أنواع الألواح الشمسية:

يدرك غالبية مالكي المنازل والشركات وحتى المستأجرين بشكل متزايد المزايا المالية والبيئية التي يجب أن تقدمها الطاقة الشمسية. والأفضل من ذلك ، مع تقدم تكنولوجيا الطاقة الشمسية بمرور الوقت ، دخلت مجموعة متنوعة من الألواح الشمسية المتطورة إلى السوق. يقدم السوق ثلاثة أنواع رئيسية من الألواح الشمسية. الأنواع الأكثر شيوعًا هي:

1. الألواح الشمسية أحادية البلورية (Monocrystalline solar panels)

2. الألواح الشمسية الكريستالات (Polycrystalline solar panels)

3. الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة (Thin film solar panels)

الألواح الشمسية أحادية البلورية (Monocrystalline solar panels)

نظرًا لإنتاجها العالي من الطاقة وكفاءتها ، أصبحت الألواح الشمسية أحادية البلورية الآن أكثر الألواح الشمسية المنزلية شيوعًا. أكثر الألواح الشمسية كفاءة في السوق ، يمكن للألواح أحادية البلورية أن تحقق كفاءات تزيد عن 20٪. على الرغم من أن 20٪ قد لا تبدو مذهلة ، إلا أن هناك هدفًا لذلك. لأشعة الشمس نطاق واسع من الأطوال الموجية ، واعتمادًا على خصائص أشباه الموصلات وتخطيط الخلية الشمسية ، قد ينعكس بعض الضوء ، ويسمح له بالمرور ، ويمتص في النهاية ، ثم يستخدم لتوليد الكهرباء. لهذا السبب ، يركز العلماء على اكتشاف كيفية إنشاء موصلات أكثر كفاءة للألواح الشمسية.

يعد لون الألواح الشمسية أحادية البلورية من أبسط الطرق للتعرف عليها. نظرًا لتفاعل السيليكون عالي الجودة مع الضوء ، غالبًا ما تبدو خلايا الوحدة سوداء للعين وتعمل بشكل فعال في الإضاءة المنخفضة. إنها أكثر فاعلية لأن الأسطح السوداء أفضل في امتصاص الضوء. نظرًا لكفاءتها وحقيقة أنها متوفرة في وحدات ذات قوة كهربائية أعلى بسعة طاقة تزيد عن 300 واط ، فإنها تميل أيضًا إلى إنتاج طاقة أكبر من الأنواع الأخرى من الألواح.

نظرًا لأن الألواح الشمسية أحادية البلورية تبدو أكثر حداثة وتكمل ألواح السقف السوداء بشكل فعال ، فإن معظم الناس يفضلون وضعها على أسطح منازلهم. تميل إلى أن تكون أكثر تكلفة جزئيًا بسبب عملية التصنيع ، على الرغم من حقيقة أن الكفاءة والجمال تجعلها نقطة بيع ممتازة.

الألواح الشمسية الكريستالات (Polycrystalline solar panels)

منذ أن كانت موجودة منذ فترة ، أصبحت الألواح الشمسية متعددة الكريستالات شائعة بين أولئك الذين يرغبون في استخدام الطاقة الشمسية بميزانية محدودة. تتراوح كفاءة هذه الألواح الشمسية عادةً من 15٪ إلى 17٪. ميزتها هي القدرة على تحمل التكاليف ، حتى لو لم تكن فعالة مثل مكافئها أحادي البلورية. التفسير هو أنه ، على عكس الخلايا أحادية البلورية ، التي تتكون من بلورة سليكونية نقية واحدة ، يتم تكوين الخلايا متعددة البلورات من عدة قطع سيليكون ، ومن هنا جاء مصطلح "بولي". وهذا يجعل تصنيع الخلايا أسهل ، ونتيجة لذلك ، يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة بالنسبة للعميل.

لطلاء المضاد للانعكاس للألواح الشمسية متعددة الكريستالات ، والذي يساعد على زيادة قدرتها على الامتصاص وكفاءتها ، يمنحها ألوانها الزرقاء.

الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة (Thin film solar panels)

بالمقارنة مع الألواح أحادية البلورية والكريستالات ، فإن الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة عادة ما تكون أقل كفاءة وقدرات طاقة. يمكن أن تختلف كفاءة الخلايا الشمسية اعتمادًا على المادة المحددة التي تتكون منها ، لكنها عادة ما تحوم حول 11٪. سيتعين تركيب المزيد من الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من أجل إنتاج نفس القدر من الطاقة مثل النظام الشمسي أحادي البلورية أو متعدد الكريستالات لتصنيفات الكفاءة الأقل. قد لا تكون الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة هي الخيار الأمثل للطاقة الشمسية المنزلية بسبب هذا. من ناحية أخرى ، فإن التركيبات على نطاق واسع مثل مشاريع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق ، حيث يمكن نشر المزيد من الألواح لتلبية متطلبات الكهرباء ، هي المكان الأكثر منطقية.

