أنواع الألواح الشمسية و مصنعيها

 شكل الــ Monocrystalline silicon

تعتبر الألواح الشمسية من إحدى أهم العناصر المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية،

تعمل على إنتاج الطاقة الكهربائية من خلال أشعة الشمس (الفوتونات) وإرسالها إلى

منظم الشحن ومن ثم إلى الانفرتر والبطاريات والأحمال الكهربائية، يتوفر أنواع مختلفة من الألواح الشمسية حسب نوع المادة وكفاءتها وجودة التصنيع.

أنواع الألواح الشمسية بالتفصيل

يوجد الكثير من الشركات التي تعمل على تصنيع الألواح الشمسية،

يتم تصنيف الألواح الشمسية إلى ثلاث أنواع، وهي:

1. خلايا أحادية البلورة (Monocrystalline silicon).
2. خلايا متعددة الكريستالات (Polycrystalline silicon).
3. الألواح الفلمية (Thin-film).

أولاً: الخلايا الأحادية (Monocrystalline silicon):

• هذا النوع لدية المظهر المميز الذي يدل على أعلى نقاء كريستالات السيليكون.
• يتمتع بأخذ أعلى معدلات الكفاءة، قد يصل إلى أكثر من 20%.
• عمرها الافتراضي 25 سنة أو أكثر حسب جودة الألواح.
• يتم صناعة الألواح سوداء اللون، حتى يتفاعل ضوء الشمس (الفوتونات) مع بلورة السيليكون النقي.
• في حين أن الألواح سوداء اللون، فإن الألواح الشمسية أحادية البلورة لها مجموعة متنوعة من الألوان ألواحها وإطاراتها الجانبية وظهرها.
• أداء جيد تحت ظروف الإشعاع الشمسي المنخفض قليلاً.

العيب في هذا النوع من الألواح هو التكلفة العالية مقارنة مع خلايا متعددة الكريستالات (Polycrystalline silicon).

شكل الــ Monocrystalline silicon أول أنواع الألواح الشمسية

ثانياً: الخلايا متعددة الكريستالات (Polycrystalline silicon):

• يمكنك التميز بسرعة بين هذه اللوحات لأن هذا النوع من الألواح الشمسية به مربعات لا يتم قطع زوايا، أي تكون عليها خطوط كثيرة، وغالباً لونها زرقاء.
• مصنوع من ذوبان السيليكون الخام، وهي أسرع وأرخص من ألواح أحادية البلورية (Monocrystalline silicon).
• عمرها الافتراضي 25 سنة أو أكثر حسب جودة الألواح.
• كفاءتها حوالي 16.5%، بسبب انخفاض نقاء السيليكون.
• عيبها هو أن المظهر، حيث أن ألواح Monocrystalline silicon لها شكل جمالي، ولكن لا يهم المشترين.
• تتطلب مساحة تركيب أعلى قليلاً من الألواح الشمسية أحادية البلورية Monocrystalline silicon

شكل ألواح الــ Polycrystalline silicon

ثالثاً: الألواح الفلمية (Thin-film):

• أكبر عامل جمالي في هذا النوع، هو مدى رقة صنعها وشكلها الانسيابي القابل للثني على العكس من الأنواع السابقة.
• يجرى العديد من التطوير والأبحاث لجعلها مناسبة للاستخدام بشكل أفضل.
• يمكن استخدامها أثناء التنقل.
• التكلفة العالية مقارنة مع عمرها الافتراضي بالنسبة مع الأنواع الأخرى.
• فهي تحمل أقصر الضمانات لأن عمرها الافتراضي أقصر من أنواع الألواح الأخرى.

شكل ألواح الـ Thin -film

الفرق بين ألواح الــ Mono وألواح الــ Poly

لا يوجد فرق كبير بين النوعين، فعند القول أن ألواح الــ Mono تنتح 330W فيوجد أيضاً ألوح من نوع الــ Poly تنتج 330W،

فمن ناحية الإنتاج لا يوجد فرق بين الأثنين.

من ناحية مقاسات النوعين والتوفير في المساحة بسيط جداً:

فنجد حالياً أن ألواح الــ Mono بقدرة 280W ومقاسها 165*99 وأقصى وات في الألواح الــ poly عند نفس المقاس = 265W.

إذا التوفير في المساحة= 280-265/265*100% =5.6%

وهي نسبة قليلة من ناحية توفير المساحة بين النوعين، حيث ان ألواح الــ Mono أقل قليلاً من ألواح الــ poly من حيث المساحة،

الفرق الكبير بين النوعين هو أن المظهر، حيث أن ألواح Monocrystalline silicon لها شكل جمالي، ولكن لا يهم المشترين.

