في زمن يُشهد فيه العالم تحولات سريعة نحو الاستدامة وحماية البيئة، أصبحت الطاقة الشمسية تمثل ركيزة أساسية لتلبية احتياجاتنا المستدامة من الكهرباء، وتعد الألواح الشمسية، هذه التكنولوجيا المذهلة التي تحول أشعة الشمس المباشرة إلى طاقة كهربائية، بمثابة رائدة هذه الثورة نحو مستقبل أكثر نظافة واستدامة.
والأن أصبح بإمكاننا الاستفادة من أشعة الشمس بكفاءة أكبر من أي وقت مضى، واليوم في هذا المقال، سننطلق في رحلة استكشافية حول عالم الألواح الشمسية، وسنكشف اليوم أبرز المعلومات حول هذه التكنولوجيا المذهلة، بدءًا من مكوناتها وصولاً إلى فهم الفرق بين الألواح الشمسية والخلايا الشمسية وأنواعها المختلفة، تابع معنا.
ماهي الألواح الشمسية
الألواح الشمسية هي تقنية رائدة تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، ويعتمد ذلك على استخدام خلايا شمسية مصنوعة من مواد شبه موصلة، هذه الخلايا تُنشط عند التعرض للضوء، حيث تُحرر الإلكترونات داخل المواد الشبه موصلة، مما ينتج عنه توليد تيار كهربائي.
أقرأ المزيد: جهاز الانفرتر لتحويل التيارات الكهربائية – كل ما يهمك عنه
مكونات الألواح الشمسية
تقدم تكنولوجيا الألواح الشمسية تطورات مستمرة، حيث يقدم المهندسون والعلماء جهودهم لتحسين الكفاءة وتقليل التكاليف، وتتألف هذه الألواح من عدة مكونات أساسية، بما في ذلك الآتي:
- الخلايا الشمسية الكهروضوئية.
- زجاج بسماكة تتراوح بين 3 إلى 4 مم.
- هيكل من الألومنيوم المبثوق.
- تُغلف الخلايا بطبقات فيلم EVA للحماية
- لوح خلفي مصنوع من البوليمر.
- كل هذه المكونات مُحاطة بإطار من الألمنيوم، مما يشكل الوحدة الشمسية الكاملة.
هذه التكنولوجيا تستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات، سواء في المنازل أو المؤسسات التجارية.
ورغم التقدمات الهائلة في هذا المجال، إلا أن الهيكل الرئيسي للألواح الشمسية لم يتغير كثيرًا على مر السنين، مما يظل يحقق أهداف تحويل الطاقة بكفاءة وكفالة دائمة.
ماهو دور الالواح الشمسية
دور الألواح الشمسية يمثل جزءًا حيويًا في عالم الطاقة المستدامة، حيث تعمل على تحويل الضوء الشمسي إلى طاقة كهربائية تستخدم في حياتنا اليومية، والأن اليك أهم الأدوار التي تقوم بها الألواح الشمسية:
- تحويل الضوء إلى كهرباء
تتميز الألواح الشمسية بوجود خلايا شمسية تحوّل الضوء المباشر من الشمس إلى تيار كهربائي، مما يسمح لنا بالاستفادة من هذه الكهرباء في منازلنا ومؤسساتنا.
- توفير طاقة نظيفة
تُعتبر الألواح الشمسية من مصادر الطاقة النظيفة، حيث لا تُسبب انبعاثات غازات الاحتباس الحراري أو التلوث البيئي أثناء توليد الكهرباء.
- تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري
باستخدام الألواح الشمسية، يُمكن تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط، مما يُقلل من الأثر البيئي السلبي لهذه المصادر.
أقرأ المزيد: تكنولوجيا الطاقة الشمسية واستخدامها في جميع أنحاء العالم
- تشجيع على الاستدامة
تشجع الألواح الشمسية على الاستدامة وحماية البيئة، حيث يُولد الكهرباء بشكل مستدام باستخدام ضوء الشمس الذي يمكن الحصول عليه بشكل دائم ومتجدد.
- تخفيض فواتير الكهرباء
يمكن استخدام الألواح الشمسية في المنازل والمؤسسات لتوليد الكهرباء اللازمة للاستخدام اليومي، مما يُساهم في تخفيض فواتير الكهرباء بشكل ملحوظ.
- توفير الكهرباء في المناطق النائية
في المناطق التي ليست متصلة بشبكة الكهرباء الرئيسية، يُمكن استخدام الألواح الشمسية لتوفير الكهرباء للمنازل والمؤسسات، مما يسهم في توفير حياة مستدامة ورفاهية للمجتمعات في تلك المناطق.
ما الفرق بين الألواح الشمسية والخلايا الشمسية
الفرق بين الخلايا الشمسية والألواح الشمسية، على الرغم من أنهما جزءان أساسيان في عالم الطاقة الشمسية، إلا أنهما يختلفان في الدور الذي يقومان به في نظام توليد الطاقة الشمسية:
الخلايا الشمسية (Solar Cells)
الخلايا الشمسية تمثل الوحدات الفردية التي تحول الضوء المباشر من الشمس إلى تيار كهربائي باستخدام ظاهرة الاستثارة الضوئية.
وتُصنع هذه الخلايا عادةً من السيليكون وتتخذ شكل أقراص صغيرة، تُستخدم لتوليد الطاقة الكهربائية بشكل فعال.
أقرأ المزيد: طاقة الرياح: كيف تعمل وما فوائدها وما عيوبها
الألواح الشمسية (Solar Panels)
أما الألواح الشمسية فهي عبارة عن تجميعات من الخلايا الشمسية المرتبة في تصميم معين.
