ما هو العمر الافتراضي للألواح الشمسية؟

الألواح الشمسية، والمعروفة أيضاً بالألواح الكهروضوئية، هي أجهزة تمتص ضوء الشمس وتحول الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام. تتكون الألواح الشمسية من عدة خلايا شمسية فردية (خلايا كهروضوئية). وتعتمد كفاءة الألواح الشمسية بشكل مباشر على عدد الخلايا الشمسية.

تتكون وحدة الخلايا الكهروضوئية من خلايا شمسية، وزجاج، ومادة EVA، وغطاء خلفي، وإطار. تستخدم أنظمة الإضاءة الشمسية الحديثة إما ألواحًا شمسية أحادية البلورة أو ألواحًا شمسية متعددة البلورات. تتميز الخلايا الشمسية أحادية البلورة بكفاءة أعلى لأنها تُصنع من بلورة واحدة من السيليكون، بينما تُصهر عدة بلورات سيليكون معًا لتكوين الخلايا متعددة البلورات. تتضمن عملية تصنيع الألواح الشمسية عدة مراحل.

إنتاج الألواح الشمسية

تتكون اللوحة الشمسية بشكل أساسي من 5 مكونات.

الخلايا الشمسية

تتكون عملية إنتاج الخلايا الشمسية من مكونات عديدة. فرقائق السيليكون، بعد تحويلها إلى خلايا شمسية، قادرة على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. تحتوي كل خلية شمسية على رقاقة سيليكون مشحونة بشحنة موجبة (البورون) وأخرى مشحونة بشحنة سالبة (الفوسفور). ويتكون اللوح الشمسي النموذجي من 60 إلى 72 خلية شمسية.

زجاج

يُستخدم الزجاج المقسّى لحماية الخلايا الكهروضوئية، ويبلغ سمكه عادةً من 3 إلى 4 ملم. يحمي الزجاج الأمامي الخلايا من درجات الحرارة القصوى، وهو مصمم لمقاومة تأثير الحطام المتطاير. تُسهم أنواع الزجاج عالية النفاذية، المعروفة بانخفاض محتواها من الحديد، في تعزيز كفاءة الألواح الشمسية، كما أنها مزودة بطبقة مضادة للانعكاس لتحسين نفاذية الضوء.

إطار من الألومنيوم

يُستخدم إطار من الألومنيوم المبثوق لحماية حافة الرقاقة التي تضم الخلايا الشمسية، مما يوفر بنية صلبة لتثبيت اللوحة الشمسية في مكانها. صُمم إطار الألومنيوم ليكون خفيف الوزن وقادرًا على تحمل الأحمال الميكانيكية والظروف المناخية القاسية. عادةً ما يكون الإطار فضي اللون أو أسود مؤكسد، وتُثبّت زواياه بالضغط أو باستخدام البراغي أو المشابك.

طبقات غشاء EVA

تُستخدم طبقات أسيتات فينيل الإيثيلين (EVA) لتغليف الخلايا الشمسية وتثبيتها معًا أثناء التصنيع. تتميز هذه الطبقة بشفافيتها العالية ومتانتها ومقاومتها للرطوبة والتغيرات المناخية القاسية. وتلعب طبقات EVA دورًا بالغ الأهمية في منع دخول الرطوبة والأوساخ.

يتم تغليف كلا جانبي الخلايا الشمسية بطبقات من أغشية EVA لتوفير امتصاص الصدمات وحماية الأسلاك المتصلة والخلايا من الصدمات والاهتزازات المفاجئة.

صندوق التوصيل

يُستخدم صندوق التوصيل لتثبيت الكابلات التي تربط الألواح الشمسية بإحكام. وهو عبارة عن علبة صغيرة مقاومة للعوامل الجوية، تحتوي أيضًا على صمامات التجاوز. يقع صندوق التوصيل خلف اللوحة الشمسية، وهو نقطة اتصال جميع الخلايا، لذا من المهم حماية هذه النقطة المركزية من الرطوبة والأوساخ.

