طريقة الحصول على الكهرباء من الطاقة الشمسية بواسطة الخلايا

كتب - محمد صلاح:
تعتمد طريقة الحصول على الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية، على استعمال مادة شبه موصلة مثل ألواح من السيليكون، والتي توصل مع بعضها على التوالي أو على التوازي، حيث تسبب أشعة الشمس الساقطة عليها سريان الإلكترونات في شريحة السيليكون، مما يؤدي لسريان التيار، وفي بعض الحالات يتم استعمال بطاريات لتخزين الفائض من الكهرباء لاستعماله ليلاً.
ويستعرض "مصراوي" المعلومات والتفاصيل فيما يتعلق بالألواح الشمسية والتي جاءت كالتالي:
1- الألواح الشمسية هي المكون الرئيسي في الأنظمة الشمسية التي تقوم بتوليد الكهرباء.
2-تصنع الخلايا من مواد شبه موصلة مثل السيليكون تمتص الضوء من الشمس.
3- السيليكون بطبيعته لامع جدًا، فمن أجل الأستفادة من الفوتونات و منعها من الانعكاس بعيدا عن الخلية، يتم تطبيق طلاء مضادة للانعكاس للخلايا.
4- يتم وضع غطاء زجاجي أعلى اللوح الشمسي لحماية مادة السيليكون من العوامل الخارجية و الخدش.
5- يتكون اللوح من مجموعة من الخلايا PV cells المتصلة مع بعضها في إطار واحد وموصلة بينها.
6- الخلايا مقاسها القياسي 15.6 * 15.6 سم.
7- الألواح الـ 255-285 وات يحتوي على 60 خلية (6 * 10) ومقاسها 99 * 164 سم.
8-الألواح الـ315-335 وات تحتوي علي 72 خلية (6 *12) ومقاسها 99 * 196 سم.
أنواع الألواح الشمسية:-
متوفر في الأسواق 3 أنواع رئيسية وهي:-
1- Monocrystalline Silicon: الألواح الأحادية مظهرها متناسق الذي يدل علي نقاء كريستالات السيليكون.
الخلايا المكونة للألواح الأحادية عبارة عن سبائك سيليكون تم تقطيعها الي شرائح ، حيث تستطيع رؤية أحرف الخلايا وهى ليست متلاصقة وهذا ما يعطي الألواح الأحادية مظهرها المميز.
هذه الألواح أغلى الأنواع التى تعطي كفاءة تصل إلى 22.5% في المعمل، ولكن فعليا الخلايا المنتشرة تجاريا في 2017 كفاءتها لا تزيد عن 17.5%، حيث يصل عمرها الإفتراضي 25 عاماً أو أكثر.
2-الخلايا متعددة الكريستالات Polycrystalline Silicon
الفرق بينها وبين الأحادية واضح جدًا، حيث تكون فيها الخلايا عبارة عن مربعات متراصة كما تتميز بانخفاض ثمنها مقارنة بالخلايا الأحادية.
وتبلغ كفائتها 16.9% بينما يصل عمرها الإفتراضي لـ25 عامًا أو أكثر، علمًا بأن عيبها الوحيد هو أن مظهرها ليس جماليا، كما في حالة المظهر الأزرق الانسيابي الجميل للألواح الشمسية الأحادية.

3- Thin Film:
هذا النوع من الألواح الشمسية رقيق وإنسيابي ويأخذ شكل السطح الذي يتم تثبيته عليه، ومعظم التطويرات والأبحاث التي تجري حاليًا تقوم على التطوير في هذه النوع بالتحديد نظرًا لأن له إنسيابية ووزنة وسمكه قليل صالح للعديد من التطبيقات مثل أسطح المراكب وسيارات النقل.
ومن عيوبها أنها أقل الأنواع كفاءة فكفائتها قد لا تزيد عن 12% وعمرها الإفتراضي أقل من نظيرتها الأحادية والمتعددة و يصل إلى 15 عامًا فقط إلا أنه يعتبر أغلي الأنواع ثمنًا إذا تم حساب عمرها الإفتراضي القصير في معادلة الثمن.