تحديد زاوية ميل الألواح الشمسية

تحديد زاوية ميل الألواح الشمسية، نعلم جميعنا أن إنتاجيه الألواح الشمسية تعتمد على معدل أشعة الشمس الساقط عليها،

ولكن هل هذه الأشعة كافية لكي تلبي احتياج أفضل إنتاجيه للألواح الشمسية؟

سؤال قد يطرحه الكثير وأجابته ببساطة هو هناك عوامل تؤثر على سقوط أشعة الشمس على سطح الأرض،

لذلك فمن المستحيل الاستفادة من كامل أشعة ضوء الشمس الساقط.

دعنا نتعرف على العوامل التي تسبب في عدم سقوط كامل ضوء الشمس على الأرض، وكيفية تحديد زاوية ميل الألواح الشمسية.

اتجاه الشمس واللوح الشمسي على مدار العام

مقدمة عن أشعة الشمس

يعتبر مصدر الشمس من المصادر الذي لا ينضب للطاقة ونظيف لا ينتج عن استعماله أي غازات أو نواتج ضارة للبيئة.

حيث تقاس الطاقة الشمسية بوحدة الجول، مع أن القياس الأكثر شيوعاً لفيض الإشعاع (Flux) أو لقدرة الإشعاع (Power)،

والذي يعبر عن الطاقة خلال الزمن. وقد اتفقوا العلماء على أن قيمة ثابت الشمس حول الرقم 1360 واط لكل متر مربع.

ولكن ما يصلنا إلى الأرض قد يكون في المتوسط 1000 واط لكل متر مربع،

وسبب الانخفاض في القيمة ناتج عن عمليات الامتصاص وتشتت الإشعاع الشمسي في الغلاف الجوي الواصل إلى الأرض.

يعد ميل أشعة الشمس على مدار العام له دور مهم وأساسي في إنتاجية الألواح الشمسية،

إليك صورة توضح موضع الشمس في 21 ديسمبر، وموضعه في تاريخ 21 يونيو.

موضع أشعة الشمس في الصيف والشتاء

أنواع الاشعاعات الساقطة على الأرض

يصل إلى الأرض ثلاث أنواع من الاشعاعات التي تمثل نسبة 50% من الأشعة الشمسية وهي:

• الإشعاع الشمسي المباشر:

هي الأشعة التي تصل مباشرة من الشمس إلى سطح الأرض وترتفع قيمتها في فصل الصيف عندما تكون السماء صافية.

• الإشعاع الشمسي المشتت والمنتشر:

ينتج عن انعكاس الشعاع المباشر من الشمس في الفضاء بسبب السحب

وقطرات المياه والغازات في الغلاف الجوي للأرض وترتفع نسبته

في فصل الشتاء عندما تكثر السحب، ويشكل النسبة الكبرى من الإشعاع الكلي.

• الإشعاع الشمسي المنعكس:

ينتج عن انعكاس الشعاع الشمسي المباشر أو المشتت على سطح الأرض والبحار،

ويختلف نسبته حسب السطح وقدرته على عكس الأشعة،

ويرتفع خاصة قريباً من البحار أو الأراضي العاكسة.

أنواع الاشعاعات الساقطة على الأرض

الإنتاج السنوي لكل متر مربع من الشمس

الانتاج السنوي لكل متر مربع من الشمس

كما أن هناك عوامل قد تؤثر بشكل مباشر في إنتاجيه الألواح الشمسية كالغلاف

الجوي والغبار المتناثرة في الجو والمتراكمة على الألواح الشمسية وزاوية تسلط أشعة الشمس على الألواح.

انظر إلى شكل المنحنين، حيث تلاحظ أن إنتاجية الألواح على مدار اليوم وأثناء تواجد أشعة الشمس المثالي،

بأنه ينتج طاقة تدريجية تبدأ من الصباح وتصل إلى قيمتها حسب قدرة الألواح الشمسية

ثم تعود إلى الانخفاض التدريجي، بسبب تغير زاوية سقوط أشعة الشمس إلى زاوية مائلة.

ولكن على أرض الواقع هذا لا يحدث بشكل مثالي،

بل يوجد تذبذبات في الإنتاجية حسب العوامل الجوية الخارجية المحيطة بالألواح الشمسية.

منحنيات تقارن معدل تواجد أشعة الشمس

خطوط الطول والعرض للأرض

تختلف تحديد زاوية الألواح الشمسية بناءً على الموقع الجغرافي المتواجد به،

وحسب خطوط الطول وخطوط العرض للكرة الأرضية.

