخلية الشمسية إلى التقاط ضوء الشمس، بينما تشير الخلية الكهروضوئية إلى مصدر ضوء غير محدد. صُنعت أول خلية شمسية عملية باستخدام السيلينيوم عام ١٩٥٤، وكانت كفاءتها ١٪. تتوفر حاليًا خلايا شمسية بكفاءة ٢٥٪، وتُصنع من أشباه موصلات مثل الغاليوم والسيليكون، بالإضافة إلى طلائها بأول أكسيد السيليكون (SiO1954) لتقليل خسائر الانعكاس من السطح.
انظر أيضا: كيفية عمل الألواح الشمسية خطوة بخطوة
ماذا يكون اللوح الشمسي؟
تتكون لوحة الخلايا الشمسية من خلايا شمسية متعددة سلكيًا معًا in سلسلة، متوازية، أو أسلاك مختلطة. الألواح قادرة على توليد تيارات قوية عند فروق جهد عالية. تُستخدم الألواح الشمسية أيضًا في محطات الفضاء والأقمار الصناعية. في المناطق النائية والمعزولة، تُعدّ الألواح الشمسية مفيدة لأنها لا تحتاج إلى الاعتماد على شركات المرافق لتوفير الإضاءة.
ما هو الفرق بين الخلية الشمسية واللوحة الشمسية؟
ستساعدك هذه النقاط على فهم الفرق بين الخلية الشمسية واللوحة الشمسية.
1. مصطلح
الفرق الأساسي بين الخلايا الشمسية والألواح الشمسية هو أن الخلايا الشمسية عبارة عن مصطلح ضيق لأنها جهاز واحد. أما اللوحة الشمسية، فهي مصطلح أوسع، إذ إن الخلية الشمسية جزء منها، وهي مزيج من عدة خلايا شمسية.
2. طاقة
الخلايا الشمسية تستقبل مباشرة الطاقة الشمسية من ضوء الشمس وتحويلها إلى كهرباء. من ناحية أخرى، تجمع الألواح الشمسية التيار الخارج من جميع الخلايا الشمسية وترسله إلى محولات الطاقة. حيث يتم تحويله من تيار مستمر (DC) إلى تيار متردد (AC). يمكن للأجهزة المنزلية المتصلة بالمحولات استخدام هذا التيار.
انظر أيضا: لماذا تتدهور الألواح الشمسية؟
ما هي مجموعة الألواح الشمسية؟
تُعرف مجموعة الألواح الشمسية المتصلة لتوليد الكهرباء والممتدة على مساحة واسعة باسم "المصفوفة الشمسية". يُنتج الجمع بين المصفوفات الشمسية ومحول شمسي واحد أو أكثر وبطارية نظامًا يعمل بكامل طاقته. نظام الطاقة الشمسيةبعد الحديث عن الوحدة الشمسية مقابل اللوحة الشمسية، دعونا نفهم المزيد عن مجموعات الطاقة الشمسية.
مجموعة الطاقة الشمسية المنزلية
تم تثبيت النظام على سقف المنزل لتشغيل الأجهزة المنزلية تُعرف هذه التقنية باسم مصفوفات الطاقة الشمسية المنزلية. تُوضع معظم هذه المصفوفات باتجاه الجنوب لتلقي أقصى قدر من ضوء الشمس وتوليد طاقة كافية خلال النهار. يعتمد عدد الألواح في مصفوفة الطاقة الشمسية المنزلية على احتياجات المنزل من الطاقة، بالإضافة إلى عوامل خارجية أخرى مثل الظروف الجغرافية وشدة أشعة الشمس. يمكن أيضًا تركيب مصفوفات الطاقة الشمسية على هياكل أخرى غير الأسطح، مثل المظلات الشمسية، والبرجولات الشمسية، وشرفات المراقبة الشمسية، والفناءات الشمسية.
انظر أيضا: 5 فوائد لألواح الطاقة الشمسية على الأسطح
ما هي أنواع المصفوفات الشمسية؟
تختلف أنواع الألواح الكهروضوئية في أغراضها؛ لذا، قد لا تُلبي الألواح المُناسبة لأحد الغرضين الغرض الآخر بكفاءة، وتُوفر كمية كافية من الطاقة. ومن أنواع الألواح الشمسية المُثبتة على مظلات السيارات، والألواح الأرضية، والألواح المُثبتة على الأسطح.
1. مظلات السيارات: مظلة علوية مصممة خصيصًا لـ حماية أماكن وقوف السيارات تُعرف هذه المظلات الشمسية بمظلات السيارات. تُركّب هذه المظلات بزاوية مثالية لاستقبال أقصى قدر من ضوء الشمس. تُعتبر مظلات السيارات المزودة بألواح شمسية أفضل من ألواح الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض.
2. مثبت على الأرض: على الرغم من أنها ليست مفضلة بقدر مظلات السيارات، إلا أن هذه الألواح الشمسية المثبتة على الأرض تحظى بشعبية كبيرة. فهي توفر أعلى طاقة لكل كيلوواط. المصفوفات الشمسية المثبتة على الأرض من السهل ضبطها في أي زاوية واتجاه للحصول على أقصى قدر من التعرض لأشعة الشمس. يمكن تركيبها في أماكن مظللة بالأشجار أو بالقرب من أعمدة الكهرباء. كما أنها سهلة الصيانة.
3. مثبتة على السطح: هذه هي المصفوفات الشمسية الأكثر استخدامًا، بما في ذلك الرف الشمسي الذي يحمل ألواح كهروضوئية متعددة مباشرة على السطح. يُمكن تركيب هذه الألواح بسهولة على الأسطح المعدنية أو المطاطية أو المائلة بالقرميد أو المسطحة. تتيح هذه التقنية تركيب الألواح الشمسية في المناطق التي يصعب تركيبها فيها. كما أن تكلفة التركيب المنخفضة تُقلل من حجمها وتحمي الأسطح من بعض الأضرار.
اقرأ أيضا: أفضل 6 مواد لأسقف الألواح الشمسية
ما هو الفرق بين المصفوفات الشمسية والألواح الشمسية؟
تتكون الألواح الشمسية من خلايا شمسية تُربط معًا لتكوين مصفوفات شمسية. من السهل تخصيص المصفوفات الشمسية حسب كمية الطاقة المطلوبة، لكن الألواح الشمسية وحدات قياسية.
- المصفوفات الشمسية هي أغلى من الألواح الشمسية.
- المصفوفات الشمسية هي أكثر مرونة من حيث التصميم والأداء. لكن الألواح الشمسية ليست مرنةً جدًا.
حسناً، لقد تعلمتم اليوم أساسيات الوحدة الشمسية واللوحة الشمسية، بالإضافة إلى أنواعها ووظائفها. ما هي الوحدة الشمسية؟ الإجابة بسيطة: مجموعة من الخلايا الشمسية مغلفة بطبقة واقية بيئياً. كما أنها تؤدي نفس الغرض، وهو توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية.
