لقد أصبحت الطاقة الشمسية مصدر الطاقة الأرخص عالمياً ، كما أنها تزودنا بالطاقة الخضراء الصديقة للبيئة مما جعل الكثيرون يتسألون كيف للأنظمة الكهروضوئية أن تصبح فعالّة وغير مكلفة.


الجواب على تساؤل كهذا يتطلب منا أن نفهم كيفية عمل ألواح الطاقة الشمسية وكيفية تصنيعها وما هي أجزاؤها.


معظم ألواح الطاقة الشمسية التجارية حالياً تندرج تحت ثلاثة أصناف إما أحادية البلورة أو متعددة البلورات أو لا بلورية على شكل شريط رقيق من السليكون.

وفي هذا المقال سوف نشرح الطرق المختلفة لتصنيع ألواح الطاقة الشمسية والأجزاء الداخلة بتركيب اللوح الشمسي.

كيف تصنَّع ألواح الطاقة الشمسية؟

المكوّن الأساسي لألواح الطاقة الشمسية هو الخلايا السيليكونية فالسيليكون هو عنصر كيميائي رقمه 14 في الجدول الدوري وهو عنصر لا معدني لكن يمتلك خاصية ناقلية تمكنه من تحويل شعاع الشمس إلى كهرباء، عندما يتفاعل الضوء مع الخلية السيليكونية ينتج الكترونات حُرَّة حيث تبدأ بالتدفق كسيل من الشحنات وتعرف هذه الظاهرة بتأثير الخلية الشمسية.

إن هذه الخلايا لا تتمكن بمفردها من تزويد منزلك بالكهرباء فهي تُقرن بغلافٍ معدني وأسلاك تؤمن مسار لالكترونات الخلايا الشمسية للحصول على طاقة مفيدة ، فالألواح الشمسية ذات الخلايا السيليكونية أحادية البلورة تنتج من كتلة سيليكون كبيرة وتتضمن عملية التصنيع تقطيع هذه الكتلة السليكونية لشرائح منفردة توضع في النهاية ضمن الألواح وتعتبر أكثر كفاءة من الشكلين الآخرين للخلايا.

الخلايا أحادية البلورة

إن صناعة الخلايا الأحادية البلورة تتطلب جهود كثيفة من اليد العاملة مما يجعلها أكثر تكلفة إنتاجية حيث تمتلك لون أسود مميز يضفي عليها طابع جمالي وغالباً ما تصنَّف على أنها أجود أنواع الألواح الكهروضوئية.

الخلايا متعددة البلورات

فهي مكونة من خلايا سيليكونية أيضاً لكن بدلاً من أن تقطَّع لشرائح كبيرة منفردة، يتم إذابة عدة بلورات معاً أي أن عدة جزيئات سليكونية تدمج مع بعضها ومن ثم تُصهر مجدداً داخل اللوح نفسه وهي أقل كفاءة من الخلايا أحادية البلورة لكنها أقل تكلفة منها ويمتلك هذا النوع من الألواح تموج أزرق يضفي جمالية مختلفة على ألواح الطاقة الشمسية.

الخلايا اللابلوريّة

وأخيراً الأشرطة الرقيقة المرنة amorphous  وهي تشكيلة لابلورية، تتوضع على ركيزة كأي لوح زجاجي أو بلاستيكي أو معدني، فتسميتها تدل عليها حقاً فهي رقيقة قابلة للثني، لا تشبه الألواح التقليدية. وبالرغم من أنها الحل المثالي للتطبيقات المختلفة نظراً لسهولة الحركة التي توفّرها إلا أنها لا تمتلك الكفاءة التي تمتلكها الألواح التقليدية.

ما هي أجزاء ألواح الطاقة الشمسية؟

إن المعادن الداخلة في صناعة الخلايا ما هي إلا جزء من عدة أجزاء تدخل في تركيب اللوح الشمسي
فصناعة اللوح الشمسي تتطلب غالباً ستة مكونات مختلفة معاً.


فإذا كنت ممن يمتلكون فضول حول الألواح الشمسية إليك قائمة بأشهر مكونات الألواح الشمسية:

  • خلايا سيليكونية.
  • إطار معدني ألمينيوم غالباً.
  • غطاء زجاجي رقيق.
  • أسلاك مناسبة.
  • صفيحة تجميع للتيار.
  • طبقة واقية من الزجاج.

فبالإضافة للخلايا الشمسية، فإن ألواح الطاقة الشمسية القياسية تتضمن غلافاً زجاجياً يغطيها ليؤمن لها الحماية والمتانة .

ويوجد تحته مباشرةً غلاف للعزل وطبقة خلفية واقية للحد من تبديد الحرارة وانتشار الرطوبة داخل اللوح وهي تلعب دوراً مهماً جداً لأن ارتفاع درجة الحرارة.

سيؤدي ذلك إلى تخفيض كفاءة الخلية وبالنتيجة انخفاض إنتاجية ألواح الطاقة الشمسية لذلك على المصنِّعين أن يضمنوا أفضل التقاط للضوء دون الزيادة في التسخين بزيادة مساحة الخلية.

ولكل من يرغب بتركيب نظام شمسي كهروضوئي في منزله بنفسه، عليه أن يضع بالحسبان عدة عوامل مهمة

كالكفالة وعمر الإنتاج الفعلي للنظام والكفاءة والتكلفة الإجمالية للمشروع.

المصدر: انقر هنا

إعداد : المهندسة ديالا الأحمدية
تدقيق : المهندس شفيق السالم
تحرير : المهندس بشار الحجي