ملخص
تحتوي الأنظمة الكهروضوئية على العديد من المكونات, واحدة منها هي الألواح الشمسية.
يقوم النظام الكهروضوئي بجمع الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام. ويمكن استخدام هذه الألواح الكهروضوئية لتلبية احتياجات الطاقة أو توفير الكهرباء للمناطق النائية.
تستخدم الطاقة الشمسية على نطاق واسع في مشاريع الكهرباء المختلفة مثل المؤسسات والمرافق العامة, وكذلك التطبيقات السكنية والتجارية.
في نفس الوقت, معظم الألواح الشمسية التي ستراها باللون الأزرق, بينما الجزء الآخر معظمه أسود. يحدث هذا التغير في اللون بسبب التفاعل بين الضوء ونوعين مختلفين من الألواح الشمسية: الألواح الكهروضوئية أحادية السيليكون والألواح الكهروضوئية متعددة البلورات.
بعد كل شيء, كانت الألواح الشمسية الزرقاء دائمًا هي النوع الأكثر شيوعًا من الألواح الشمسية.
لكن, ربما لاحظت أن بعض الألواح الشمسية تتمتع بمظهر أسود أكثر أناقة; لقد أصبحت متكررة بشكل متزايد في منشآت السوق اليوم.
على الرغم من أن الألواح الشمسية حاليًا تكون باللون الأسود أو الأزرق الداكن للغاية, قد تجد أن الألواح الشمسية الملونة أصبحت ذات شعبية متزايدة.
إذا كنت تريد أيضًا مراعاة الألواح الشمسية ذات الألوان الأخرى أثناء التثبيت, أعتقد أن محتوى هذه المقالة حول الألواح الشمسية الكهروضوئية سيكون مفيدًا لك.
جدول المحتويات
لماذا معظم الألواح الشمسية سوداء أو زرقاء؟?
أولاً, دعونا نلقي نظرة على مادة الألواح الشمسية, حيث قد تجد أن لون الألواح الشمسية لا يتم تحديده حسب التفضيلات الجمالية للشركة المصنعة.
اللونان الرئيسيان للألواح الشمسية هما الأسود والأزرق, المقابلة للسيليكون أحادي البلورات والسيليكون متعدد البلورات, على التوالى.
هناك نوعان رئيسيان من الألواح الشمسية المتاحة تجاريا: الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات والألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات.
هذا هو اللون الطبيعي الذي يصبح عليه السيليكون أثناء عملية التصنيع.
فضلاً عن ذلك, يهتم مصنعو العلامات التجارية ومعظم العملاء بالكفاءة. الألواح الشمسية السوداء أو الزرقاء هي الأكثر كفاءة, تستخدم على نطاق واسع, وفعالة من حيث التكلفة بسبب عوامل عملية التصنيع. لذلك, يميل الإنتاج بشكل طبيعي إلى الميل نحو هذه الألوان.
الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورية باللون الأسود
الألواح الشمسية البلورية المفردة سوداء اللون ومصنوعة من بلورة سيليكون واحدة عالية الجودة. بالمقارنة مع بلورات السيليكون المستخدمة في الألواح الشمسية الزرقاء متعددة البلورات, هذا النوع من السيليكون لديه درجة نقاء أعلى.
وتتكون كل خلية شمسية من مادة السيليكون أحادية البلورية, وخاصة اللون الأسود الذي يمتص الضوء أكثر من اللون الأزرق, مما يحسن كفاءتها بشكل كبير.
مع انخفاض تكلفة الصناعة بأكملها, تستخدم معظم تركيبات الألواح الشمسية الأحدث ألواح السيليكون أحادية البلورية السوداء لأن الناس يريدونها توفير كفاءة أعلى.
لذا فإن الكفاءة هي العامل الأول الذي يأخذه المستخدمون في الاعتبار.
على الرغم من أن طرق إنتاج الألواح السوداء والزرقاء هي نفسها في الأساس, تعد عملية إنتاج البطاريات السوداء البلورية برمتها أكثر تعقيدًا من عملية إنتاج الخلايا الشمسية الزرقاء متعددة البلورات.
يختلف أيضًا تأثير التفاعل بين البطاريات البلورية المفردة والبطاريات المكونة من عدد كبير من البلورات.
من أجل الحصول على الشكل الصحيح للبطارية, سيتم قطع الجوانب الأربعة لشريحة السيليكون, مما يعني أنه سيتم فقدان كمية كبيرة من السيليكون النقي في عملية تصنيع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة السوداء.
الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات الزرقاء
غالبًا ما يشار إلى الألواح الشمسية متعددة البلورات باسم “الألواح الشمسية الزرقاء” بسبب لونها الأزرق. على عكس بطاريات السيليكون أحادية البلورية, تتكون بطاريات السيليكون متعدد البلورات من بلورات سيليكون أصلية متعددة.
