أنواع الألواح الشمسية: الألواح الشمسية الكهروضوئية أحادية البلورية مقابل الألواح الشمسية الكهروضوئية متعددة البلورات

مع التعميم المستمر وتطوير الطاقة الجديدة, المزيد والمزيد من المؤسسات الصناعية والتجارية, تدرك الكيانات التجارية ومستخدمي المنازل الأفراد الفوائد البيئية والاقتصادية للطاقة الشمسية. مع التقدم السريع المحرز في تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية على مر السنين, تظهر التقنيات الجديدة باستمرار في السوق. يوجد حاليًا ثلاثة أنواع رئيسية من وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنتجة من أنواع مختلفة من المواد الخام في السوق：

1.  أحادي البلورية

2. متعدد البلورات

3. فيلم رقيق

أحادي البلورية سيستطيع صأنيلس

تعد الألواح الشمسية أحادية البلورية الآن النوع الأكثر شيوعًا من وحدات الألواح الشمسية نظرًا لانتاج الطاقة وكفاءتها. عادة يمكن أن تتجاوز كفاءة الألواح الشمسية أحادية البلورية 20%. العمليات السائدة الحالية هي Perc وN-type, من بينها وحدات من النوع N ستصبح القوة الرئيسية في السوق المستقبلية! تعد الوحدات الكهروضوئية المزودة بتقنية Topcon من النوع N حاليًا الاتجاه الفني الرئيسي الذي زادت فيه الشركات المصنعة الكبرى استثماراتها. في نفس الوقت, تعمل الشركات الرائدة في مجال الصناعة الكهروضوئية على زيادة جهود البحث والتطوير. ر&يعمل موظفو D على تطوير وحدات شمسية أكثر كفاءة واستخدام الابتكار التكنولوجي لاحتلال آفاق جديدة في السوق.

يعد لون خلية اللوحة أحد أسهل الطرق للتعرف على الألواح الشمسية أحادية البلورية. بسبب تفاعل الضوء مع السيليكون أحادي البلورة عالي الجودة, عادةً ما تظهر خلايا الوحدة باللون الأسود للعين المجردة, مما يسمح لها بأداء جيد في البيئات منخفضة الإضاءة. لذلك, فهي أكثر كفاءة لأن الأسطح السوداء تمتص الضوء بسهولة. كما أنها تميل أيضًا إلى إنتاج طاقة أكبر من الأنواع الأخرى من الألواح, ليس فقط بسبب كفاءتها, ولكن أيضًا لأنها تتميز بوحدات ذات قدرات طاقة تزيد عن 500 واتس. يفضل معظم الناس المظهر الأنيق للوحدات الشمسية أحادية البلورية السوداء تمامًا على أسطح منازلهم لأنها تمتزج جيدًا مع بلاط السقف الأسود.

متعدد البلورات سيستطيع صأنيلس

كانت الألواح الشمسية متعددة البلورات موجودة منذ بعض الوقت ويفضلها العديد من الأشخاص ذوي الميزانية المحدودة. عادة, وتتراوح كفاءة هذه الألواح الشمسية من 15% ل 17%. على الرغم من أنها أقل كفاءة من نظيراتها من السيليكون أحادي البلورة, تكلفتها المنخفضة هي ميزة. والسبب في ذلك هو أن الخلايا تتكون من أجزاء متعددة من السيليكون, ومن هنا الاسم “البولي سيليكون,” بدلاً من بلورة السيليكون النقية الوحيدة المستخدمة في الخلايا الأحادية البلورية. وهذا يبسط عملية تصنيع البطارية ويوفر منتجًا أكثر فعالية من حيث التكلفة للعميل النهائي.

بالمقارنة مع الألواح أحادية البلورية, أسهل ما يمكن تمييزه عن الألواح متعددة البلورات هو لونها. يتم إنتاج لون خلية الألواح الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات بواسطة طلاء مضاد للانعكاس يعزز قدرة وكفاءة الألواح الشمسية على الامتصاص, إعطاء المنتج مظهرًا أزرقًا على سطحه.

