اختراعات

شرح الالواح الشمسية PV solar panels

شرح  الالواح  الشمسية   PV solar panels



الألواح الشمسية

الألواح الشمسية PV solar panels هي المكون الرئيسي في انظمة الطاقة الشمسية و تقوم بتوليد الكهرباء التي يتم تخزينها في بطاريات الطاقة الشمسية بعد مرور التيار علي منظم الشحن.

ما هي الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء ؟



هي عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية PV cells المتصلة مع بعضها في اطار واحد وموصلة بينها وبين بعضها توصيل متوالي او متوازي.
أما اذا تم تجميع مجموعة من الألواح الشمسية في اطار اكبر ففي هذه الحالة نسميها مصفوفة الواح شمسية او Solar Array كما هو موضح بالصورة.
وأختصار PV هو اختصار كلمة PhotoVoltaic اي الكهروضوئية. وهذا المصطلح يعبر عن طريقة عمل الخلايا الموجودة داخل الالواح الشمسية حبث انها تقوم بتحويل الضوء الساقط عليها الي فرق جهد يؤدي لمرور تيار كهربي في الاسلاك.

أنواع الألواح الشمسية الكهروضوئية :

الألواح الشمسية أهم مكون من مكونات انظمة الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء. لذلك فان اختيار نوع الألواح الشمسية المناسب هو أول ما يجب التأني فيه جيدا.
فان اختيار الألواح الشمسية الاكثر كفاءة او الاغلي ثمنا ليس دائما هو الحل الأمثل فهناك عدة معايير يجب وضغها في الحسابات وهي
  1. التكلفة
  2. كمية الطاقة الكهربية المطلوب توليدها
  3. المساحة المتوفرة للمشروع و الموقع الجغرافي
ثم نبدأ في أختيار افضل الالواح الشمسية التي توفر الكفاءة المطلوبة بأقل تكلفة.
تكنولوجيا الألواح الشمسية المنتشرة الآن تعتمد علي كريستالات السيليكون وهذه التقنية بدأت منذ ما يقرب من 50 عام وأول استخدام لها كان في الأقمار الصناعية
أعلي كفاءة يمكن الحصول عليها في افضل انواع الألواح الشمسية هي 21%, و هذه النسبة فقط من اشعة الشمس يتم تحوياها الي كهرباء
و مع التفدم العلمي بمكن زيادة هذه النسبة في المستقبل القريب
و هناك متوفر في الاسواق تلاتة انواع رئيسية وهي:
  1. Monocrystalline Silicon
  2. Polycrystalline Silicon
  3. Thin Film

Monocrystalline Silicon



الألواح الأحادية يمكن تميزها بمظهرها المتناسق الذي يدل علي نقاء كريستالات السليكون. والخلايا المكونة للألواح الشمسية الاحادية عبارة عن سبائك سليكون تم تقطيعها الي شرائح. وتستطيع ان تري ان أحرف الخلايا ليست متلاصقة وهذا ما يعطي الالواح الشمسية الاحادية مظهرها المميز كما هو واضح بالصورة.
هذه الالواح هي اغلي الانواع حيث انها مصنوعة من كريستالات السليكون النقية كما انها تعطي اعلي كفاءة والتي تصل الي 21 %
هذه الكفاءة العالية تقلل المساحة المطلوبة لتنفيذ المشروع حوالي 15%
عمرها الافتراضي كبير وتأتي بضمان 20 سنة او اكثر
هي مفيدة في حالة ضيق المساحة, اما في حالة توافر المساحة فيعتبر استخدامها غير مجزي اقتصاديا

Polycrystalline Silicon

الألواح الشمسية متعددة الكريستالات
الألواح الشمسية متعددة الكريستالات و الفرق بينها وبين الأحادية واضح جدا من حيث الشكل في الصورتين, حبث تكون فيها الخلايا الشمسية عبارة عن مربعات متراصة.
تتميز بانخفاض ثمنها مقارنة بالألواح الشمسية الأحادية.
كفائتها تتراوح ما بين 15-17%
عمرها الافتراضي كبير ايضا وتأتي بضمان 20 سنة او اكثر
انخقاض الكفائة عن نظيرتها الاحادية يجعلك تحتاج الي مساحة اكبر للحصول علي نفس كمية الكهرباء.
كما ان لها عيب لا يهم الكثيرين ولكنه احيانا ما يأخذ في الاعتبار وهو ان مظهرها ليس جماليا كما في حالة المظهر الازرق الانسيابي الجميل للألواح الشمسية الاحادية.