طرق التصنيع الخاصة بهم متشابهة جدا, لكن, for the production of polycrystalline silicon solar cells, the extraction process of silicon seeds (a material required to manufacture black single crystal solar cells) is bypassed.
After melting the silicon crystal and pouring it into the groove, simply cool it to make a polycrystalline silicon battery.
This results in blue solar cells having their own unique particles and boundaries, coupled with the way polycrystalline cells reflect light, ultimately giving these solar panels a blue reflective effect.
Polycrystalline silicon technology was cheaper than monocrystalline silicon technology in the past, which is why you may see more blue solar panels in some older installation sites.
ما هو اللون الأكثر شعبية للألواح الشمسية إلى جانب الأسود والأزرق؟?
In addition to the classic black or blue, white and green solar panels are more common colors.
تعتبر الألواح الشمسية البيضاء خيارًا شائعًا للعديد من الشركات في سوق التطبيقات التجارية لأن مظهرها لا يلفت الأنظار ويتوافق بشكل أفضل مع نظام الألوان الخارجي للمباني في المدن.
الألواح الشمسية الخضراء مناسبة للمستخدمين الذين يعيشون في المناطق ذات المساحات الخضراء الوفيرة, نباتات كثيفة, وحتى الغابات. مما لا شك فيه, وهذا أيضًا للتكيف مع اللون البيئي.
هل تأتي الألواح الشمسية بألوان مختلفة؟?
من خلال قراءة هذا, أعتقد أن لديك الجواب بالفعل: نعم, تأتي الألواح الشمسية بألوان متعددة للاختيار من بينها.
ولكن لا يمكنك ببساطة طلب الألواح الشمسية بألوانك المفضلة لتزيين منزلك بناءً على تفضيلاتك الشخصية.
بشكل عام, الألواح الملونة أكثر تكلفة وتولد كهرباء أقل.
لأنه حاليا, إذا أراد مصنعو الألواح الشمسية إنتاج ألوان الألواح الشمسية غير الأزرق والأسود, يجب عليهم استخدام الأصباغ أو الطلاء.
كما ذكرنا سابقا, وترتبط الكفاءة بالتفاعل بين الضوء وهذه الألواح, وبالتالي فإن الألوان الأخرى سوف تقلل من كفاءة الألواح. سيؤدي تقليل الطاقة المولدة بواسطة الألواح الشمسية إلى إبطاء فترة الإبلاغ عن الأرباح بشكل غير مباشر, لذا فإن هذه الطريقة لتلوين الألواح الشمسية ليست فكرة جيدة.
فضلاً عن ذلك, سوف تتلاشى الطلاءات والأصباغ أثناء 15 ل 20 عمر سنة من الألواح الشمسية, مما يؤدي إلى فقدان الجماليات.
وتشير البيانات إلى كفاءة بعض الألواح الشمسية الملونة (اعتمادا على لونهم) يكون 30-45% أقل من تلك الموجودة في الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات الزرقاء القياسية أو الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورات السوداء.
قد يؤدي هذا إلى إبطاء السرعة التي تتوقع بها أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحصول على عوائد الاستثمار, خاصة وأن تكلفة هذه الألواح مرتفعة, مما أدى إلى زيادة الاستثمار مقدما.
لكن, يحاول الباحثون أيضًا تجربة العديد من التقنيات الجديدة لإنشاء لوحات ألوان أكثر كفاءة ومجموعة واسعة من الألوان, بحيث يمكن للألواح الشمسية التكيف مع المزيد من البيئات, مخططات الألوان, وجماليات البيئة.
لذلك، على الرغم من أننا لا نملك جميع الألواح الشمسية الملونة بألوان قوس قزح حتى الآن, ويجري بحث هذه التكنولوجيا وتطويرها, ويمكننا أن نتطلع إلى المستقبل معا.
لكن, قد لا يكون القائمون على تركيب الطاقة الشمسية على استعداد لشراء هذه الألواح الشمسية الملونة في الوقت الحاضر, أما بالنسبة لهم, تختار الغالبية العظمى من العملاء الطاقة الشمسية لتقليل تكاليف الطاقة وخفض أرقام الفواتير الخاصة بهم.
لذلك, قد لا يرغب العملاء بالضرورة في الحصول على ألواح شمسية ذات ألوان فاخرة لأن تكاليفها أعلى وكفاءة تحويل أقل. لذلك بالنسبة للتركيب, تكلفة توفير الألواح الشمسية الملونة لاحتياجات العملاء الفردية مرتفعة للغاية.
هل يمكنني شراء الألواح الشمسية الملونة؟?
