ما هي مكونات ألواح الطاقة الشمسية؟

مكونات ألواح الطاقة الشمسية موضوع يكثر البحث عنه في الآونة الأخيرة ولا سيما بعد ارتفاع أسعار الطاقة الكهربائية في شتى بلاد العالم ودعوات الاتجاه إلى توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية، حيث تعد الطاقة الشمسية كما نعلم جميعًا مصدرًا من مصادر الطاقة المتجددة التي تحافظ على البيئة وتوفر للمستهلك نسبة كبيرة من فواتير الكهرباء الغالية.

ولعل أول الدول التي اتجهت إلى استخدام الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء في الشرق الأوسط هي المملكة العربية السعودية في إطار توجهها إلة اتطوير الشامل في شتى جوانب الحياة في المملكة رؤية 2030، ودعم الاقتصاد السعودي والنهوض به إلى مصاف الدول المتقدمة، في هذا المقال نعرض لكم بالتفصيل مكونات الواح الطاقة الشمسية، وأنواع الطاقة الشمسية ونجيب عن أهم الأسئلة في هذا الشأن.

مكونات ألواح الطاقة الشمسية

تتكون ألواح الطاقة الشمسية بصفة رئيسية من خلايا شمسية يتم تصنيعها من السيليكون أو عناصر أخرى ولكن يجب أن تكون هناك مكونات أخرى للوح الطاقة الشمسية وإلليك هذه المكونات:

• الخلايا الشمسية الكهروضوئية
• زجاج بسمك 3 إلى 4 مم.
• إطار من الألومنيوم المثقب.
• طبقات فيلم EVA للتغليف.
• لوح خلفي من البوليمر.
• مربع تقاطع.

 

• الخلايا الشمسية

من أهم مكونات ألواح الطاقة الشمسية تعمل الخلايا الشمسية على تحويل ضوء الشمس الواقع عليها إلى طاقة كهربائية تيار مستمر، ويتم تحديد نوعية الألواح الشمسية حسب نوع الخلايا المستخدمة في اللوح وخصائص السيليكون المستخدم في تصنيعها.

هناك العديد من أحجام الخلايا والتكوينات المختلفة التي توفر للمستخدمين كفاءة ألواح وقدرات أداء مختلفة يتم توصيل تلك الخلايا بأعمدة توصيل تسمح للتيار الكهربائي بالتنقل من خلية إلى أخرى في اللوح الواحد.

2. الزجاج

احد أهم مكونات ألواح الطاقة الشمسية الألواح الزجاجية تستخدم لتغطية الخلايا الشمسية لحمايتها من عوامل الطقس والبرودة أو الجزيئات المختلفة الموجودة في الهواء.

الغلاف الزجاجي الذي يستخدم لحماية الخلايا الشمسية هو زجاج عالي القوة يصنع بسمك 3.0 إلى 4.0 مم مصمم بطريقة خاصة لمقاومة الأحمال الميكانيكية والتغيرات الشديدة في درجات الحرارة.

لمراعاة تحسين الأداء وعدم التأثير على كفاءة اللوح يتم استخدام الزجاج عالي النفاذية من الشركات التي تصنع ألواح الطاقة الشمسية وهي تتميز بعدم احتوائها على نسب عالية من عنصر  الحديد والطلاء المضاد للانعكاس على الجانب الخلفي وذلك لتقليل الخسائر وتحسين نقل الضوء.

3.ٱطار من الألومنيوم

يؤدي إطار الألمنيوم دورًا مهمًا في حماية لوح الطاقة الشمسية ويوفر بنية صلبة تمكن المختصين من تركيب الألواح الشمسية في مواضعها.

4. طبقات فيلم EVA للتغليف 

يستخدم الرمز EVA كاختصار لكلمة  “أسيتات فينيل الإيثيلين” وهي طبقة من البوليمر البلاستيكي عالي الشفافية وهي تصمم خصيصاً لتغليف الخلايا الشمسية وتثبيتها في مكانها خلال عملية التصنيع.

5.اللوح الخلفي أو الطبقة الخلفية

من مكونات الواح الطاقة الشمسية المهمة اللوح الخلفي هي طبقة من البوليمر يتم وضعها في خلفية الخلايا الشمسية تعمل كحاجزضد الرطوبة وتوفر الحماية الميكانيكية والعزل الكهربائي.

6. صندوق التوصيلات:

من أهم مكونات ألواح الطاقة الشمسية وهو صندوق صغير مصنع من مادة مقاومة للعوامل الخارجية والطقس توضع في الجانب الخلفي من اللوحة.

يتم توصيل الكابلات المطلوبة بطريقة آمنة لربط الألواح مع بعضها ويعد صندوق التوصيل من الأجزاء المهمة لأنه النقطة المركزية التي تجمع الخلايا مع بعضها البعض وينبغي ان تتم حمايته من الرطوبة والعوامل الأخرى.

مكونات الخلايا الشمسية

الخلايا الشمسية نواة الأساس في الواح الطاقة الشمسية وهي تعرف أيضاً باسم الخلايا الكهروضوئية تتكون من عناصر إلكترونية أو محولات فولت ضوئية.

تنكون تلك الخلايا مز مجموعة مواد لها قدرة على امتصاص الفوتونات للتي تنطلق من اشعة الشمس أو الطاقة الشمسيّة، ومن ثم تعمل على تحويلها إلى تيار كهربائي مستمر.

