ماهي الألواح الشمسية

تعد الالواح الشمسية أحد أهم مكونات النظام الشمسي حيث تقوم بتحويل الأشعة الساقطة عليها الى طاقة كهربائية يمكن الاستفادة منها، وكانت هذه الالواح الشمسية وما زالت محط اهتمام الباحثين حيث إنها تعد مصدر للطاقة المتجددة، إذ إنها تحتاج فقط إلى ضوء الشمس المجاني لإنتاج التيار الكهربائي. فما هي هذه الالواح الشمسية ؟ وما هو مبدأ عملها؟

الخلية الكهروضوئية (Cell Photovoltaic)

إن الالواح الشمسية  مكونة من لوح داكن اللون يعمل على امتصاص الفوتونات الساقطة عليه من أشعة الشمس إلى أن يقوم مباشرة بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية والتي تعتمد في مبدأ عملها على مواد تصنف على أنها أشباه الموصلات مثل السليكون والجيرمانيوم وغيرها، كما وأنها تنتج الطاقة الكهربائية من مصدر نظيف وصديق للبيئة.

آلية تصنيع الالواح الشمسية  :

ويتم تصنيع الالواح الشمسية  في الأساس من مادة السيلكون،  وتبدأ عملية تصنيع الالواح الشمسية  بالسيلكون الشديد النقاوة،  وبعد ذلك ُيسخن هذا السيلكون إلى درجة الانصهار، ويضاف عنصر البورون إليه لتكوين شبه الموصل الموجب والذي يحمل الشحنة الموجبة، ويتم بعد ذلك تشكيلها بصورة كتل باستخدام الصب أو الطرق ثم  تقطع  هذه الكتل إلى شرائح رقيقة، ومن ثم تنظف ويتم وضع هذه الالواح الشمسية  في أفران نشر للفسفور، حيث تنثر مادة الفسفور على أحد أسطح الرقائق لتكوين طبقة من أشباه الموصلات السالبة .

ويتم رش هذه الرقاقات بطبقات عديدة من المواد الكيميائية لتقليل انعكاسية أشعة الشمس على الالواح الشمسية ، كما تقوم بعض الشركات المصنعة قبل ذلك بجعل سطح الرقاقة أكثر خشونة من أجل تقليل الانعكاس وزيادة المساحة التي تسقط عليها الاشعة وتطبع  موصلات كهربائية “أسالك” على الجزء السالب العلوي من الرقاقة و يدهن ظهر الرقاقة بمادة الألمنيوم لزيادة متانة الألواح الشمسية  ثم  تختبر الرقاقات، وتجمع بصورة ألواح شمسية، و توضع طبقات زجاجية خاصة لحماية الرقاقات و لتقليل نسبة الانعكاس.

آلية عمل الالواح الشمسية  :

تتكون الالواح الشمسية  من أشباه موصلات، حيث إنه وعند سقوط ضوء الشمس تتحرر إلكتروناتها وتتجه نحو الموصل الكهربائي في الجانب الآخر من الالواح الشمسية أي أن الالواح الشمسية عندما تتعرض إلى أشعة الشمس، تعمل الفوتونات الضوئية على تحميل طاقتها إلى الإلكترونات في القطب السالب للسيليكون مما يؤدي إلى تأينها أي تحررها عن طريق كسر الرابط الذري للمادة ، حيث تتحرك الإلكترونات بين الأقطاب محدثة تيار كهربائياً مستمرا ، وبالتالي يسير التيار  الكهربائي في الالواح الشمسية  ليصل إلى الحمل الكهربائي الذي قد يكون مصباحاً كهربائياً ليعمل على تشغيله بجهد مستمر ثم يستغل هذا التيار في مجالات عديدة .

أنواع الالواح الشمسية 

اللوح الشمسي أحادي التبلور :

الالواح الشمسية  أحادية يمكن تميزها بمظهرها المتناسق الذي يدل على نقاء الكريستالات السليكون و لونها الداكن مائل إلى الأزرق الغامق.و الالواح الشمسية  الاحادية عبارة عن سبائك سيليكون تم تقطيعها  إلى شرائح وتستطيع أن ترى أن أحرف الالواح الشمسية  ليست متلاصقة ذلك ما يعطي الالواح الشمسية الاحادية مظهرها المميز وهذه الالواح الشمسية   هي أغلى الأنواع ثمناً حيث إنها مصنوعة من كريستال السليكون النقية، كما أنها تعطي أعلى كفاءة 15- 19 % والتي تصل إلى 25% و هذه الكفاءة العالية تقلل المساحة المطلوبة لتنفيذ المشاريع. إلا أن كفاءتها تتأثر بدرجات الحرارة أكثر من الالواح الشمسية  عديدة التبلور و عمرها الافتراضي كبير وتأتي بضمان 25 عاماً أو أكثر. 