على الرغم من أن الألواح الشمسية الملونة قد لا تكون المنتج الأكثر جدوى تجاريًا بالنسبة للقائمين بالتركيب والمصنعين, لا يزال بإمكانك اختيار تركيب الألواح الشمسية الملونة على السطح.
لكن, بسبب انخفاض الكفاءة وارتفاع تكلفة التكنولوجيا الحالية مقارنة بالألواح الشمسية السوداء والزرقاء, قد تحتاج إلى التعاون مع الشركات المصنعة المتخصصة أو القائمين على التركيب لطلبها وتثبيتها.
قبل إجراء عملية الشراء, عليك أن تفهم
- لا تستطيع الأصباغ والطلاءات التعامل بشكل جيد مع الظروف الجوية القاسية, لذلك قد تفقد الألواح الملونة في النهاية قدرتها على العمل داخلها 25 سنوات من الاستخدام. لذلك, لأصحاب المنازل العاديين, هذا التحسين الجمالي لا يستحق التضحية بكفاءة الألواح وزيادة تكاليفها الاستثمارية.
- بسبب الطرق المختلفة التي يتكون بها السيليكون أثناء عملية التصنيع, تحتاج أيضًا إلى العثور على جهة اتصال كاملة على استعداد لبدء العمل معك أثناء مرحلة التصميم لتصميم حل نظام كهروضوئي يستخدم هذه الألواح الكهروضوئية الملونة الأقل كفاءة ولكنه لا يزال ينتج أقصى قدر من الطاقة ضمن نطاقه.
هذه شراكة طويلة الأمد تتطلب التخصيص وفقًا لتفضيلاتك.
اختيار جي سي اكس, شركتنا التي توفر خدمات وقفة واحدة, هو خيارك المثالي.
اللون الناتج عن الضوء المتناثر في الألواح الشمسية
قام الباحثون بدراسة تفاعل التكامل بين الخلايا الشمسية السيليكونية والمشتتات النانوية العازلة المكونة من أسطوانات السيليكون النانوية البلورية على أسطحها, مما أدى إلى تطوير خلايا شمسية خضراء زاهية مع فقدان الكفاءة فقط 9-11%.
هيكل السطح
واستخدم فريق بحثي من جامعة هونغ كونغ في الصين شكلا مجهريا يعكس فقط الضوء الضيق والانتقائي, مما أدى إلى اللون.
قام فريق البحث برش طبقة من كريات كبريتيد الزنك الدقيقة العازلة غير المنتظمة على سطح الخلية الشمسية.
يمر معظم الضوء عبر الزجاج الفوتوني, لكن, ينعكس اللون الانتقائي بناءً على حجم الكرة. أنشأ الباحثون اللون الأزرق, أخضر, والألواح الشمسية الأرجوانية, لكن كفاءتها انخفضت فقط بحوالي 1-2%.
من خلال اختبار المتانة القياسية, كما حافظت الألواح الشمسية المصنوعة من طبقة من الزجاج الضوئي على لونها وأدائها.
يبحث الفريق في كيفية جعل الألوان أكثر حيوية وتشبعًا, وتوليد مجموعة واسعة من الألوان.
نوافذ شمسية
هناك طلب كبير على تكييف الهواء والتبريد في المباني السكنية والتجارية في الولايات المتحدة, والحل الممكن هو توليد الطاقة الشمسية عن طريق أفلام كريستال البيروفسكايت المحصورة بين طبقات الزجاج واستخدام ضوء الشمس لتوليد الكهرباء الكهروضوئية..
البيروفسكايت هو معدن بلوري يمكنه الاستفادة من ضوء الشمس وتحويله إلى كهرباء, مما يجعله موضوع بحث ساخن بسبب قدرته على استبدال السيليكون كمادة عالية الجودة لأنظمة الطاقة الشمسية بتكاليف أقل وكفاءة أعلى.
يضع علماء NREL طبقة من فيلم البيروفسكايت بين طبقتين من الزجاج ويحقن بخار الماء لتغيير الرطوبة الداخلية.
وهذا سوف يولد تفاعل كيميائي, مما يتسبب في ترتيب البيروفسكايت في أشكال مختلفة. على سبيل المثال, من هياكل السلسلة إلى الرقائق, وحتى مكعبات.
التغيير في الشكل يمكن أن يؤدي إلى ألوان مختلفة, وبعد تقليل الرطوبة, سيعود البيروفسكايت إلى حالته الشفافة الطبيعية.
لذا, للمفهوم التقليدي للنوافذ, لقد ظهر سؤال التطبيق:
هل توجد ألواح شمسية شفافة؟?
ألواح شمسية شفافة, المعروف أيضا باسم الزجاج الكهروضوئي, تعتبر أقل شعبية من الألواح الشمسية البيضاء لأنها ذات تكاليف بناء وتركيب أعلى.