حيث أن زاوية دوائر العرض هي المحصورة بين مستوى خط الاستواء والخط الواصل من هذه النقطة إلى مركز الأرض،

وهذا يعني أن جميع النقاط الواقعة على خط الاستواء تقع على خط عرض صفر،

وتتراوح زوايا خط العرض ما بين (0-90 درجة شمال) و(0-90 درجة جنوب).

بينما زاوية دوائر الطول هي التي تحدد وضع النقطة في اتجاهي الشرق والغرب على سطح الكرة الأرضية،

وقد تم اعتبار نقطة الصفر هي خط الطول المار بمدينة جرينتش،

وتتراوح زوايا خط الطول ما بين (0-180 شرقاً) إلى (0-180 غرباً).

خطوط الطول والعرض

ملاحظة مهمة:

يتم توجيه الألواح الشمسية في منطقة شمال خط الاستواء باتجاه الجنوب،

بينما منطقة جنوب خط الاستواء يتم توجيه ألواحهم باتجاه الشمال بزاوية محددة حسب خطوط العرض.

تحديد زاوية ميل الألواح الشمسية

يمكن بكل بساطة تحديد زاوية ميل الألواح الشمسية من خلال تطبيق الخرائط بمعرفة خط العرض والطول للموقع المتواجد به،

أو من خلال تطبيق مخصص لتحديد زاوية الميل بوضع الهاتف على سطح اللوح ويتم ميله إلى أن يعطيك زاوية الميل المناسبة.

عموماً كلما كانت أشعة الشمس عمودياً على الألواح الشمسية،

كان ذلك أفضل لكي ينتج طاقة أكثر.

ميل أشعة الشمس الساقط على اللوح الشمسي

ملاحظة مهمة:

في الواقع العملي يستخدم المهندسين أجهزة مخصصة لتحديد زاوية ميل الألواح الشمسية، بالإضافة إلى تحديد كمية الإشعاع الشمسي الساقط على سطح الأرض بالمتر المربع.

أكبر مصنعي الألواح الشمسية في العالم

أكبر مصنعي الألواح الشمسية في العالم،

نقدم لكم قائمة تخص أكبر مصنعي الألواح الشمسية على مستوى العالم لعام 2022.

فما هي الدول التي تتفوق في مجال تصنيع ألواح الخلايا الشمسية بأفضل التقنيات والمعتمدة عالمياً والتي تبيع منتجاتها على المستوى العالمي.

الشركات المصنعة للألواح الشمسية

كل عام تظهر لنا قائمة جديدة بأفضل الشركات التي تحسن في

تقنيات تصنيع الخلايا الشمسية من خلال رفع الإنتاجية والكفاءة بأقل مساحة ممكنه.

وقد حصلت شركة سن باور (بالإنجليزية: Sun Power) على المرتبة

الأولى بتطويرها لوح شمسي “Maxeon M-Series” القادر

على إنتاج ما يقارب 420W-435W بكفاءة تصل إلى 22.8%، وهي أعلى كفاءة حتى هذه اللحظة.

بينما شركة ترينا سولار (بالإنجليزية: Trina Solar) المشهورة،

فقد صنعت لوح شمسي قادر على إنتاج 670W وهي القيمة الأعلى حتى هذه اللحظة، إلا أن الكفاءة متدنية مقارنة مع القدرة الإنتاجية حيث تصل إلى 21.6%،

وهذا ما جعلها في المرتبة السادسة.

ألواح شمسية بماركات عالمية

أكبر مصنعي الألواح الشمسية في العالم

أصبحت الصين بالصدارة في تصنيع الألواح الشمسية،

إذ أنها تسيطر على السوق التجاري في بيع الألواح الشمسية بأفضل كفاءة وأقل سعراً.

فهي الدولة الأولى التي بها شركات تورد حوالي ثلاثة أرباع منتجاتها،

بينما تنتج الشركات الأمريكية حالياً حوالي 1% فقط في الوقت الحالي بحسب تقرير “جيني تشيس” مدير تحليلات الطاقة الشمسية لدى “بلومبرج إن إي إف”،

والسبب هو هيمنة الصين على العالم في مجال تصنيع الألواح الشمسية.

وما جعل الصين الدولة الأولى المختصة في مجال تصنيع الألواح الشمسية،

هو أن الشركات تصنع الألواح بأقل التكاليف مع مراعاة رفع الكفاءة والإنتاج في نفس الوقت،

في ذات الوقت تشجع الدولة هذه الشركات على المنافسة والاستمرار في الصعود.