تدوم الألواح الشمسية عادةً ما بين 25 و30 عامًا، وتقل كفاءتها تدريجيًا مع مرور الوقت. ومع ذلك، فهي لا تتوقف عن العمل عند انتهاء عمرها الافتراضي، بل تتدهور تدريجيًا، وينخفض ​​إنتاج الطاقة بنسبة يعتبرها المصنّعون كبيرة. أحد الأسباب الرئيسية لطول عمر الألواح الشمسية هو عدم احتوائها على أي أجزاء متحركة. فما دامت سليمة، يمكنها الاستمرار في العمل لعقود. كما يعتمد معدل تدهور الألواح الشمسية على نوعها، ومع تطور تقنيات الألواح الشمسية على مر السنين، تتحسن معدلات التدهور.

إحصائيًا، يُقاس العمر الافتراضي للوحة الشمسية بنسبة الطاقة المُولّدة على مدار سنوات مقارنةً بقدرتها المُصنّفة. ويُقدّر مُصنّعو الألواح الشمسية نسبة فقدان الكفاءة بحوالي 0.8% سنويًا. ومن المُفترض أن تُنتج الألواح الشمسية 80% على الأقل من قدرتها المُصنّفة لتعمل بكفاءة. على سبيل المثال، لكي تعمل لوحة شمسية بقدرة 100 واط بكفاءة، يجب أن تُولّد 80 واط على الأقل. لمعرفة أداء لوحتك الشمسية بعد عدد مُعين من السنوات، نحتاج إلى معرفة مُعدّل تدهورها. ويبلغ مُعدّل التدهور 1% سنويًا في المتوسط.

فترة استرداد الطاقة (EPBT) هي المدة الزمنية اللازمة للوحة الشمسية لإنتاج طاقة كافية لاسترداد تكلفة الطاقة المستخدمة في تصنيعها، وعادةً ما يكون عمر اللوحة الشمسية أطول من فترة استرداد الطاقة. تساهم الصيانة الجيدة للوحة الشمسية في تقليل معدل تدهورها وتحسين كفاءتها. قد ينتج تدهور اللوحة الشمسية عن الإجهاد الحراري والتأثيرات الميكانيكية التي تؤثر على مكوناتها. يساعد الفحص الدوري للوحات على كشف المشكلات، مثل الأسلاك المكشوفة وغيرها من المناطق التي تستدعي الاهتمام، لضمان عمر أطول لها. كما أن تنظيف اللوحات من الأوساخ والغبار وتسرب المياه والثلوج يزيد من كفاءتها. يؤثر حجب أشعة الشمس والخدوش أو أي تلف آخر على أداء اللوحة. يكون معدل التدهور منخفضًا نسبيًا في الظروف المناخية المعتدلة.

أداءإضاءة الطريق بالطاقة الشمسيةيعتمد عمر نظام إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية بشكل كبير على كفاءة الألواح الشمسية المستخدمة. ومع تزايد إقبال الأفراد والشركات على الاستثمار في الطاقة الشمسية، فمن الطبيعي توقع أن يكون أهم مكونات هذا النظام، وأغلاها ثمناً، متيناً وجديراً بالثقة. أكثر الألواح الشمسية شيوعاً حالياً هي الألواح أحادية البلورة ومتعددة البلورات، وكلاهما يتمتع بعمر افتراضي متقارب. مع ذلك، فإن معدل تدهور الألواح متعددة البلورات أعلى قليلاً من الألواح أحادية البلورة. إذا كانت الألواح سليمة وتنتج كمية كافية من الكهرباء لتلبية احتياجاتك، فلا داعي لاستبدالها حتى بعد انتهاء فترة الضمان.

كما هو موضح في الصورة، تُعدّ شركة زينيث للإضاءة شركةً متخصصةً في تصنيع جميع أنواع مصابيح الطاقة الشمسية وغيرها من المنتجات ذات الصلة. إذا كان لديكم أي استفسار أو مشروع، فلا تترددوا في التواصل معنا. تواصل معنا.