ومقارنتها بالألواح الشمسية السوداء, كفاءته فقط 5%, وهو منخفض للغاية في فعالية التكلفة. لكن, لأجهزة مثل ويندوز, إنها مادة مثالية نسبيًا.
لذلك على الرغم من أنه يمكن استخدام الزجاج الكهروضوئي للألواح الشمسية, يهتم الناس حاليًا باستخدامه في النوافذ الشمسية.
لذلك من منظور تقني, أثناء التصنيع, يمكن تعديل سلوك الترتيب والتشتت لأنابيب السيليكون النانوية على سطح اللوحة لتغيير طريقة تشتيت الضوء, مما أدى إلى ألوان مختلفة.
من الناحية الجمالية, بسبب القدرة على إنشاء ثلاثة ألوان أساسية وهي اللون الأحمر, أخضر, والأزرق, يمكن القول أنه يمكن إنشاء أي لون آخر تقريبًا على اللوحة.
الطاقة والجماليات
لماذا تريد لوحة شمسية ملونة؟?
الألواح الشمسية على السطح لدينا الآن خيارات ألوان متعددة لتلبية احتياجات المستخدمين المختلفة, على الرغم من أن هذا قد يكون المتخصصة.
كما ذكرنا سابقا, يرتبط اختلاف المظهر بين الألواح الشمسية الزرقاء والسوداء بعملية التصنيع, وبعد تلبية احتياجات الكفاءة للمستخدمين, يبدأ الناس بشكل طبيعي في متابعة المزيد من الأشياء, مثل تصميمها وجمالياتها.
إذا كنت تستمتع بالمغامرة, قد تكون الألوان الدافئة هي اللون المفضل لديك, والذهبي أو البرتقالي يمكن أن يجذبك.
إذا كنت تحب رؤية البحر والاستمتاع بأجواء هادئة, قد تكون الألوان الباردة مثل البحيرة الزرقاء والرمادي العنبي هي المفضلة لديك.
إذا كنت تتوقع جوًا بيئيًا مختلفًا في بيئة واحدة, كما هو الحال في نظام اللون البرتقالي والأصفر حول الصحراء, يمكنك أيضًا اختيار تصميم باللونين الأزرق والأخضر لتحقيق بعض الجمال البيئي الفريد والمتناقض.
فيما يلي العديد من مجموعات الألوان بناءً على تصميم نظام الألوان الفني الجمالي الصيني, مما قد يثير اهتمامك بالألواح الشمسية الملونة.
نظام الألوان دونهوانغ
استخدام الألواح الشمسية, بلاط السقف الشمسي, وحتى النوافذ الكهروضوئية مفيدة لبناء المباني السكنية والتجارية, توفير المزيد من جماليات الألوان عند حصاد المزيد من فوائد الطاقة.
ومع تقدم التنمية, إن استبدال نظام الألوان الواحد للألواح الشمسية السوداء سيوفر للمهندسين المعماريين ومصممي الديكور المزيد من الإلهام. أصحاب المنازل والمستخدمون النهائيون أكثر تقبلاً ولديهم المزيد من أنواع الخيارات, مما سيؤدي إلى اختيار المزيد من الأشخاص لأنظمة الطاقة الشمسية.
من المفيد جدًا إجراء بحث حول تلوين الطاقة الشمسية في الصناعة.
خاتمة
لقد تطورت التكنولوجيا المتعلقة بالألواح الشمسية, وتلتزم بعض الشركات بتطوير لوحات ألوان أكثر كفاءة.
مع تطور الطلب, أصبحت الخيارات الأكثر جمالية حقيقة واقعة. بعض الأشخاص الذين يسعون إلى الجمال قد يأخذون في الاعتبار اللون عند اختيار تركيب الألواح الشمسية, معتقدين أن التضحية بالقليل من الكفاءة يمكن أن توفر المزيد من المتعة البصرية.
إذا كنت تريد أن يتناسب لون الألواح الشمسية الكهروضوئية مع التجميل البيئي لمنزلك أو مدينتك, يجب عليك الانتباه إلى أحدث الألواح الكهروضوئية ذات الصلة, والتي يمكن أن تزيد من نطاق الألوان المتاحة للألواح الكهروضوئية وتقليل فقدان كفاءتها.
إذا كنت لا تريد الانتظار ومستعدًا لتركيب نظام شمسي في المنزل على الفور, لو سمحت تواصل مع GYCX في الحال.
نحن على استعداد للتعاون معكم من مرحلة التصميم إلى التثبيت, توفير صيانة طويلة الأمد لضمان حصولك على نظام توليد الطاقة الشمسية المناسب لك لتوفير أقصى قدر من الطاقة المطلوبة وتقليل نفقات التكلفة الأكثر غير الضرورية.