ويُستخدم الألمنيوم أو الزجاج لحماية هذه الخلايا وتثبيتها، وهي تشكل وحدات كبيرة يمكن تثبيتها على الأسطح لجمع وتحويل كميات كبيرة من الطاقة الشمسية.
ببساطة، الخلايا الشمسية هي التكنولوجيا الأساسية التي تحول الضوء الشمسي إلى كهرباء، بينما تُستخدم الألواح الشمسية لجمع وزيادة كفاءة تحويل الطاقة الشمسية.
وهذه الألواح تمثل الأداة العملية والفعالة التي نراها مثبتة على الأسطح لتوليد الطاقة الشمسية القوية والمستدامة.
أبرز أنواع الألواح الشمسية في العالم 2023
في عام 2023، تتوفر اليوم أنواع متعددة من الألواح الشمسية المبتكرة والفعالة، إليك الأن نظرة عن كثب على أبرز أنواع الألواح الشمسية المتاحة حاليًا:
1. الألواح الشمسية بالسيليكون البلوري الكريستالي (Panels Silicon Monocrystalline)
تُمثل الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون الأحادي تقنية رائدة في عالم الطاقة الشمسية.
تُميز هذه الألواح بمظهرها المتناسق الذي يُشير إلى نقاء الكريستالات المستخدمة في تصنيعها، وتُصنع هذه الألواح من خلايا مصنوعة من سبائك السيليكون التي يتم قطعها إلى شرائح، ويمكن ملاحظة أن الأحرف الموجودة في الخلايا ليست متلاصقة، مما يمنح الألواح الأحادية هذا المظهر المميز الذي يُظهر الدقة في التصميم.
على الرغم من أن هذه الألواح تُعد من الأنواع الأكثر تكلفة بين الألواح الشمسية المختلفة، إلا أنها تحقق كفاءة عالية، في المعمل تصل كفاءتها إلى حوالي 22.5٪، وعلى الرغم من أن في السوق التجارية عام 2017، لم تتجاوز كفاءة الخلايا الأحادية 17.5٪، فإنها تظل تُعد خيارًا قويًا ومستدامًا.
ويُتوقع أن تظل هذه الألواح في الخدمة لمدة تصل إلى 25 سنة أو أكثر، مما يجعلها استثمارًا طويل الأمد في مجال الطاقة المستدامة.
أقرأ المزيد: تأثير مبادئ الحياة الصديقة للبيئة على صحتك العقلية والجسدية.
2. الالواح الشمسية بالسيليكون البلوري المتعدد (Panels Silicon Polycrystalline)
الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون المتعدد تمثل خيارًا مثيرًا واقتصاديًا في عالم الطاقة الشمسية.
هذه الخلايا، المتعددة الكريستالات، تختلف عن الخلايا الأحادية بشكل واضح، ويمكن رؤية هذا الاختلاف بوضوح في الصورة عند المقارنة بينهما.
تظهر الخلايا متعددة الكريستالات على شكل مربعات متراصة وتتميز بتكلفة منخفضة مقارنةً بالخلايا الأحادية، ورغم أن كفاءة هذه الخلايا تتراوح حوالي 16.9٪، إلا أنها تُتوقع أن تستمر في الخدمة لمدة تصل إلى 25 سنة أو أكثر، مما يجعلها خيارًا قويًا ومستدامًا لتوليد الطاقة الشمسية.
العيب الوحيد الذي يمكن أن يكون ملحوظًا لبعض الأشخاص، ورغم أنه لا يشكل مشكلة كبيرة بالنسبة للكثيرين، هو أن مظهر هذه الخلايا ليس جماليًا كما هو الحال في الخلايا الأحادية.
بينما تتميز الخلايا الأحادية بمظهرها الأزرق الجميل والأنيق، تظهر الخلايا متعددة الكريستالات بشكل عادي دون هذا الجمال البصري.
ومع ذلك رغم هذا الاختلاف الجمالي، فإن فوائد هذه الخلايا تكمن في كفاءتها المستدامة وتكلفتها المنخفضة، مما يجعلها خيارًا جيدًا للعديد من التطبيقات الشمسية.
3. الألواح الشمسية بالرقائق الرقيقة (Panels Solar Film-Thin)
الألواح الشمسية بالرقائق الرقيقة تشكل خيارًا رائعًا في عالم الطاقة المستدامة.
هذا النوع من الألواح يمتاز بخفة وزنه وانسيابيته، مما يجعلها مثالية لتطبيقات متنوعة مثل سقوف المراكب وسيارات النقل.
تجذب هذه الألواح انتباه الكثيرين حاليًا نظرًا لوزنها الخفيف وسماكتها المنخفضة ومرونتها، مما يسمح بالعديد من الاستخدامات الإبداعية.
يمكن تثبيتها بسهولة على سطوح مختلفة، مما يجعلها خيارًا مناسبًا للمشاريع التي تتطلب مواد خفيفة.
ومع ذلك، يجدر بالذكر أن هذا النوع من الألواح يتميز بكفاءة أقل مقارنة بالألواح الأخرى، رغم أن كفاءتها قد تكون حوالي 12٪، إلّا أنها توفر حلاً مستدامًا لتوليد الطاقة الشمسية.
وبالرغم من عمرها الافتراضي القصير الذي قد يصل إلى 15 عامًا فقط، تظل هذه الألواح خيارًا مناسبًا لمن يبحث عن تقنية مستدامة وقابلة للتطبيق، ورغم ارتفاع تكلفتها بالنظر إلى عمرها المحدود، فإنها لا تزال تعد استثمارًا مثيرًا في مجال الطاقة المتجددة.
اكتشاف المزيد من Natural Fuel Energy
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