Thin Film

 


هذا النوع من الألواح الشمسية رقيق وانسيابي كما هو واضح بالصورة ويأخذ شكل السطح الذي يتم تثبيته عليه
معظم التطويرات والأبحاث التي تجري حاليا تقوم علي التطوير في هذه النوع بالتحديد نظرا لأن له انسيابية ووزنه وسمكه قليل.
تميز بانسيابيتها الذي يجعلها صالحة للعديد من التطبيقات مثل اسطح المراكب و سيارات النقل
مظهرها متناسق ويعطي مظهر جميل
اغلي الانواع ثمنا
من عيوبها انها اقل الانواع كفاءة فكفائتها قد لا تزيد عن 10%’ و مع التطور العلمي هذه الكفائة سوف تكافي كفائة الالواح التقليدية في المستقبل القريب
عمرها الافتراضي اقل من نظيرتها الاحادية والمتعددة.

ما هي أفضل الألواح الشمسية الكهروضوئية لتوليد الكهرباء ؟

في حالة الوحدات السكنية التي بها اكثر من شقة ومساحة السطح محدودة فلا بديل عن الألواح الشمسية الاحادية Monocrystalline
في حالة وحدات سكنية بها شقة واحدة او اثنين او اذا كانت مساحة الاسطح كبيرة جدا وواسعة ف الألواح الشمسية المتعددة Polycrystalline تصلح جدا لهذا الغرض
اما في حالة الأستخدام في التطبيقات المتنقلة مثل المخيمات او المراكب او سيارات النقل ف الألواح الشمسية المرنة Thin Film هي الانسب

الشركات المصنعة للألواح الشمسية

تقوم الحكومة الصينية بدعم شركات انتاج الألواح الشمسية بصورة كبرة جدأ مما ساعد في خفض اسعار الألواح بشكل كبير في الأسواق العالمية و وسع الصينيون انتاجهم وباعو الواح الطاقة الشمسية بأسعار أقل من القيمة السوقية العادلة, مما اجبر العديد من الشركات الأوروبية الكبري الي الاغلاق او نقل المصانع الي الصين التي تسيطر حاليا علي 85% من الانتاج العالمي
فمثلا شركة ” فيرست سولار ” وهي من أكبر الشركات في الولايات المتحدة الأمريكية اضطرت الي اغلاق أحد مصانعها الكبري في المانيا, وقامت بخفض انتاجها في الولايات المتحدة.

وفي السياق ذاته، هناك دعوى تجارية مرفوعة ضد الشركات الصينية في أميركا و اوروبا، تنظر في استراتيجية تسعير الشركات المصنعة للالواح الشمسية الصينية، وعما إذا كانت قد تلقت إعانات غير عادلة من الحكومة الصينية.
يسأل الناس دائما عن أفضل الشركات التي تنتج الألواح الشمسية, ولكن هذا المعيار ليس له درجة عالية جدا من الأهمية حيث أن الشركات المنتجة خبراتها متقاربة جدا فلا يوجد من لديه خبرة تزيد عن عشر سنوات و هذه الشركات لا تقوم بتصنيع كل الاجزاء بنفسها فكل شركة تصنع أجزاء وتعتمد علي الشركات الأخري في أجزاء أخري.

اكبر 10 شركات منتجة لالواح الطاقة الشمسية في عام 2015
الأسم العربيالأسمالبلد
شركة ترينا للطاقة الشمسيةTrina Solarالصين
شركة ينغلي غرين انرجيYingli Green Energyالصين
الشركة الكندية للطاقة الشمسيةCanadian Solarالصين
شركة جينكو للطاقة الشمسيةJinko Solarالصين
جي إيه سولارJA Solarالصين
شارب سولاSharp Solarاليابان
رينيسولاRenesolaالصين
شركة “فيرست سولارFirst Solarالولايات المتحدة
هانوا سولار ونHanwha SolarOneالصين
سن باورSun Powerالصين
وبالحديث عن التصنيف نجد أن شركة ( ترينا للطاقة الشمسية – Trina Solar ) قد أتت في المرتبة الأولى بوصفها أهم شركة للألواح الشمسية في عام 2014، بينما جاءت شركة ( ينغلي غرين إنرجي – Yingli Green Energy ) في المرتبة الثانية في التصنيف. وتقع كلتا الشركتين في الصين
فأن 8 شركات من الشركات الـ10 التي أدرجت في التصنيف هي شركات صينية
و الشركاتين الوحيدتين المستمرة في المنافسة مع الصين هي Sharp و First Solar