تؤدي الألواح الشمسية المهمة الصعبة المتمثلة في توليد الطاقة الشمسية من الشمس, لكن بنائها في مصنع مُدار بشكل جيد أمر بسيط إلى حد ما. الألواح الشمسية تتكون من الخلايا الشمسية, السيليكون, المعدن والزجاج. يتم بعد ذلك تجميع كل مكون من هذه المكونات في لوحة شمسية قادرة على إنتاج طاقة مستدامة.
دعنا نطلعك على تفاصيل كيفية تصنيع الألواح الشمسية, أين يتم تصنيع الألواح الشمسية وما هي الألواح الشمسية التي يتم تصنيعها قبل أن يتم تسليمها من قبل المقاول وتركيبها على سطح منزلك.
أين تصنع الألواح الشمسية?
من الولايات المتحدة إلى أوروبا, الشركات المصنعة للألواح الشمسية عديدة, لكن الغالبية العظمى من الألواح الشمسية مصنوعة في آسيا. فى السنوات الاخيرة, أصبح الاستعانة بمصادر خارجية للتصنيع في البلدان ذات تكاليف العمالة المنخفضة ممارسة معتادة في العديد من الصناعات.
ما زال, يتم إنتاج العديد من اللوحات عالية الجودة في الولايات المتحدة, لذلك يمكن التحكم في الجودة بإحكام في كل مرحلة من مراحل الإنتاج.
دعونا نفحص بعض الأمثلة على الألواح الشمسية لفهم مواقع إنتاجها. باناسونيك و مهمة الطاقة الشمسية كلاهما علامات تجارية متميزة. يتم تصنيع ألواح باناسونيك الشمسية في الولايات المتحدة وماليزيا, بينما يتم تصنيع ألواح Mission Solar في الولايات المتحدة فقط.
جينكو سولار هي شركة مصنعة للألواح الشمسية أرخص من باناسونيك أو ميشن سولار, صنع الألواح الشمسية في الصين. Solar Power هي شركة أقل شهرة تصنع الألواح في كندا.
لأن سلاسل التوريد يمكن أن تمتد إلى بلدان متعددة, لا يتم دائمًا إنتاج جميع مكونات اللوحة الشمسية في نفس الموقع. بينما يتم تصنيع الألواح الشمسية في جميع أنحاء العالم, هناك أيضًا العديد من الخيارات التي يتم تصنيعها في الولايات المتحدة.
مما تتكون الألواح الشمسية?
على المستوى الأساسي, الخلايا الشمسية الكهروضوئية, البولي سيليكون أو السيليكون, المعدن والزجاج هما المكونان الرئيسيان للألواح الشمسية. تقوم الخلايا الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة مفيدة وهي العنصر الأكثر أهمية. الخلايا الشمسية هي الخلايا الكهروضوئية (الكهروضوئية) مكونات الألواح الشمسية, مما يعني أنها تنتج الطاقة الشمسية.
الخلايا الشمسية مصنوعة من السيليكون ومحمية بطبقة من الزجاج تسمح لأشعة الشمس بالترشيح إلى الخلية. عند التعرض لأشعة الشمس, تولد خلية السيليكا الشمسية تيارًا كهربائيًا, والذي يتم تحويله لاحقًا إلى تيار متناوب صالح للاستخدام بواسطة العاكس.
يتم بناء الخلايا الشمسية بمساعدة الأسلاك. يتم لحام الأسلاك بالبطارية, والتي يتم وضعها بعد ذلك بين اللوحة الإلكترونية الواقية والزجاج. إطار معدني يربط اللوحة بأكملها معًا.
ما هي 3 أنواع الألواح الشمسية？
تنقسم الألواح الشمسية بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع: كريستال واحد, الكريستالات والأغشية الرقيقة.
يتم قطع الخلايا الشمسية البلورية المفردة من بلورات مفردة. تتم زراعة هذه البلورات من السيليكون المنصهر من خلال عملية يتم التحكم فيها بدرجة عالية. الفرق بين ألواح السيليكون متعدد البلورات هو أن ألواح السيليكون متعدد البلورات يتم تصنيعها عن طريق دمج العديد من بلورات السيليكون معًا, وهي عملية لا تتطلب نمو بلورات مفردة من السيليكون المنصهر.
بسبب استخدام السيليكون أحادي البلورة, تعتبر الألواح أحادية البلورات أكثر كفاءة من الألواح متعددة البلورات, لكنها أيضًا أغلى ثمناً. الاختلافات الرئيسية هي الجاذبية الجمالية, التكلفة والكفاءة, ولكن يعد أي من الخيارين اختيارًا ممتازًا لنظام الطاقة الشمسية السكني.