اللوح الشمسي عديد التبلور :

الالواح الشمسية متعددة الكريستالات و الفرق بينها وبين الالواح الشمسية الاحادية واضح جدا من حيث الشكل، حيث تكون فيها الالواح الشمسية  مربعات متراصة ، كما تتميز بانخفاض  ثمنها بشكل طفيف مقارنة بالالواح الشمسية الاحادية، وكفاءتها أقل من الالواح الشمسية  الأحادية حيث تتراوح ما بين (5.17-13 .%)ولكن تأثرها بدرجة الحرارة يكون أقل من الاحادية،و عمرها الافتراضي كبير أيضا وتأتي بضمان 25 سنة أو أكثر.

الواح شمسية من نوع الشريط الرفيع عديمة التبلور:

هذا النوع من الألواح الشمسية رقيق وانسيابي ويأخذ شكل السطح الذي يتم تثبيته عليه، من أهم ميزاتها أنها خفيفة الوزن ومرنة، حيث يمكن ثنيها بسهولة وبالتالي يمكن تشكيلها بأشكال مختلفة، كما أن الحرارة والظل يؤثر عليها بدرجة التأثير نفسها على سابقاتها من الألواح الشمسية ، أي أنها تعمل عند درجات حرارة أعلى بالكفاءة نفسها، و عادة ما  تتكون من شريط واحد صلب لكل لوح شمسي . ومن سيئاتها أنها تعد أقل كفاءة من الأنواع الاخرى من الألواح الشمسية ، و بالتالي أقل ثمنا وكفاءتها قد لا تزيد عن 10% ومع التطور العلمي فإن هذه الكفاءة ستجاري كفاءة الألواح الشمسية التقليدية في المستقبل القريب، و عمرها الافتراضي أقل من نظيرتها الأحادية والمتعددة. 

الالواح الشمسية وتركيبها:

 من المعروف أن الخلية الشمسية تنتج على طرفيها فرقا في الجهد مقداره( 0.5-0.6) فولت كحد أقصى في حال تعرضها لضوء الشمس المناسب، ومن المؤكد أن تنفيذ تطبيقات على أرض الواقع يتطلب الحصول على قيمة أكبر من الجهد لكي يكون نظامنا قابلا للاستخدام،يكمن الحل في توصيل عدد كاف من الخلايا الشمية  معا، حيث يصبح الجهد الكلي الناتج ً مناسبا لتشغيل الحمل المستمر المطلوب. وان تجميع هذه الخلايا معا يشكل لوحاً فولتضوئيا يسمى Panel و يعطي جهدا مستمرا ً كافيا، وقد يكون  مناسبا لتشغيل بعض الأحمال الكهربائية المختلفة التي تعمل بجهود مستمرة DC .

تتكون الالواح الشمسية من طبقات عديدة، أهمها سلسلة الخلايا التي تم توصيلها حسب القدرة المطلوبة من اللوح وعادة ما تكون 60 أو 72 خلية، ً علما بأن أطرافها النهائية يتم تجميعها في لوحة شمسية تجميع خاصة بكل لوح شمسي ،وفي الغالب تثبت  داخل هيكل من الألومنيوم ومن الجهة الأمامية تغطى  بالزجاج لحماية الالواح الشمسية  ميكانيكياً مع سماحية عالية جدا للضوء، ومن الوجه الخلفي في الغالب هناك طبقة لحماية الالواح الشمسية  من الأسفل، إما أن تكون من الزجاج أو الورق ،ويجب أن تحمل الطبقة الخلفية اللون الفاتح حتى لا تمتص وتحفظ الحرارة التي هي بدورها عدو لكفاءة اللوح الشمسي.

يتم تجميع عدد من الخاليا الشمسية Cell  لتكوًن مجمعاً واحدا يسمى لوح شمسي وفي المقابل فإن مجموعة الالواح الشمسية  التي يتم توصيلها على التوالي تسمى سلسلة إضافة إلى أن مجموعة الالواح الشمسية الموصولة توالي وتوازي تجتمع معا لتكون  مصفوفة شمسية.

تمتلك أطلس للمساندة والخدمات خبرات عملية متميزة في خدمات الفحص والتجهيز والاختبارللالواح الشمسية بدءاً من مرحلة التصنيع الالواح الشمسية وانتهاءً بالتركيب والصيانة من خلال فريق مهندسين وفنيين من ذوي الخبرة العالية باستخدام أحدث معدات الفحص والاختبارات المتنوعة وبالإضافة إلى ذلك تمنح أطلس شهادات الجودة والسلامة للالواح الشمسية المختلفة وشهادات الاعتماد الدولي الخاصة للالواح الشمسية  مثل ISO /IEC 

نسعد بخدمتكم ويسرنا تواصلكم لطلب خدماتنا أو لأي استفسارات مراسلتنا على البريد الإلكتروني (info@atls.com.as) أو الاتصال بنا مباشر (00966112080550)