وجدير بالذكر إلى أن الصين لديها 261 مصنع لتصنيع الألواح الشمسية وبهذا فهي الدولة التي المتفوقة عالمياً في عدد المصانع.

قائمة أكبر مصنعي الألواح الشمسية في العالم

جدول قائمة أكبر مصنعي الألواح الشمسية

تصميم نظام طاقة شمسية 24V

V ومتى نستخدمه وما المكونات المطلوبة لعمل نظام طاقة شمسية بجهد 24 فولت.

مكونات نظام طاقة شمسية 24V

يتكون النظام الشمسي الذي يعمل على جهد تيار مستمر 24 فولت بكل بساطة من المكونات التالية:

• الألواح الشمسية.
• منظم شحن يعمل على جهد 24V.
• انفرتر مخصص للنظام الشمسي 24V.
• بطاريتين كل بطارية 12 فولت.

وسنتحدث عن كل مكون من مكونات نظام الطاقة الشمسية 24V

بالتفصيل مع التوصيلات التوضيحية للتسهيل على الجميع الفهم والتخيل.

الألواح الشمسية

يحتاج نظام الطاقة الشمسية الذي يعمل على جهد 24V إلى أن يكون جهد اللوح أو الألواح الشمسية على الأقل من 33 فولت إلى 36 فولت

بحيث نحافظ على جهد أعلى

من جهد النظام الذي يعمل على 24V.

وننوه إلى أن جهد اللوح الشمسي عند الحمل أي جهد Vmpp،

ويجب أيضاً أن يكون قدرة الألواح الشمسية كافية لشحن البطاريتين في أسوأ الاحتمالات.

إذا كانت لديك لوح شمسي بقدرة 150 واط وجهده 18 فولت يمكنك توصيل لوحين بنفس

المواصفات على التوالي للحصول على جهد كلي 36 فولت لكي نضمن بأن جهد الألواح أعلى من جهد النظام الشمسي.

طريقة توصيل الألواح الشمسية لنظام 24V

منظم الشحن 24V

يلزم كل نظام شمسي منظم شحن مناسب ومتفق من حيث الجهد مع جهد النظام وكذلك التيار بحيث يتحمل تيار النظام الشمسي الكلي.

ولأننا نريد تصميم نظام طاقة شمسية بجهد 24 فولت، نحتاج أيضاً إلى منظم شحن مصمم للعمل على 24V،

أي يحتوي من الداخل على لوحة إلكترونية تعمل على تنظيم جهد وتيار الألواح الشمسية بحيث يتم إخراج جهد موحد ومتوافق مع جهد النظام وهو 24 فولت.

كما يجب التأكد من المنظم مبرمج للعمل على 24 فولت وليس 12 فولت إذا كان مصمم للعمل على النظامين.

البطاريات الكهربائية

يحتاج نظام الطاقة الشمسية الذي يعمل على جهد 24 فولت إلى بطاريتين على الأقل بمواصفات 12V

للبطارية الواحدة وعلى أن تكون البطاريات من نفس السعة والجهد والعمر وحتى من نفس الشركة الصانعة.

ويتم توصيل البطاريتين على التوالي (التسلسل) لكي نحصل على فرق جهد 24 فولت بين طرفي

البطاريتين من أجل التنسيق مع باقي مكونات نظام الطاقة الشمسية 24V.

طريقة توصيل البطاريات الكهربائية على التوالي (التسلسل)

انفرتر 24V

عند القرار بشراء انفرتر عليك التأكد من أنه يعمل على نظام 24 فولت وذلك من خلال قراءة جهد دخله.

بغض النظر عن قدرة الانفرتر، فالقدرة تحدد بحساب إجمالي قدرة الأحمال مضاف إليه نسبة معامل أمان 1.3 على الأقل.

ونوكد أيضاً على أن يكون جهد وتردد خرج الانفرتر متوافق مع نظام الشبكة المتوفرة لديك،

على سبيل المثال، إذا كانت الأجهزة الكهربائية تعمل على جهد 220 فولت وبتردد 50Hz، يجب التأكد من أن خرج الانفرتر 220 فولت و50Hz.

أنواع الألواح الشمسية و مصنعيها

جرب جهزلي لرحله تسوق ممتعه

يسعدنا زيارتكم صفحاتنا على مواقع التواصل الاجتماعي حيث نقوم بنشر عروض حصرية على موقعنا الالكتروني.

صفحتنا علي الفيسبوك هنا.

حسابنا على تويتر هنا.