نظرا لكفاءتها المنخفضة جدا, تُستخدم الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بشكل أساسي في المشاريع ذات النطاق العريض داخل صناعة الطاقة الشمسية. لذلك, هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الكهرباء لتوليد الكهرباء. على عكس الألواح أحادية البلورية ومتعددة البلورات, لا تتكون ألواح الأغشية الرقيقة من خلايا شمسية, ولكنها مصنوعة عن طريق ترسيب طبقة رقيقة من المواد الكهروضوئية (مثل السيليكون غير المتبلور أو تيلوريد الكادميوم) على سطح الركيزة الصلبة (مثل الزجاج).
لا يتم استخدام الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة في المنشآت الشمسية السكنية لأنها ليست قوية أو فعالة مثل الألواح التقليدية.
التفاصيل الفنية لتصنيع الألواح الشمسية معقدة, ونقوم بتفصيل كل خطوة من خطوات العملية في الأقسام التالية. تنطبق الخطوات التالية على الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري, والتي تمثل أكثر من 90% من السوق العالمية. أنواع أخرى من اللوحات, بما في ذلك ألواح الأغشية الرقيقة, لديها عمليات تصنيع مختلفة اعتمادا على المواد.
كيف يتم صنع الألواح الشمسية?
خطوة 1: استخراج وتكرير السيليكون
السيليكون هو ثاني أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية, بعد الأكسجين, يشكلون 27.7% من قشرة الأرض. لكن, يتحد السيليكون الموجود بشكل طبيعي مع عناصر أخرى مثل الأكسجين, الفوسفور, والنيتروجين. من أجل استخدام السيليكون لتوليد الطاقة الشمسية, يجب أن يخضع أولاً لعملية تنقية. في هذه المرحلة, يأخذ السيليكون شكل الرمل أو السيليكا, عادة ما تكون مصنوعة من الكوارتزيت المسحوق.
يمكن إزالة محتوى الأكسجين في السيليكا المعدنية عن طريق ارتفاع درجة الحرارة, مما يؤدي إلى السيليكون عالي النقاء. تستخدم صناعة الطاقة الشمسية 99.9999% البولي سيليكون النقي لصنع الخلايا الشمسية متعددة البلورات وأحادية البلورة. خلايا الألواح الشمسية أحادية البلورة مشتقة من بلورة سيليكون واحدة (على عكس القهوة من مصدر واحد), بينما تستخدم الألواح الشمسية متعددة البلورات خليطًا, مما أدى إلى كفاءة أقل قليلا.
بعد تنقية السيليكون, يتم صهره في البوتقة لتكوين سبيكة السيليكون. تبدو السبيكة الآن وكأنها كتلة من المعدن.
خطوة 2: قطع السبيكة إلى رقائق
بعد أن تبرد السبيكة, يتم طحنها ومصقولها بحيث يكون للسبائك جانب مسطح. يتم تقطيع السبيكة إلى قطع باستخدام سلك مطلي بكربيد السيليكون.
يتم تقطيع سبائك السيليكون إلى صفائح رقيقة, تُعرف أيضًا باسم الرقائق, والتي تكون رقيقة مثل ورقة من الورق. ثم يتم تنظيف الرقائق, مخدر بالبورون أو الفوسفور ويتم اختباره مرارا وتكرارا.
لأن السيليكون النقي لامع, فهو يعكس ضوء الشمس. لتقليل فقدان ضوء الشمس, السيليكون مطلي بطبقة مضادة للانعكاس.
خطوة 3: تحويل الرقاقة إلى خلية شمسية
بعد معالجة كل رقاقة, تتم إضافة الموصلات المعدنية إلى السطح لتشكيل مصفوفة تشبه الشبكة على سطح الرقاقة, ضمان تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. سوف يعزز الطلاء امتصاص ضوء الشمس بدلاً من عكسه.
في حجرة تشبه الفرن, ينتشر الفوسفور إلى طبقات رقيقة على سطح الرقاقة. هذا سيعطي السطح شحنة سالبة. سيشكل مزيج البورون والفوسفور تقاطعًا إيجابيًا وسالبًا, وهو أمر ضروري للوظيفة المناسبة للخلايا الكهروضوئية.
خطوة 4: من الخلايا الشمسية إلى الألواح الشمسية
يتم لحام الخلايا الشمسية معًا باستخدام موصلات معدنية لتوصيل الخلايا. الألواح الشمسية مصنوعة من خلايا شمسية مدمجة معًا في هيكل يشبه المصفوفة.
