الواح الطاقة الشمسية هي الجزء الأساسي في الخلية الشمسية التي تولد طاقة الكهرباء من أشعة الشمس وعن طريقها يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية بصورة مباشرة بالاعتماد على تأثير الجهد الضوئي،
وتم الاعتماد على ألواح الطاقة الشمسية للاستخدام قبل عشرات السنين واستخدمت في الأقمار الاصطناعية، وتصنع أغلب أنواع الألواح من السليكون وسنستوضح من خلال هذا الموضوع أهم المعلومات والأسئلة المثارة بشأن الألواح الشمسية ومكوناتها لتكون تلك السطور دليلك الشامل المبسط عن الواح الطاقة الشمسية.
الواح الطاقة الشمسية
لنتحدث أولا عن الطاقة الشمسية كمصدر من المصادر المتجددة للطاقة والتي نستخرج منها الكهرباء وأصبحت من المصادر الرئيسية للكهرباء في عدد من البلدان لما لها من مزايا جمة أولها أنها آمنة على البيئة ولا تحدث ملوثات أثناء توليد الطاقة من خلالها كذلك لا تتسبب في مشكلات تقترن باستخراج الكهرباء مكن خلالها؟،ظ وأيضا تمتاز لكلفتها البسيطة بالنظر لمصادر استخراج الكهرباء الأخرى، وقد طوع الإنسان عبر المراحل الزمنية طرق توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية حتى وصلنا إلى الألواح الشمسية بشكلها الحالي والتي توجد منها عدة أشكال وأنواع وقد وسنعرفها بشكل تفصيلي في السطور المقبلة.
ما هي الالواح الشمسية
- الألواح الشمسية هي بالأساس عدد من الخلايا الشمسية المترابطة إما بالتوالي أو بالتوازي في حيز واحد.
- تعمل تلك الخلايا عن طريق تأثير الجهد الضوئي فتحول الأشعة الساقطة إلى طاقة كهربية.
- العنصر الرئيسي في تكوين الألواح الشمسية هو السليكون المضاف إليه بعض العناصر الأخرى لإكسابه الخصائص الكهربية.
- الطبقة الخارجية للألواح مشبعة بالفسفور لإكسابها ميزة ضخ الكهرباء عندما تصطدم بها الأشعة الضوئية.
- عنصر البورون هو المكون الأساسي للطبقة الواقعة بالأسفل من الألواح والتي تساعد في امتصاص الطاقة الكهربية المولدة.
- في حالة اصطفاف عدد من الألواح مكونين مجموعة أكبر يطلق عليها مصفوفة الألواح الشمسية “PV”.
- التعريف الحرفي لPV مختصر كلمة photo voltaic والتي ترمز للطاقة الكهروضوئية العنصر الأساسي لتوليد الكهرباء من الشمس.
طريقة استخلاص الكهرباء من الطاقة الشمسية
يتم استخراج الكهرباء عن طريق الألواح بعد اصطدام الأشعة الساقطة بالطبقة الخارجية من الألواح فإنها تمنح الجزيئات طاقة معتمدة في قوتها على مدى قوة وشدة الأشعة الساقطة على الألواح ومن خلال الوصلات الكهربية بين الطبقة الخراجية والطبقة الداخلية للألواح تنتقل بينهما الكهرباء مكونة التيار والجهد الكهربي، والخلايا الشمسية أو الألواح من اهم مصادر تزويد المركبات الفضائية وكذلك الأقمار الصناعية بالطاقة وأصبحت واحدة من أهم المصادر البديلة للكهرباء عن المصادر التقليدية كالبترول والفحم وغيرها من المصادر الغير متجددة والتي ستنتهي يوما ما مع استمرار استنزافها، كما أن الواح الطاقة الشمسية تمتاز بأمانها التام وتوليد الكهرباء من خلالها دون التسبب في أي تأثير سلبي على البيئة.
ملحوظات هامة لتحسين عمل الخلايا الشمسية
السليكون وهو العنصر الرئيسي في تكوين الألواح الشمسية عنصر لامع وحتى لا تتسرب الفوتونات وتنعكس بعيدا يجب وضع طلاء من مادة تقاوم انعكاس الضوء، كما يجب وضع عازل زجاجي على الألواح الشمسية لحماية السليكون من المؤثرات الجوية وللحفاظ عليه.
أنواع الواح الطاقة الشمسية
النوع الأول- mono cristallin أو الألواح الأحادية
- اللوح الأحادي من أنواع الواح الطاقة الشمسية والذي يمتاز بنقاء نوعية كريستالات السليكون المكونة له.
- تم تكوين اللوح الأحادي من شرائح منفصلة من السليكون والتي قد تم تقطيعها بشكل مستطيل.
- الحواف الخارجية للشرائح المكونة للوح الأحادي منفصلة وغير متصلة.
- الألواح الشمسية الأحادية هي الأغلى كلفة بين أنواع الخلايا الأخرى ويرجع ذلك لقدرتها الكبيرة وكفاءتها العالية.
- عدد قليل من الألواح الأحادية لتوليد الكهرباء من الشمس كافي لتوليد نفس الكمية من عدد اكبر من أنواع الألواح الأخرى.
