يتزايد الطلب على الطاقة المتجددة نتيجةً للمخاوف البيئية المتزايدة والحاجة إلى خيارات طاقة مستدامة. وقد أصبحت تقنية الألواح الشمسية خيارًا شائعًا لتسخير الطاقة الشمسية الوفيرة لتوليد الكهرباء. ومع استمرار الاستثمار العالمي في الطاقة الشمسية، تزداد أهمية البحث عن تقنية الألواح الشمسية الأكثر كفاءة. في هذه المقالة، سنستكشف أنواع تقنية الألواح الشمسية المختلفة وأكثر الخيارات كفاءةً المتاحة حاليًا.
تشمل تقنية الألواح الشمسية مجموعة متنوعة من المواد والتصاميم، ولكن أكثر أنواعها شيوعًا هي الألواح الشمسية أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، والألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. لكل نوع مزاياه وعيوبه، وقد تختلف كفاءة الألواح بناءً على عوامل مثل التكلفة، ومتطلبات التركيب، والأداء في ظل ظروف بيئية مختلفة.
الألواح الشمسية أحادية البلوريةتُصنع الألواح الشمسية متعددة البلورات من بنية بلورية واحدة مستمرة، مما يمنحها مظهرًا موحدًا وكفاءة عالية. تشتهر هذه الألواح بمظهرها الأسود الأنيق وقدرتها العالية. أما الألواح الشمسية متعددة البلورات، فتُصنع من بلورات سيليكون متعددة، مما يجعلها أقل تناسقًا في المظهر وأقل كفاءةً بقليل من الألواح أحادية البلورة. تُصنع الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة عن طريق ترسيب طبقات رقيقة من المواد الكهروضوئية على ركيزة، ورغم أنها أقل كفاءة من الألواح البلورية، إلا أنها أكثر مرونةً وأخف وزنًا، مما يجعلها مناسبةً لتطبيقات معينة.
لطالما اعتُبرت الألواح الشمسية أحادية البلورة الخيار الأكثر كفاءة. تتميز هذه الألواح بكفاءة أعلى، كما أنها قادرة على تحويل كمية أكبر من ضوء الشمس إلى كهرباء مقارنةً بالألواح متعددة البلورات أو ذات الأغشية الرقيقة. هذا يعني أن لوحًا أحادي البلورة بمساحة أصغر يتطلب توليد نفس كمية الكهرباء التي تنتجها الألواح متعددة البلورات أو ذات الأغشية الرقيقة ذات المساحة الأكبر. ونتيجةً لذلك، غالبًا ما تُفضل ألواح السيليكون أحادية البلورة في التركيبات السكنية والتجارية ذات المساحات المحدودة.
مع ذلك، يشهد قطاع الطاقة الشمسية تطورًا مستمرًا، وتظهر تقنيات جديدة تتحدى الهيمنة التقليدية للألواح أحادية البلورة. ومن هذه التقنيات تطوير خلايا PERC الشمسية (الباعث الخامل والخلية الخلفية)، التي تهدف إلى زيادة كفاءة الألواح الشمسية أحادية البلورة ومتعددة البلورات. بإضافة طبقة خاملة إلى السطح الخلفي للخلية الشمسية، تقلل تقنية PERC من إعادة تجميع الإلكترونات وتزيد من كفاءة الخلية. وقد مكّن هذا التطور الألواح أحادية البلورة ومتعددة البلورات من أن تصبح أكثر كفاءة بشكل ملحوظ، مما يجعلها أكثر تنافسية مع الألواح ذات الأغشية الرقيقة.
من التطورات الواعدة الأخرى في تكنولوجيا الألواح الشمسية استخدام الألواح الشمسية ثنائية الوجه، التي تلتقط ضوء الشمس على سطحيها الأمامي والخلفي. تستخدم الألواح ثنائية الوجه ضوء الشمس المنعكس من الأرض أو الأسطح المجاورة لتوليد كهرباء إضافية، مقارنةً بالألواح التقليدية أحادية الوجه. تتمتع هذه التقنية بإمكانية تحسين كفاءة الألواح الشمسية بشكل أكبر، خاصةً في البيئات ذات البياض العالي أو الأسطح العاكسة.
بالإضافة إلى هذه التطورات، يستكشف الباحثون مواد وتصاميم جديدة للألواح الشمسية، مثل خلايا البيروفسكايت الشمسية والخلايا الشمسية متعددة الوصلات، التي لديها القدرة على تجاوز كفاءة الألواح الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون. وتُظهر خلايا البيروفسكايت الشمسية، على وجه الخصوص، إمكانات واعدة في المختبرات، حيث حققت بعض النماذج الأولية كفاءات تزيد عن 25%. وبينما لا يزال تسويق هذه التقنيات في مرحلة البحث والتطوير، إلا أنها قادرة على إحداث ثورة في صناعة الطاقة الشمسية وجعلها أكثر تنافسية من مصادر الطاقة التقليدية.
باختصار، لا يزال البحث عن أكثر تقنيات الألواح الشمسية كفاءةً مستمرًا، مع التطورات في تقنية PERC، والألواح ثنائية الوجه، والمواد الناشئة التي تُتيح فرصًا جديدة لتحسين كفاءة الألواح الشمسية. في حين تُعتبر ألواح السيليكون أحادية البلورة منذ فترة طويلة الخيار الأكثر كفاءة، إلا أن الابتكارات السريعة في صناعة الطاقة الشمسية تُغير المعايير التقليدية وتفتح آفاقًا جديدة. ومع استمرار تحول العالم نحو الطاقة المتجددة، ستلعب التطورات في تقنية الألواح الشمسية دورًا رئيسيًا في تعزيز اعتماد الطاقة الشمسية وتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري.
إذا كنت مهتمًا بالألواح الشمسية أحادية البلورة، فمرحباً بك في الاتصال بشركة الطاقة الشمسية الصينية Radiance Radianceاحصل على عرض أسعار.
وقت النشر: ٢٧ ديسمبر ٢٠٢٣