الخلية الشمسية في الأصل هي رقاقة رفيعة مصنوعة من مادة السيليكون، هذه الخلايا لها شحنات موجبة مو احد الجوانب، وشحنات سالبة من الجانب الآخر، وفي حالة تعرضها إلى ضوء الشمس تكسب الإلكترونات طاقة، تمكنها من التحرر ومن ثم تنطلق طاقة تتحول إلى تيار كهربائي مستمر.

نظام الطاقة الشمسية للمنازل

مكونات ألواح الطاقة الشمسية، يعد استخدام نظام الطاقة الشمسية للمنازل هو التوجه العالمي الان وتشجع المملكة مواطنيها على الاتجاه الى الطاقة الشمسية المتجددة لذا فإن تركيب نظام الطاقة الشمسية المنازل ليس أمراً صعباً.

يعتمد نظام الطاقة الشمسية للمنزل على طبيعة المنزل وسعته وكمية الاجهزة المنزلية المراد تشغيلها حيث يختلف كل نظام عن الآخر كما يختلف حساب تكلفة كل نظام عن الآخر.

ويتكون النظام الشمسي للمنزل من الالواح الشمسية، وبطاريات لتخزين الطاقة الزائدة ومحول تيار لتكويل التيار المستمر إلى تيار متردد مناسب لتشغيل الأجهزة المنزلية.

أنواع الطاقة الشمسية

المقصود هنا هو أنواع ألواح الطاقة الشمسية حيث ذكرنا اكثر من مرة أن هناك ثلاثة أنواع رئيسية للألواح الشمسية كالتالي:

• ألواح طاقة شمسية احادية البلورة او مونو كريستال.
• ألواح طاقة شمسية متعددة البلورة أو بولي كريستال.
• ألواح طاقة شمسية رقيقة أو Thin film.

وي افضلها نقاء وكفاءة بالنسبة إلى سعره النوع الأول ألواح الطاقة الشمسية المونو كريستال.

أنواع منظومات الطاقة الشمسية

أنواع منظومات الطاقة الشمسية متعددة ومنها:

• النظام الشمسي المستقل أو المعزول

في هذا النظام لا يوجد مصدر للكهرباء إلا الطاقة الكهربائية المولدة من نظام الطاقة الشمسي وهذه الأنظمة لا تستخدم البطاريات لعدم الحاجة إليها.

• النظام الهجين

يعد النظام الهجين من الأنظمة المشابهة للنظام المستقل لكنه لا يعتمد على الطاقة الشمسية وحدها لإنتاج الطاقة الكهربائية بل يستخدم  مصادر أخرى منها المولدات الكهربائية والمراوح الهوائية. 

وفي هذه الحالة يتم توصيل النظام الشمسي بمنظمي شحن وذلك لان المصدرين ينتجان تيار كهربائي مستمر، ويستخدم عاكس واحد كما يمكن استخدام منظم واحد للشحن يربط بالمصدرين.

•  النظام الشمسي المتصل بالشبكة الكهربائية

ابسط أنواع الأنظمة الشمسية فهو لا يحتوي على مكونات متعددة ولا يحتاج إلى بطاريات أو منظم شحن.

يعمل هذا النظام بطريقة تسمح  بتدفق الكهرباء من وإلى الشبكة الكهربائية، يسمح هذا للنظام للمنازل التي تستخدم النظام الشمسي المتصل بالشبكة باستخدام جزء أو كل احتياجاتها من  الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ويمكنها استخدام الطاقة من الشبكة الكهربائية في أثناء الليل أو في الأيام الغائمة أو الممطرة.

كيفية صناعة ألواح الطاقة الشمسية يدويًا بالصور

تعد صناعة ألواح الطاقة الشمسية يدوياً صعبة بعض الشيء فعليك توفير بعض الاحتياجات والمواد اللازمة لذلك وهي:

• شراء الخلايا الشمسية عالية الجودة ويفضل أن تكون من النوع متعدد البلورات، اختر العدد المناسب لكمية الطاقة المراد إنتاجها.
• تجهيز إطار أو لوح من الخشب أو البلاستيك أو الزجاج.
• ينبغي ان تحافظ على مسافة كافية بين الطرفين لسهولة توصيل الأسلاك.
• يتم قطع الأسلاك الموصلة ثم نضعها في اتجاه عرضي على الخلايا الشمسية، ثم نمدد خطين طوليين على طول الخلية.
• لحام أسلاك التوصيل بالجزء الخلفي من الخلية الشمسية بمسدس اللحام ثم نكرر العملية لجميع الخلايا.
• وصل الخلايا الشمسية بألواح العزل مستخدماً الصمغ على الجزء الخلفي من الخلايا في منتصفها مباشرة، وينبغي التحقق ظن ظهور أطراف السلك في جميع الخلايا.
• نوصل الخلايا الشمسية ببعضها البعض باستخدام أسلاك التوصيل.
• يتم وضع تلك الخلايا في صندوق خشبي مصمم خصيصاً لها وينبغي أو يتم طلاؤه بلون عاكس لوضع الخلايا بداخله.
• يغلق الصندوق بلوح زجاجي مناسب وينبغي غلق اي ثغرات لمنع وصول الماء او الرطوبة والاتربة إلى الخلايا الشمسية.

يمكنك الان استخدام اللوح الشمسي بوضعه مواجهاً لضوء الشمس.

في ختام مقالنا عن مكونات ألواح الطاقة الشمسية تحدثنا معكم عن كل ما يخص هذا الموضوع ونتمنى ان يكون المقال مفيداً لكم.

اقرأ أيضًا

ما هي أحجام ألواح الطاقة الشمسية في السعودية

ما هو عمر الواح الطاقة الشمسية