بعد تجميع البطاريات معًا, أضف طبقة رقيقة من الزجاج (عن 6-7 مم) على الجانب الأمامي المواجه للشمس. الجزء الخلفي مصنوع من مادة بوليمر متينة للغاية. هذا سيمنع الماء, التربة والمواد الأخرى من دخول اللوحة من الخلف. يتم بعد ذلك إضافة مربع التوصيل لتمكين الاتصال داخل الوحدة.
خطوة 5: الحزمة ولوحة الكترونية معززة
يعد تصفيح الخلايا الشمسية خطوة أساسية في عملية تصنيع الألواح الشمسية, والتي يتم تعبئتها في خلات الفينيل ذات طبقتين (إيفا) حزمة تساعد على حماية الألواح من الغبار والرطوبة. EVA عبارة عن طبقة بوليمر شفافة مصممة خصيصًا لتجميع جميع الخلايا الشمسية معًا وقت التصنيع.
بمجرد تثبيت كل شيء ومغلفة معًا, يتم تركيب الخلايا الزجاجية والشمسية في إطار الألومنيوم. يوفر الإطار الحماية ضد الصدمات والطقس ويحتوي على جميع الكابلات والثنائيات الالتفافية للحماية ولوحات التوصيل البيني.
اختبار الألواح الشمسية
بمجرد أن تصبح الوحدة جاهزة, يتم إجراء الاختبارات للتأكد من أن البطارية تعمل كما هو متوقع. طوال عملية الإنتاج, يتم فحص المواد المستخدمة لبناء الألواح بحثًا عن العيوب, مثل التخلص من الخلايا الشمسية التالفة أو المشوهة.
شركة الاتصالات السعودية (حالة الاختبار القياسية) يتم استخدامه كنقطة مرجعية ويتم وضع اللوحة في جهاز اختبار الفلاش في مصنع التصنيع. سيوفر جهاز الاختبار إشعاعًا يعادل 1000 واط/م2, درجة حرارة البطارية 25 درجة مئوية وجودة الهواء 1.5 جرام. يتم تسجيل المعلمات الكهربائية ويمكنك العثور على هذه النتائج في ورقة المواصفات الفنية لكل لوحة.
تخضع الألواح الشمسية لاختبارات مكثفة للتأكد من قدرتها على تحمل الظروف الجوية القاسية, درجات حرارة عالية وتآكل نموذجي. فضلاً عن ذلك, يجب التحقق من أن التيار يتدفق بكفاءة عبر اللوحة.
يتم بعد ذلك تقييم قوة الألواح الشمسية للتأكد من أنها أقل عرضة للكسر بسبب البرد أو الحطام المتساقط الآخر. يعد اختبار جودة الألواح الشمسية أمرًا بالغ الأهمية لضمان قدرتها على توليد الكهرباء واستمراريتها طوال فترة خدمتها.
هل يجب عليك صنع الألواح الشمسية الخاصة بك؟?
لا ننصح ببناء الألواح الشمسية الخاصة بك, على الرغم من أن كيفية صنع الألواح الشمسية ومما تتكون الألواح الشمسية قد يبدو بسيطًا. عيوب بناء الألواح الشمسية الخاصة بك, مثل إشعال النار, تفوق مزاياها.
تعد تقنيات الطاقة الشمسية المصممة بشكل احترافي هي الخيار الأفضل لأنها يتم تصنيعها وفقًا لمعايير صارمة واختبارها لطول العمر. يعد التعامل مع مُركِّب طاقة شمسية مختص أمرًا ضروريًا لضمان أن الألواح الشمسية الخاصة بك مصنوعة من مكونات عالية الجودة توفر الطاقة الشمسية طوال مدة ضمانها البالغة 25 عامًا على الأقل.. تعد الألواح الشمسية واحدة من أفضل مصادر الطاقة لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري, لذا فإن تركيبها في منزلك يعد طريقة رائعة للمساهمة في مستقبل الطاقة النظيفة.
خاتمة
مما سبق, لقد فهمنا بالفعل كيف يتم تصنيع الألواح الشمسية. إذا كنت مهتمًا بالانضمام إلى الآلاف من أصحاب المنازل الذين تحولوا إلى الطاقة المتجددة, اتصل بنا اليوم ويمكن لـ GYCX Solar مساعدتك على اتخاذ الخطوة الأولى. من خلال الحصول على اقتباسات متعددة, يمكنك أن تكون واثقًا من أنك تحصل على أفضل سعر.
املأ نموذج الاتصال الذي يستغرق دقيقة واحدة اليوم للبدء في الحصول على عرض أسعار من مُثبِّت ألواح شمسية موثوق به! هذه الخدمة مجانية تماما وغير ملزمة!