تيهين فعلم شمسي صأنيلس

غالبًا ما تكون الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة أقل كفاءة ولها قدرة طاقة أقل من الألواح أحادية البلورية ومتعددة البلورات. على الرغم من أن كفاءة الخلايا الشمسية قد تختلف باختلاف المواد المستخدمة في بنائها, لديهم عادة كفاءة حولها 11%. من أجل إنتاج نفس كمية الطاقة التي ينتجها النظام الشمسي أحادي البلورات أو متعدد البلورات, وسيلزم وضع المزيد من الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة إذا كانت كفاءتها أقل. قد لا تكون الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة الخيار الأفضل للطاقة الشمسية السكنية لهذا السبب. لكن, فهي ذات معنى أكبر في المنشآت الأكبر, مثل مشاريع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق, حيث يمكن وضع المزيد من الألواح لتلبية احتياجات الطاقة.

تتكون الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من خلايا شمسية ذات طبقات ممتصة للضوء موجودة حولها 350 مرات أرق من لوحة السيليكون المتوسطة, مما يجعلها مرنة للغاية. اعتمادا على تكوينها, فهي متوفرة باللونين الأزرق والأسود. النوع الأكثر شيوعًا من الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة هو تلوريد الكادميوم, ولكن يمكن أيضًا تصنيعها من السيليكون غير المتبلور, وهو ما يشبه تكوين الألواح أحادية البلورية ومتعددة البلورات, وسيلينيد النحاس الإنديوم الغاليوم. تعتمد تكلفة الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة في الغالب على المادة التي تتكون منها, ومع ذلك، فإن تركيب الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة عادة ما يكون أقل تكلفة من الأنظمة أحادية البلورة أو متعددة البلورات.

شرح تكوين العديد من أصناف الألواح الشمسية

النوع الأول هو الألواح الشمسية أحادية البلورية, والتي تتكون من العديد من الرقاقات المقطوعة من قطعة واحدة من السيليكون النقي. السيليكون النقي هو الشكل البلوري الأمثل, والذي يوفر للألواح أحادية البلورية متانة فائقة وكفاءة في المساحة. لكن, العيب هو أن عملية التصنيع غالبا ما تستخدم السيليكون النقي. نتيجة ل, الألواح الشمسية أحادية البلورات أغلى من الألواح الشمسية متعددة البلورات.

في المقابل, تتكون الألواح متعددة البلورات من عدد من بلورات السيليكون المتميزة. يتم دمجها لاحقًا في لوحة واحدة. الميزة الأساسية لهذه الطريقة هي عدم فقدان السيليكون, وبالتالي الحفاظ على التكاليف منخفضة بشكل معقول. ولكن هناك تكلفة. كفاءة الطاقة والمقاومة للحرارة للألواح متعددة البلورات أقل بكثير من تلك الموجودة في الألواح أحادية البلورية. هكذا, أنها تولد طاقة أقل بشكل عام.

أخيرا, تتكون الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من مواد مختلفة تمامًا. عادة, النحاس الإنديوم الغاليوم سيلينيد (سيغس), السيليكون غير المتبلور (أ-سي), أو يتم استخدام تلوريد الكادميوم (CDTe). عادةً ما يكون A-SI هو الأقل تكلفة والأقل كفاءة بين الأصناف الثلاثة, في حين أن CIGS عادة ما تكون الأكثر كفاءة.

ما هي قدرة كل لوحة شمسية فردية؟?

بسبب الكفاءة الأعلى لكل قدم مربع, تتمتع ألواح السيليكون أحادية البلورية بأكبر قدرة إنتاجية وطاقة. حالياً, تتراوح قوة الألواح الشمسية السائدة من 400 واط إلى 700 واط. من المثير للدهشة أن الألواح متعددة البلورات قريبة من الخلف, مع متوسط ​​مخرجات الطاقة للألواح تتراوح من 200 واط إلى 400 واط.

في المقابل, يصعب تعميم سعة الألواح ذات الأغشية الرقيقة نظرًا لأحجامها المختلفة. لكن, بشكل عام, أنها تنتج طاقة أقل من الألواح الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون البلورية, عادة بين 200-300 واط.

ما هي الكفاءة اعتمادا على نوع الألواح الشمسية؟?

فوق 21%, توفر الألواح أحادية البلورية أفضل تصنيف للكفاءة لجميع أنواع الألواح الشمسية. وهذا يعني ذلك 21% من الطاقة الشمسية يمكن تحويلها إلى طاقة قابلة للاستخدام. تقع كفاءة الألواح متعددة البلورات ضمن النطاق المعتاد, بين 18% ل 23%. ستكون هذه الأرقام كافية لمعظم التطبيقات السكنية.

