الميزات الشمسية

يتم تصنيع الألواح الشمسية ، التي تسمى أيضًا الألواح الشمسية أو الوحدات الشمسية ، من محولات الطاقة الضوئية المنفصلة (ما يسمى الخلايا الشمسية) ، والتي ترتبط مع بعضها البعض في سلسلة ودارات متوازية ، وتعمل مجتمعة كمصدر حالي واحد.

في الواقع يمكن اعتبار لوحة واحدة كمصدر حالي. شكل العديد من الألواح الشمسية محطة طاقة شمسية مستقلة، والتي يمكن أن تكون صغيرة (إذا كنا نتحدث عن منزل خاص على سبيل المثال) أو كبيرة (إذا كنا نتحدث عن محطات الطاقة الشمسية الصناعية) الطاقة. يعتمد حجم المحطة الشمسية على الغرض منها وعلى احتياجات المستهلك.

تحتوي إحدى الألواح الشمسية عادة على عدد العناصر في مضاعفات 12 ، وهي: الخلايا الشمسية 12 أو 24 أو 36 أو 48 أو 60 أو 72. تكمن القوة المقدرة لأحد هذه اللوحات عادة في النطاق من 30 إلى 350 واط. وفقًا لذلك ، يكون حجم ووزن اللوحة أكبر ، وكلما زادت قوتها المقدرة.

اليوم ، تكمن الكفاءة الحقيقية للألواح الشمسية المتاحة للمستهلكين على نطاق واسع في حدود 17 إلى 23٪. هناك نسخ منفصلة تعلن كفاءة تصل إلى 24 ٪ ، ولكن هذه هي على الأرجح استثناءات ومبالغة. تلتزم المختبرات في جميع أنحاء العالم بتطوير الخلايا الشمسية ، كفاءة التي اقتربت على الأقل من 30 ٪ - ستكون هذه نتيجة جيدة للغاية لمصدر للطاقة من هذا النوع ، إذا نظرت إلى الأمور بشكل واقعي.

إن الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون ، باعتبارها مصدرًا بديلًا للطاقة الكهربائية ، يتم اختبارها بمرور الوقت ، فهي موثوقة وآمنة وصغيرة الحجم وفي متناول اليد نسبياً. مدة تشغيلها العادية تصل إلى 30 سنة وحتى تتجاوز. على الرغم من أنه من الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أن خلايا السيليكون الضوئية تتحلل بمرور الوقت ، وهذا يترجم إلى انخفاض في الطاقة المستقبلة في ضوء كامل بنحو 10 ٪ من التصنيف الأولي لكل 10 سنوات من الاستخدام النشط.

وهذا يعني أنه في عام 2019 ، تم شراء لوحة شمسية بقوة 300 واط ، ثم بحلول عام 2039 ستكون قادرة على توليد 240 واط بحد أقصى. لهذا السبب ، يجب حساب السعة المثبتة للنظام بهامش حالي معين. أما بالنسبة للعناصر ذات الأغشية الرقيقة ، فلم يتم اختبارها بمرور الوقت ، لكن الخبراء يقولون إن معدل التدهور في سنواتهم الأولى يزيد عدة مرات عن معدل عناصر السيليكون أحادية البلورية وعناصر البلوري.

في الاستخدام العادي ، لا يلزم استبدال العناصر أو أي صيانة خاصة أخرى بألواح شمسية أحادية البلورية أو بلورية. إنها سهلة التركيب ، ولا تحتوي على أجزاء متحركة ، حيث يكون سطحها المواجه للشمس دائمًا ذو طلاء ميكانيكي قوي.

تتم إزالة سمة الجهد الحالي للخلايا الشمسية في ظروف المختبر أثناء الإنتاج ويتم تقديمها في المواصفات. يتم إجراء الاختبار القياسي بإشعاع يبلغ 1000 واط / متر مربع عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية ، على خط عرض 45 درجة.

هنا يمكنك رؤية النقاط القصوى لخاصية I-V التي تنخفض فيها الطاقة المستخرجة من البطارية إلى الصفر. جهد الدائرة المفتوحة - Voc هو أقصى جهد متاح عند إخراج البطارية عندما تكون دائرة الحمل مفتوحة. الحالي مع دائرة الحمل قصيرة الدائرة - Isc - هو ، وفقا لذلك ، في الجهد الناتج صفر.

في الممارسة العملية ، تعمل البطارية دائمًا في وضع مثالي ، في مكان ما في الوسط بين هاتين النقطتين. عند النقطة المثلى ، تمثل MPP أقصى طاقة تحميل. يرمز Vp إلى الفولتية المقدرة لنقطة الطاقة القصوى ، بينما يرمز Ip إلى التيار المقنن لهذه النقطة. عند هذه النقطة ، يتم تحديد كفاءة الألواح الشمسية أيضًا.

من حيث المبدأ ، فإن البطارية الشمسية قادرة على العمل في أي نقطة من سمات I-V ، ومع ذلك ، للحصول على أقصى قدر من الكفاءة ، من المفيد استخدام نقطة الطاقة العالية ، وبالتالي ، فإن الألواح الشمسية لا تغذي الحمل مباشرةً. لتحقيق كفاءة أفضل ، يجب توصيل البطارية الشمسية والبطاريات (العاكس) وحدة تحكم المسؤول MPPT، والتي ستعمل دائمًا عند الحد الأقصى من الطاقة المتاحة في أي شدة حالية من ضوء الشمس.