الدرس السادس: أنواع الخلايا الشمسية المستخدمة في أنظمة إنارة الشوارع

نتابع بعون الله:
لا تختلف أنواع الخلايا الشمسية المستخدمة في أنظمة إنارة الشوراع عن مثيلاتها في التطبيقات الأخرى ونورد هنا الأنواع الأكثر استخدماً هذه الأيام مع تطور تقنيات وتكنولوجيا تصنيع الألواح وإنخفاض ثمنها بإضطراد كما يلي:

أولاً: من حيث المواد الداخلة في التصنيع: 

هناك صنفان:
1- الألواح الصلبة:
ولها ثلاث انواع، 

• الأول: من حيث البلورات المصنعة منها الخلايا المشكلة للألوح، فنجد ألواح وحيدة التبلور أو وحيدة البلورات Mono-Crystalline يصل مردودها في الأنواع ذات الجودة العالية إلى 19%. 
• الثاني: ألواح متعددة التبلور أو متعددة البلورات Multi-Crystalline ويصل مردودها في الأنواع ذات الجودة العالية إلى 23%، وكلا النوعين السابقين تكون مادة السيليكون هي العنصر الأساسي في التصنيع.
• الثالث: Thin Film  هذا النوع من الألواح الشمسية رقيق وانسيابي ويأخذ شكل السطح الذي يتم تثبيته عليه معظم التطويرات والأبحاث التي تجري حاليا تقوم علي التطوير في هذه النوع بالتحديد نظرا لأن له انسيابية ووزنه وسمكه قليل إلا أن مردودها لا يزيد عن 12%
  

2- الألواح المرنة : ولها عدة أنواع، 

• الأول: لوح مرن من المواد CIGS وهي إختصار لأسماء المواد الداخلة في طبقات اللوح المرن وتعبر عن النحاس، الإنديوم، الغاليوم، والسلينيد الثنائي،(Copper, Indium, Gallium, and Selenide) وهي من سلسلة الأفلام الرقيقة المشكلة من عدة طبقات، حيث تسوق تجارياً بعرض ثابت حوالي 49 سم وأطوال متعددة تتناسب مع الإستطاعة المنتجة ويتراوح مردودها بين 16 إلى 17 %، مثلاً لوح مرن إستطاعته 100 وات أبعاده 49x200 سم ويتوفر منها طول حتى 26 متر بناء على طلب خاص.
• النوع الثاني: لوح مرن من مواد (Amorphous silicon (a-Si أمورفوس سيليكون وتستخدم عادة في التطبيقات المحمولة والصغيرة مثل الآلات الحاسبة لانخفاض سعرها ومردودها.
  
• النوع الثالث: لوح مرن من مواد (Cadmium Telluride (CdTe كادميوم تيللورايد مردودها بين 14 إلى 18 % وتناسب الأجواء الحارة.
• النوع الرابع: لوح مرن من مواد (GaAs) غاليوم أرسينايد gallium arsenide وهي أعلى اللواقط الشمسية من حيث المردود حيث يصل حتى 37% وتستخدم غالباً في مجال الطيران والفضاء.

وتتميز الألواح المرنة عن الصلبة بأنها أخف وزنا وأقل تعقيداً في التركيب ومعظمها لا تحتاج توجيه لتتابع أشعة الشمس المباشرة بل تعمل في أي وضعية كانت في ضوء النهار الطبيعي حتى بوجود الثلوج فوقها فهي تلتقط الإشعاعات فوق البنفسجية من الأوساط المحيطة بها.

ثانياً: من حيث البنية الهيكلية:

 فهناك ثلاثة أصناف:

1. ألواح بإطار ألمنيوم سحطها الأمامي من الزجاج الرقيق سماكته عادة من 2 إلى 3 مم والسطح الخلفي من شرائح خاصة من اللدائن القاسية ويحيط باللوح من اتجاهاته الأربعة عرضه 40 مم يتميز بسهولة التعامل معه من حيث التركيب والتثبيت وله مساوئ عندما يركب في أماكن دائمة الغبار حيث يشكل الحرف السفلي من الإطار مع سطح اللوح عتبة بإرتفاع من 2 إلى 3 مم كافية لتكون قاعدة تتراكم عليها الغبار حتى تغطي نسبة لا يستهان بها من سطح اللوح إلى أن يتم تنظيفها دورياً.
2. ألواح بلا إطار، سحطيها الأمامي والخلفي من الزجاج المقسى والمعالج حرارياً بسماكة إجمالية بحدود 5 مم وتتميز بإنخفاض نسبة الغبار الممكن تراكمه عليها بسبب عدم وجود حواف على الجوانب وطريقة معالجة سطح الزجاج أيضاً لذلك فهي أمثلية في الأجواء المغبرة والعالية الحرارة، ولها سيئة أنها تحتاج مقابض خاصة مبطنة بطبقة من المطاط لكل لوح أربعة مقابض ثم تثبت تلك المقابض على الهيكل الشبكي المعدني الذي سيحمل الألواح.

ونكتفي بهذا القدر من شرح اللواقط الشمسية ، نستودعكم الله وعلى أمل اللقاء معكم بالدرس السابع من هذه السلسلة.
والله ولي التوفيق نرجو منكم الدعاء الصالح، وأدعو المولى سبحانه وتعالى أن يجعل ذلك صدقة جارية لروح أمي وأبي رحمها الله وأمهات وآباء الجميع.
م.إحسان بوادقجي