ملخص:
تلقي هذه المقالة الضوء على أحد أنواع الألواح الشمسية الآخذة في الانتشار حديثاً وهو الألواح ثنائية الوجه Bifacial Solar Panels.
مقدمة:
قطع تطوير التقنيات الخاصة بتصنيع الألواح الشمسية شوطاً طويلاً بغية تحصيل أكبر قدر ممكن من الطاقة الكهربائية بأقل التكاليف. وتعتبر الألواح الشمسية ثنائية الأوجه أحد هذه التطورات التكنولوجية، حيث بدء العمل عليها منذ عام 1960 ولكنها لم تبصر النور إلى أن وصل التطور في تقنيات معالجة وتصنيع أنصاف النواقل إلى ماهو عليه الآن.
تكنولوجيا الألواح ثنائية الوجه:
تعد طريقة تصنيع هذه الألواح مشابهة لطريقة تصنيع الألواح أحادية الوجه، ويمكن تلخيص الاختلاف الجوهري بين النوعين بأن الخلايا أحادية الوجه تملك طبقة خلفية كتيمة، بينما تكون هذه الطبقة غير موجودة في الخلايا ثنائية الوجه.
مبدأ عمل الألواح ثنائية الوجه:
يكمن الفارق بين هذه الألواح والألواح التقليدية بأن الوجه الخلفي لها قادر على توليد الطاقة الكهربائية من أشعة الشمس المنعكسة عن الأسطح المجاورة والواردة عليه، وبالتالي فإن هذه الألواح قادرة على توليد طاقة كهربائية أعلى عند ظروف التشغيل ذاتها.
مزايا الألواح ثنائية الوجه:
- تمتلك هذه الخلايا مردوداً أعلى من الخلايا أحادية الوجه عند ظروف التشغيل ذاتها وذلك لقدرتها على إنتاج طاقة أعلى.
2. يقلل استخدام هذه الخلايا المساحة اللازمة لواحدة الاستطاعة.
3. إن تكلفة متممات النظام (BOS: Balance of system) يمكن أن تنخفض بسبب إنتاجية الطاقة الأكبر لهذه الخلايا، وتكون هذه الميزة جلية ً في أنظمة الطاقة الشمسية ذات الاستطاعات الكبيرة
4. تمتلك هذه الألواح منظرا جماليا مقارنة بالألواح أحادية الجانب.
5. بعض الألواح ثنائية الوجه لا تمتلك إطاراً معدنيا وبالتالي ليست هناك أي حاجة لتأريض هذه المنظومات، ونتيجة لذلك سنلاحظ اختفاء تأثير ظاهرة (PID: Potential-Induced Degradation) والتي تسبب تسريع تقادم الألواح مع الزمن.
محددات استخدام الألواح ثنائية الوجه:
- التكلفة المرتفعة والتي تزيد بحدود 10% عن تكلفة الألواح أحادية الوجه وذلك لنفس الاستطاعة.
2. تكلفة التركيب الزائدة وذلك بسبب ثقل هذه الألواح من جهة ومتطلبات حماية الأوجه الزجاجية من جهة أخرى بالإضافة إلى متطلبات التركيب الخاصة للحصول على أكبر قدر من الاشعاع الشمسي وتجنب التظليل على الوجه السفلي عند التثبيت.
3. انخفاض المرونة في استخدام هذه الألواح، حيث تتطلب عملية الاستفادة منها وجود مسافة مفتوحة وكافية لتتمكن من استقبال أكبر قدر ممكن من الإشعاع المنعكس، وهذا ما لا يمكن تحقيقه على سبيل المثال عند الرغبة في تركيب هذه الألواح على الأسقف مباشرة.
الخلاصة:
كما هو حال تكنولوجيا الطاقة الشمسية بشكل عام، فإن تكلفة الألواح ثنائية الوجه لا بد أن تنخفض مع تطور طرائق الإنتاج وزيادة الطلب على الطاقة النظيفة. وتشير التوقعات إلى اقتراب أسعار الطاقة المنتجة من الألواح ثنائية الوجه من مثيلتها المنتجة من الألواح التقليدية، بحيث يصبح هذا النوع من الألواح الخيار الأمثل لاستثمار الطاقة الشمسية بأعلى مردود ممكن.
