اختلفت أبعاد الخلايا الشمسية منذ تصنيعها لأول مرة وتستمر بالتغير ليومنا هذا، حيث يوجد الآن عدة أبعاد مختلفة للخلايا الشمسية وأكثرها انتشاراً الخلايا بأبعاد 210 مم × 210 مم (خلايا G12)، و182 × 182 مم (خلايا M10).
ولكن هل لهذه الأبعاد تأثير على كفاءة اللوح الشمسي أو إنتاجيته؟ تابعوا معنا هذا المقال حيث نتعرف على تأثير الخلايا الشمسية على كفاءة اللوح الشمسي وإنتاجيته.
حجم الخلايا وعلاقتها باستطاعة اللوح
كلما كان حجم الخلية أكبر كلما ولدت استطاعة أكبر وذلك بسبب زيادة مساحة السطح المُعرض للإشعاع الشمسي وبالتالي زيادة إمكانية تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية.
يعمل مُصنعو الألواح الكهروضوئية على زيادة عدد الخلايا في اللوح قدر المستطاع من خلال استخدام تقنيات تقلل المساحة الخالية في اللوح وبالتالي تمكننا من الحصول على استطاعة أكبر للوح ككل بفضل زيادة مساحة الخلايا المستخدمة.
كفاءة الألواح
تعبر كفاءة الألواح عن كمية الطاقة التي تحولها الألواح من الإشعاع الشمسي الساقط عليها إلى طاقة كهربائية، وتختلف كفاءة الألواح عن كفاءة الخلايا الشمسية التي تدخل في تركيبها حيث تكون كفاءة اللوح أقل من كفاءة الخلايا، وذلك بسبب وجود الفراغات بين الخلايا ضمن اللوح مما يقلل من كفاءة اللوح الكلية.
لذلك يوجد عدة طرق لزيادة كفاءة اللوح دون زيادة حجم اللوح نذكر منها:
- استخدام أنواع خلايا بكفاءة أعلى مما يؤدي إلى زيادة استطاعة اللوح الكلية.
- تقليل الفراغات بين الخلايا باستخدام تقنيات كالشريط المترابط حيث تكاد تنعدم المسافات بين الخلايا في هذه الحالة وبالتالي زيادة كمية الإشعاع الممكن تحويله إلى طاقة كهربائية.
- استخدام خلايا بشكل جديد يؤمن استغلال أكبر لمساحة اللوح وتقليل الفراغات بأقصى ما يمكن مما يزيد من كفاءة اللوح وبالتالي إنتاجيته.
لاحظنا أن شكل الخلية الشمسية وحجمها يلعب دوراً أساسياً في تحديد كفاءة اللوح واستطاعته، حيث ظهرت في البدايات فكرة استخدام الخلايا الشمسية الدائرية، ولكنها أدت للحصول على ألواح منخفضة الكفاءة، تلاها استخدام خلايا بشكل ثماني الأضلاع، واليوم يكثر استخدام الخلايا مربعة الشكل والتي انتشرت مؤخراً بشكل كبير.
قدمت شركة ترينا سولار نموذجاً جديداً للخلايا الكهروضوئية يتمثل بخلايا مستطيلة الشكل أبعادها (182 × 210 مم) بحيث تجمع بين خصائص الخلايا المربعة (G12) و(M10)، وأنتجت بالاعتماد على هذه الخلايا ألواحاً كهروضوئية تحت اسم «فيرتكس – أر سيريس – Vertex – R series»، نتعرف على أبرز خصائصها سويةً:
استطاعة أكبر بعدد خلايا أقل
تمكنت شركة ترينا سولار بفضل الحجم المميز للخلايا المستطيلة (H4) من تصميم ألواح كهروضوئية مكونة من 66 خلية باستطاعة تصل حتى 580 واط، متجاوزةً بذلك استطاعة الألواح الكهروضوئية من خلايا M10، التي تضم 72 خلية واستطاعتها 545 واط فقط.
كما تتميز هذه الألواح بكفاءتها العالية والتي تصل حتى 21.8%.
معامل تقادم أفضل من غيرها
تتميز ألواح «Vertex S – R series» بانخفاض قيمة معامل التقادم السنوية لها ليكون 0.55%، وهو أقل من قيمة المعامل للألواح التقليدية والذي يكون 0.6%، أما معامل التقادم خلال السنة الأولى فهو 2%.
وبفضل القيم المنخفضة لهذه المعاملات تتمتع ألواح «Vertex S – R series» بكفالة تصنيع لمدة 15 عاماً وكفالة أداء لمدة 25 عاماً.
ألواح «Vertex S – R series» تتفوق على الألواح من نوع N-Type وP-Type
تم إجراء عدة دراسات مقارنة باستخدام ألواح «Vertex S – R series» وألواح N-Type، P-Type من خلايا بقياس 182 مم، في مشروع في الإمارات العربية المتحدة بهدف مقارنة أداء هذه الألواح.
أظهرت الدراسة أن استخدام ألواح «Vertex S – R series» يحقق توفيراً في سعر الكهرباء المتكافئ «LCOE»، وتوفيراً في تكاليف تأسيس النظام «BOS» بالمقارنة مع الألواح الأخرى كما يلي:
- تحقق ألواح «Vertex S – R series» توفيراً بحوالي 3.6% بالمقارنة مع ألواح خلايا N-Type بقياس 182 مم.
- تحقق ألواح «Vertex S – R series» توفيراً بحوالي 4.7% بالمقارنة مع ألواح خلايا P-Type بقياس 182 مم.
تعد ألواح «Vertex S – R series» خطوة جديدة في عالم الطاقة الشمسية، تؤكد على حجم الجهود التي يبذلها مُصنعو الألواح الكهروضوئية للتوصل لتقنيات حديثة وجديدة على مستوى الألواح والخلايا لرفع الكفاءة وتحسين المنتجات.