كيف تعرف عمر وكفاءة ألواح الطاقة الشمسية لديك.. إليك الإجابة بالتفصيل
من الحقائق المعروفة والمؤكدة أن الألواح الشمسية التي تحتوي على الخلايا الفوتوفولطية، لا تظل تعمل بكفاءة إلى الأبد ولكن لها آجال محددة، فبعد أن يتم تركيب وحدات الخلايا الشمسية، فإنها تعمل لبضع عقود ولكنها لا تظل تعمل بنفس الكفاءة التي كانت تعمل بها عند بداية تركيبها.
يُعرف الانخفاض البطيء في كفاءة توليد الكهرباء من ألواح الخلايا الشمسية بـ “معدل التدهور”، فعندما يصل إنتاج وحدات الطاقة الشمسية إلى أقل من 80% من إنتاجيتها القصوى التي كانت تنتجها وهي جديدة، تعد فاشلة…
ويُوصي معظم العاملين في مجال تركيب وتشغيل وحدات الخلايا الشمسية، في مثل هذه الحالات، بضرورة استبدال الوحدات بأخرى جديدة بدلًا منها.
وقد وجد المعمل القومي للطاقة المتجددة، أن تدهور إنتاجية وحدات الطاقة الشمسية يبدأ عندما تصل إنتاجيتها إلى 80% سنوياً.
انخفاض الإنتاجية
وبمعنى آخر، تنخفض كفاءة إنتاجية وحدات الطاقة الشمسية بعد العام الأول إلى 99.2%، مقارنة بنسبة 100%، عند تركيبها، وبعد عشر سنوات كاملة تنخفض إنتاجية الكهرباء من وحدات الخلايا الشمسية إلى 92%.
وقد وُجد أن معدل انخفاض إنتاجية وحدات الخلايا الشمسية المنتجة حاليًا لا يزيد عن 0.3% فقط سنويًا، ولكنها تكون أغلى من الوحدات السابقة.
وتستمر بعض الوحدات في العمل بكفاءة لفترات طويلة قد تمتد إلى 25 عامًا دون أن تنخفض إلى 80%، ويتحدد معدل التدهور السنوي في إنتاجية وحدات الخلايا الشمسية من الكهرباء، بناء على نوع وجودة الخلايا الشمسية،
حيث تميل خلايا السليكون البلورية إلى التدهور بمعدل 0.5% سنويًا، في حين أن الخلايا الشمسية المصنوعة من الأغشية الرقيقة تميل إلى التدهور بمعدلات أقرب إلى 1% كل عام، على الرغم من أن التقدم في تكنولوجيا الخلايا الرقيقة أدى إلى انخفاض مطرد في المعدلات السنوية لتدهورها.
تأثير الموقع
كذلك يعد الموقع من العوامل الرئيسية الأخرى التي يمكن أن تؤثر على عمر ألواح الخلايا الشمسية، فإذا كانت الألواح مثبتة في منطقة معتدلة، فمن المرجح أن تستمر تعمل بكفاءة لفترة أطول مما هي عليه عند خط عرض أعلى، حيث يمكن أن يسبب التمدد والانكماش الموسمي الإجهاد وإدخال بعض الشروخ الدقيقة التي تؤثر على كفاءة الخلايا الفوتوفولطية (الشمسية).
كما أن الألواح التي تُوضع في المناطق الثلجية قد تتأثر أيضًا مما يخصم من عمرها سنوات أخرى، لأن الثلوج يمكن أن تحني الإطار الذي يحيط بالألواح، وتعرض المكونات الداخلية للوحة للرطوبة والجليد، وفي بعض الحالات، يؤدي لإزالة الألواح تمامًا من الإطار المعدني المحيط بها، كما يمكن للثلوج أن تخفف أو تحني الحامل الذي يحمل الألواح، مما يزيد من احتمال تلفها.
ما هي الألواح الشمسية
الخلية الشمسية أو الضوئية أو الكهروضوئية وكان يطلق عليها في الأيام الأولى لصناعتها بطارية شمسية ولكن أصبح ذلك يحمل معنى مختلف تماماً الآن، .جهاز يحوِّل الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية مستغلاً التأثير الضوئي الجهدي،
وتتكون من طبقة سيليكون يضاف لها بعض الشوائب لتعطيها بعض الخواص الكهربائية، فالطبقة العليا المقابلة للشمس يضاف إليها عنصر الفسفور، لتعطيه خاصية ضخ إلكترونات عند ارتطام الضويئات بها وتسمى هذه الطبقة بالطبقة N بينما يضاف عنصر البورون للطبقة السفلى ويعطيه خاصية امتصاص الإلكترونات وتسمى هذه الطبقة P،
فعند ارتطام ضويئات الشعاع الشمسي بالطبقة العلوية تمنح الإلكترونات طاقة تعتمد على شدة الإشعاع الشمسي، وعند وجود موصل كهربائي بين الطبقتين تنتقل الإلكترونات من الطبقة العليا إلى الطبقة السفلى وهكذا يتكون تيار وجهد كهربائيان،
وتعتبر الخلايا الشمسية مصدر هام لتزويد المركبات الفضائية والأقمار الصناعية بما تحتاجه من طاقة كهربائية، وتعتبر من البدائل المساعدة لمصادر الطاقة التقليدية من البترول والفحم والغاز ومشتقاته المحدودة في الطبيعة والقابلة للنضوب بسبب الاستنزاف الهائل لها،
فالخلايا الشمسية تحول طاقة الأشعة الشمسية مباشرة إلى كهرباء وتتميز بإنتاج كهرباء دون أن تؤدي لتلوث البيئة، وعمرها الافتراضي يصل إلى 30 سنة، إن ارتفاع كلفة انتاجها هو العائق الرئيس لاستخدامها.
كيفية عمل الألواح الشمسية
تستخدم التجمعات من الخلايا الشمسية (وحدات الطاقة الشمسية) لالتقاط الطاقة من ضوء الشمس لتحويله إلى كهرباء، عندما يتم تجميع وحدات متعددة معاً (حيث تكون أولوية التركيب بنظام تعقب قطبي محمول) يتم تركيب هذه الخلايا الضوئية كوحدة واحدة يتم توجيهها على سطح واحد وتسمى بلوح الطاقة الشمسية (solar panel.).
إن الطاقة الكهربائية الناتجة من الوحدات الضوئية (Solar power). وتعتبر مثالاً على استخدام الطاقة الشمسية (solar energy).. إن الخلايا الكهروضوئية هو مجال التكنولوجيا والبحوث المتعلقة بالتطبيق العملي في إنتاج الكهرباء من الضوء،
لكن وعلى الرغم من ذلك غالباً ما يستعمل على وجه التحديد بالإشارة إلى توليد الكهرباء من ضوء الشمس. توصف الخلايا بالخلايا الضوئية وإن لم يكن مصدر الضوء هو الشمس ومثال ذلك (ضوء المصباح، الضوء الاصطناعي، وغيرها..).
وتستخدم الخلايا الكهروضوئية للكشف عن ضوء أو غيره من الإشعاع الكهرومغناطيسي بالقرب من مجموعة ضوئية مرئية، كالكشف عن الأشعة تحت الحمراء، أو قياس شدة الضوء.
المصدر : مصراوي + مواقع منوعة