- تستطيع الألواح الأحادية أن تعمل على الأشعة الضعيفة وتمتاز أيضا بطول عمرها.
النوع الثاني- poly cristallin الالواح متعددة الكريستالات
- من مسماه فإن هذا النوع من الألواح الشمسية متعدد الكريستالات.
- يختلف شكلا مع النوع الأحادي حيث أن اللوح متعدد الكريستالات مكون من مربعات مصفوفة.
- كفاءة وقدرة اللوح متعدد الكريستالات متوسطة.
- لتوليد طاقة كهربية بنسب أكبر يجب الاعتماد على عدد كبير من الألواح متعددة الكريستالات.
- تكلفة استخراج الكهرباء من الألواح متعددة الكريستالات اقل من الألواح الأحادية بطبيعة الحال.
- تمتاز أيضا تلك الألواح المتعددة الكريستالات بالعمر الطويل.
النوع الثالث- الالواح الشمسية thin film
- الألواح الشمسية thin film مرنة اكثر من الأنواع الأخرى وتركيبها سهل غير معقد.
- تكلفة هذا النوع من الألواح الشمسية بسيطة وأرخص من الأنواع الأخرى المذكورة.
- أكثر ما يتميز به هذا النوع من ألواح الطاقة الشمسية مقاومته للعوامل المناخية.
- كفاءة اللوح الشمسي thin film ضعيفة وحتى تتم تغطية مساحة كبيرة يجب الاعتماد على عدد كبير جدا من الألواح.
محطات الطاقة الشمسية
تنقسم محطات الطاقة الشمسية إلى عدة أنواع نذكر منها :
محطة الطاقة الشمسية المستقلة
- تحقق محطات الطاقة المستقلة عوائد اقتصادية كبيرة تصل إلى 17% ناتجة عن الاستثمار في تلك المحطات.
- المحطات المستقلة منفصلة عن شبكات التغذية الوطنية الخاصة بالكهرباء.
- هذه المحطات مستقلة لا تبيع الكهرباء الناتجة منها إلى الشركات الموزعة للطاقة فهي من مصادر الطاقة الاحتياطية.
- في حالة الاعتماد على المحطات المستقلة لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية ستقوم بتوفير مالا يقل عن 25% من تكلفة فاتورة الكهرباء.
محطات الكهرباء الهجينة
- المحطات الهجينة التوليد الكهرباء مرتبطة بالشبكة القومية لتوزيع الطاقة.
- تمتاز المحطات الهجينة بقدرتها على توليد الكهرباء أثناء انقطاع التيار من الشبكة القومية.
- هذه المحطات توفر مصدر بديل للكهرباء من خلال خلاياها بشكل مباشر في حالة حدوث انقطاع في التيار الكهربائي فهي توفر كمية بديلة من الكهرباء.
- أيضا من مميزات هذه المحطات تعدد سعتها التخزينية والتي يتم تحديدها وفقا للحاجة.
أهم مزايا محطات الطاقة الشمسية
- ذكرنا مرارا ونؤكد أن الطاقة الشمسية مصدر نظيف وآمن لاستخراج الكهرباء.
- تكلفة المحطات الشمسية لتوليد الكهرباء متوسطة ومناسبة لتركيبها من قبل الأشخاص المنتمين للطبقات المتوسطة.
- هي مصدر للطاقة موازي للمصادر القومية وبذلك يمكن عن طريقها توفير استهلاك الكهرباء وتوفير قيمة الفواتير.
- أعمال الصيانة الخاصة بالألواح الشمسية بسيطة وغير مكلفة.
- تمتاز الألواح والمحطات الشمسية بسهولة تركيبها وتشغيلها.
- لا تعتمد تلك المحطات على الوقود وهو أيضا ما ساهم في تقليل تكاليفها.
- المحطات الشمسية لتوليد الكهرباء ثابتة ومتنقلة.
اسعار الواح الطاقة الشمسية
أما عن أسعار الواح الطاقة الشمسية فهي متفاوتة بحسب نوع الألواح وقدرتها على العمل ولكن لوحظ مؤخرا حدوث انخفاض عام في أسعار الألواح الشمسية المولدة للطاقة الشمسية فترواح سعرها بين 0.5 دولار – 1 دولار أمريكي لكل وات مولد.
الواح طاقة شمية مصدر آمن للطاقة
بذلك نكون قد تعرفنا بشكل تفصيلي مبسط على أهم المعلومات الخاصة بالألواح الشمسية ومزاياها وأنواعها وكيفية تشغيلها ومكوناتها ما يفرق بين كل نوع والأخر وأيضا تعرفنا إلى المحطات الشمسية لتوليد الكهرباء ومن خلال هذا الموضوع نكون قد استوضحنا مدى أهمية الطاقة الشمسية كمصدر بديل آمن ودائم لتوليد الطاقة الكهربائية وان هناك العديد من البلدان التي قد اتخذتها كمصدر من المصادر الرئيسية المعتمدة لاستخراج الطاقة الكهربائية بل ان الأشخاص العاديون أصبحوا يعتمدون عليها كذلك كمصدر للكهرباء نظرا لسهولة تركيبها وتشغيلها وتكلفتها البسيطة.
مقالات مميزة:
