دليلك الشامل عن الالواح الشمسية الأنواع وكيفية العمل والاستهلاك

الالواح الشمسية أصبحت من أفضل الطرق التي تساعدك في الحد من تكلفة استهلاك الطاقة، لأنها تعتمد على الطاقة المتجددة وهي أشعة الشمس، والتي تعد من أفضل أنواع الطاقة التي تقلل من تلوث البيئة.

يعتمد هذا النوع من الطاقة على استخدام الألواح والخلية الشمسية بشكل اساسي، والتي تعتبر أجزاء تتكامل مع بعضها من أجل بناء منظومة الطاقة الشمسية المستخدمة بشكل جيد والنتيجة المرجوة.

لكن عليك قبل التفكير في استخدام هذا النوع من الطاقة معرفة كل المعلومات الأساسية عن هذا الأمر وهو ما سنعرفك عليك تاليًا في هذا المقال الذي قمنا بجمع كل المعلومات التي تحتاجها عن اللوح الشمسي وكيفية عمله وطريقة استخدامه للمنازل، فتابع معنا المقال للنهاية.

ما هي الالواح الشمسية ؟

هي عبارة أن الواح تتكون من خلايا شمسية تعمل كمستقبلات لأشعة الشمس التي تكون مواجهة لها لأطول فترة ممكنة، وتكون تلك الخلايا متصلة بطريقة محددة داخل إطار مخصص لها وهو اللوح الشمسي بشكل متوازي أو متتالي، وتعتبر تلك الألواح هي الجزء الأساسي من تلك المنظومة التي تقوم بتخزين الطاقة لاستخدامها تاليًا.

كيف تعمل الالواح الشمسية ؟

هذه الألواح تعتبر من التقنيات الحديثة التي تستخدم في توليد الطاقة وتقلل من استهلاك الوقود بجميع أنواعه وبالتالي التخلص من مشكلة الانبعاثات الكربونية التي تظهر من استخدامها، وتقوم هذه الألواح بتحويل الطاقة الشمسية من خلال الخلايا كالهروضوئية إلى طاقة كهربائية وبالتالي تساعد في تشغيل جميع الأجهزة المتصلة أو مصادر الإضاءة لأنها تعمل على تحويل هذا التيار إلى تيار متناوب قابل للاستخدام في مختلف التطبيقات.

لذا يمكننا القول أنها الواح طاقة تعمل على تحويل الشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية من خلال الخلايا الكهروضوئية سواء كانت هذه الخلايا أحادية بلورية أو متعددة الكريستالات والتي تكون أفضل في المشاريع التي تحتاج إلى كهرباء بمعدل أكبر، حيث يتم استخدامها في الكثير من المنشآت سواء المنازل أو المصانع أو الأماكن التجارية وكذلك يتك استخدامها في المركبات الفضائية.

كيفية عمل الخلية الشمسية

بما أن الخلية الشمسية تعتبر جزء من الألواح فمن الضروري توضيح كيفية عملها ببساطة لأنها تعتمد على تقنية رغم بساطتها إلا أنها من التقنيات الأكثر تطورًا في هذا المجال، فهي تستخدم أشباه الموصلات التي تساعد على إنتاج الطاقة بناءً على التأُير الكهروضوئي، حيث تخترق فوتونات الضوء الخلية وبذلك تكون بإثارة الإلكترونات من أجل الوصول لحالة اعلى من الطاقة، ويتم التقاط تلك الإلكترونات الحرة من أجل توليد تيار كهربائي، والذي يساعد في إنتاج الطاقة فيما بعد.

جدير بالذكر أنه يتم تصنيع الألواح بشكل أساسي من تلك الخلايا والتي يتم وضعها بجانب بعضها البعض لتكوين هذا اللوح في النهاية.

انواع الواح الطاقة الشمسية

يوجد أكثر  من نوع للألواح المستخدمة لتخزين واستغلال الطاقة الشمسية وتختلف كل منها حسب كفاءة عملها وقدرتها على التحمل من حيث المتانة وكذلك التكلفة وهم:

الألواح أحادية البلورية

وهي التي تحتوي على الخلايا الكهروضوئية التي يتم صنعها من السيليكون أحادي البلورة، وتعتبر من أفضل وأنقى أنواع الخلايا التي يمكن استخدامها، وتكون بشكل موحد داكن اللون، وذات حواف مستديرة بعض الشيء تظهر بشكل واضح في اللوح.

أن نقاء السيليكون المستخدم في تلك الخلايا يساعد في وجود مساحة حرية أكبر لحركة الإلكترونات داخل كل خلية، وهذا ما يجعلها من أكثر الأنواع كفاءة بقدرة تزيد عن 20% مقارنة بالأنواع الأخرى، ويصل عمرها الأفتراضي إلى 30 عامًا تقريبًا، ولكن يعيبها إنها مرتفعة التكلفة إلى حد ما.

الألون متعددة البلورية

تسمى أيضًا هذه الألواح باسم الألواح متعددة الكريستالات، وتتميز بإنها لها زوايا مقطعوعة في الألواح وتأتي بلون أزرق في المعتاد ويتم تصنيعها من خلال تقنية صهر السيليكون الخام وهي من العمليات السريعة والتي تحتاج إلى تكلفة أقل من النوع الأحادي، ولكن في المقابل فهي أقل كفاءة منها بمقدار 15% تقريبًا.

الألوح ذات الأغشية الرقيقة

يتم تصنيع هذا النوع من الألواح عن طريقة وضع طبقة واحدة أو أكثر وذلك من المواد الكهروضوئية التي تعتمد بشكل أساسي على بعض الخامات مثل المعدن أو البلاستيك أو الزجاج، أما المادة الكهروضوئية فتعتمد على مواد مثل النحاس أو السيليكون أو الكادميوم، ومقارنة بالأنواع السابقة فهي الأثل تكلفة والأسهل في التصنيع ولكنها أقل كفاءة بمعدل 10% ويصل عمرها الأفتراضي إلى 15 سنة أقصى تقدير وتحتاج إلى مساحة أكبر لتركيبها.

ابعاد الالواح الشمسية

يختلف هذا الأمر حسب نوع اللوح وطبيعة تركيبته ولكن بشكل عام تحتوي الألواح تقريبًا على 60 خلية شمسية، يتم توزيعها في شبكة بمقدار 6×10، فيمكن أن يكون طول اللوح تقريبًا 164 سم وعرضه 99 سم، ويمكن أن يتراوح العمق بين الألواح ما بين 1.5 إلى 2 بوصة تقريبًا.

كيفية تركيب الالواح الشمسية

يعتبر التركيب هو الخطوة الأولى التي ستجعلك تحصل على النتائج التي تبحث عنها لهذه الألواح، لذا يجب أن تتم على يد المتخصصين في هذا الأمر وهذا يتم بالخطوات التالية:

• في البداية يجب تحديد الموقع المناسب لتركيب الألواح من خلال تحديد مقدار الإشعاع الشمسي وزاوية الميل والإتجاه.
• تحديد عدد الألواح المستخدمة سواء بالنسبة للمساحة أو الحمل الكهربائي المراد استخدامه.
• البدء في توفير عدد الألواح المناسب وتجهيز البطاريات في حالة احتياجها.
• تثبيت الألواح في المكان المحدد ووضع العاكس وتوصيله بالأنظمة الكهربائية المراد استخدام الألواح عليها.
• البدء في فحص أداء الألواح والتأكد من أن النظام يعمل بكفاءة وفقًا للمعايير التشغيلية الأساسية له.
• يجب ظبط الزوايا بالإتجاه المتاسب بأكبر قدر ممكن من شعاع الشمس ويجب مراعاة تغير الفصول في هذا الأمر على مدار السنة.
• يجب دمج نظام اللألواح مع بطاريات التخزين من أجل المحافظة على أكبر قدر من الطاقة في نظام الشبكة على مدار العام.

ننصح دائمًا بعمل صيانة دورية لضمان المحافظة على كفاءة عمل الألواح والحصول على أداء مثالي للنظام والتأكد من إزالة أي اتربة عن الألواح ومراقبة أدائها وفحص البطاريات بصفة مستمرة.

اقرأ أيضًا: دليلك لإستخدام اضاءات جدارية وأجمل الأشكال منها

اقرأ أيضًا: أهم المعلومات والنصائح عند تأسيس كهرباء المنزل

كيف تحسب استهلاك الطاقة وعدد الالواح الشمسية

إذا أردت حساب استهلاكك اليومي بالواط من اجل تحديد معدل الطاقة الشمسية التي تحتاجها فيجب عليك حسب كل جهاز بشكل منفرد، ففي حالة كانت ثلاجة بقدرة 100 واط وتعمل لمدة من 10 ساعات حتى 12 ساعة يوميًا فيمكن أن تحتا من 1000 واط إلى 1200 واط يوميًا، وهكذا الأمر لجميع الأجهزة ومصادر الإضاءة المراد استخدام تلك الطاقة معها.

المرحلة التالية هي حساب عدد الألواح ففي حالة استخدام لوح بقدرة 250 واط في الساعة وعدد الساعات في الشمس المباشرة هي 5 ساعات فبالتالي ستحصل على 1250 واط يوميًا، فتبدأ في حسب اجمالي الاستهلاك اليومي على إنتاج اللوح الواحد من الطاقة.

استخدامات الالواح الشمسية للمنازل

يدخل استخدام هذا النوع من الألواح لتوفير الطاقة في الكثير من الاستخدامات من ضمنها تسخين المياه والإضاءة وتدفئة المنزل وتشغيل مراوح التهوية التي تعمل بالطاقة الشمسية، كما يمكن استغلال تلك الطاقة لعمل مضخات المياه وتدفئة المسابح، وشحن البطاريات والهواتف وجميع الأجهزة المحمولة في المنزل كما يمكن دمج الخلايا الشمسية في هذه الأنواع من الأجهزة وبالتالي ستساعد في بقائها مشحونة دائمًا. 

في النهاية أن الالواح الشمسية يجب اختيارها بعناية وتحديد النوع الأنسب لك من أجل أن تحصل في النهاية على النتيجة المرجوة، وننصح بالأعتماد على تلك التقنية المتطورة التي ستوفر عليك الكثير من التكلفة في المستقبل.