تتميز الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بالمرونة الشديدة لأنها مصنوعة من خلايا شمسية ذات طبقات ماصة للضوء تكون أرق بمقدار 350 مرة من تلك الموجودة في ألواح السيليكون النموذجية. اعتمادًا على المواد التي تم تصنيعها منها ، فهي متوفرة باللونين الأزرق والأسود. الكادميوم تيلورايد هو المادة المستخدمة في غالبية الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة ، ولكن يمكن أيضًا إنتاجها باستخدام السيليكون غير المتبلور ، والذي يشبه المادة المستخدمة في الألواح أحادية البلورية ومتعددة البلورات ، وسيلينيد الإنديوم النحاسي. عادة ما يكون سعر تركيب الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة أقل تكلفة من تركيب نظام أحادي البلورية أو متعدد الكريستالات. ومع ذلك ، فإن السعر الذي تدفعه مقابل تركيب الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة يعتمد بشكل أساسي على المواد التي يتم تصنيعها منها.

شرح تكوين الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية

النوع الأول يستخدم قطعة واحدة من السيليكون النقي التي تم تقسيمها إلى العديد من الرقائق ، وتُعرف باسم الألواح الشمسية أحادية البلورية. الشكل البلوري الأمثل للألواح أحادية البلورية هو السيليكون النقي ، الذي يتمتع بمتانة عالية وكفاءة في المساحة. العيب هو أن السيليكون النقي كثيرا ما يستخدم في عملية الإنتاج. نتيجة لذلك ، ستكلف الألواح الشمسية أحادية البلورات أكثر من الألواح متعددة البلورات.

من ناحية أخرى ، تستخدم الألواح متعددة الكريستالات مجموعة متنوعة من بلورات السيليكون. يتم إنشاء لوحة واحدة عن طريق إذابة كل هذه معًا. الميزة الأساسية لهذه الطريقة هي أنه لا يتم فقد السيليكون ، مما يجعل التكاليف منخفضة بشكل معقول. لكن هناك تكلفة. بالمقارنة مع الألواح أحادية البلورية ، فإن الألواح متعددة الكريستالات تتمتع بكفاءة أقل في استخدام الطاقة وتحمل الحرارة. ونتيجة لذلك ، فإنهم يولدون طاقة أقل بشكل عام.

أخيرًا ، يتم استخدام عدة أنواع من المواد بالكامل في تصنيع الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. يتم تصنيعها بشكل متكرر من سيلينيد نحاس الإنديوم الغاليوم (CIGS) ، أو السيليكون غير المتبلور (a-SI) ، أو تيلورايد الكادميوم (CdTe). أقل تكلفة وأقل فعالية من الثلاثة هي عادةً A-SI ، ولكن الأكثر فعالية هو CIGS عادةً.

ما مقدار الطاقة التي يمكن أن ينتجها كل نوع من الألواح الشمسية؟

نتيجة لكفاءتها الأفضل لكل قدم مربع ، تتمتع الألواح أحادية البلورية بأقصى قدرة إنتاج وقدرة. يجب أن تولد اللوحة الشمسية النموذجية المكونة من 60 خلية ما بين 310 و 350 واط. الألواح متعددة الكريستالات ليست بعيدة ، وهذا أمر مثير للدهشة. عادةً ما تبلغ سعة اللوحة المكونة من 60 خلية من هذا النوع من 250 إلى 300 وات.

من ناحية أخرى ، نظرًا لأن الألواح ذات الأغشية الرقيقة تأتي بأحجام مختلفة ، فمن الصعب تعميم سعتها. ومع ذلك ، بشكل عام ، فإنها توفر واط أقل من الألواح البلورية. تتمتع لوحة CIGS عالية الكفاءة ، الموجودة في الطرف السفلي من النطاق متعدد الكريستالات ، بقدرة قصوى تبلغ 250 واط على سبيل المقارنة.

أي نوع من الألواح الشمسية هو الأفضل؟

حجم ووزن الأسطح هما فقط من المتغيرات التي تؤثر على نوع الألواح الشمسية المناسبة لاحتياجاتك. تعتبر الألواح أحادية البلورية مثالية إذا كان لديك مساحة صغيرة أو تحتاج إلى كفاءة عالية لكل قدم مربع لتوفير المال.

إذا كنت تمتلك قطعة أكبر من الممتلكات ، مثل مؤسسة تجارية أو مزرعة ، فإن العكس هو الصحيح. يمكن استبدال الكفاءة المنخفضة للوحة متعددة الكريستالات بتكاليف تركيب أقل بمساحة مربعة عالية بما يكفي ، مما يسمح لك بتركيب ألواح إضافية لتعويض فقد الإخراج.

عندما لا تكون ألواح السيليكون البلورية خيارًا ، تكون الألواح الرقيقة بديلاً جيدًا. أسطح المباني الرقيقة أو الأسطح الصغيرة RV مثالان. بفضل معامل درجة الحرارة الأعلى ، فهي أيضًا خيارات رائعة للظروف الأكثر سخونة .

لكن ضع في اعتبارك أن هناك أشياء أخرى يجب التفكير فيها بالإضافة إلى سعر اللوحة. للحصول على صورة كاملة عن النوع المثالي بالنسبة لك ، تحتاج أيضًا إلى التفكير في نفقات العمالة والصيانة.