في المقابل, تتمتع الألواح ذات الأغشية الرقيقة بتصنيف كفاءة إجمالي أعلى من الألواح البلورية السيليكونية. سيغس, الأفضل من بين الثلاثة, هو الأعلى في 13% ل 15%. يتراوح CdTe بين 9% و 11%. a-SI لديه أدنى كفاءة, تتراوح من 6% ل 8%, ولهذا السبب يتم استخدامه بشكل شائع في التطبيقات منخفضة الطاقة مثل الآلات الحاسبة الشمسية.

كم تكلفة الألواح الشمسية الثلاثة المتميزة؟?

بسبب كفاءتهم في استخدام الطاقة والفضاء, الألواح أحادية البلورية هي الأكثر تكلفة. ويتراوح سعره لكل واط من $1 ل $1.20, وبالتالي أ 500 سوف تكلف لوحة واتس ما بين $500 و $600.

تتمتع الألواح متعددة البلورات بنسبة كبيرة من التكلفة إلى الأداء. تكلفوا بين $0.90 و $1 لكل واط, أو $315 ل $350 ل 350 لوحة واتس. قد لا يبدو وكأنه خصم كبير, ولكن عند الشراء 20 أو أكثر من الألواح, تتصاعد المدخرات.

النطاق السعري للألواح ذات الأغشية الرقيقة يتراوح بين $0.50 و $1 لكل واط. غالبًا ما يتم تسعير CIGS عند الطرف العلوي من هذا الطيف.

أي نوع من الألواح الشمسية هو الأفضل؟?

العديد من المعلمات, مثل حجم ووزن الأسطح, تحديد نوع الألواح الشمسية المثالي لاحتياجاتك. إذا كانت لديك مساحة محدودة أو تحتاج إلى كفاءة عالية لكل قدم مربع لتوفير المال, تعتبر الألواح الشمسية أحادية البلورية مثالية.

إذا كنت تمتلك عقارًا أكبر, مثل مبنى تجاري أو مزرعة, والعكس هو الصحيح. على مساحة كافية, يمكن تعويض انخفاض كفاءة الألواح متعددة البلورات عن طريق انخفاض تكاليف التركيب, مما يسمح لك بتثبيت المزيد من اللوحات لتعويض فقدان الإخراج.

عندما تكون لوحة السيليكون البلورية غير عملية, تعتبر الألواح ذات الأغشية الرقيقة خيارًا قابلاً للتطبيق. ومن الأمثلة على ذلك الأسطح الرقيقة للمباني والقمم الصغيرة للمركبات الترفيهية. مع معامل درجة حرارة أكبر, إنها أيضًا خيارات ممتازة للظروف الأكثر سخونة (المزيد عن هذا لاحقا).

ملحوظة, لكن, أن تكلفة اللوحة نفسها ليست الاعتبار الوحيد. للحصول على صورة واضحة عن النوع المثالي بالنسبة لك, تحتاج أيضًا إلى النظر في نفقات العمالة والصيانة.

المتغيرات المؤثرة على نماذج الألواح الشمسية

تعد قدرة الألواح الشمسية على تحمل الحرارة أحد العوامل الأساسية التي يمكن أن تؤثر على كفاءتها. يتم قياس ذلك من خلال معامل درجة حرارة اللوحة أو انخفاض الإنتاج لكل درجة زيادة في درجة الحرارة. تتمتع الألواح ذات الأغشية الرقيقة بخسارة إخراج تبلغ فقط 0.2%, لكن الألواح البلورية تخسر ما بين 0.3% و 0.5% من قوتهم.

بالإضافة إلى, مقاومة الطقس هي عامل رئيسي. في المناخات الباردة, مقاومة البرد أمر بالغ الأهمية بشكل خاص. على العموم, تعتبر الألواح البلورية أكثر مقاومة للتلف الناجم عن البرد من الألواح ذات الأغشية الرقيقة. يجب عليك أيضًا أن تكون حذرًا من التدهور الناجم عن الضوء, أو غطاء. تتسبب هذه الظاهرة في انخفاض قصير في الأداء خلال الساعات القليلة الأولى من التعرض لأشعة الشمس نتيجة الأكسجين الناتج عن عملية التصنيع. عادة, هذا بين 1% و 3% خسارة الإخراج.