ملخص:
تعرُض هذه المقالة المبادئ والميزات الأساسية للألواح الشمسية المصنعة باستخدام تقنية أنصاف الخلايا (Half-Cut Cells).
مقدمة:
أصبح مصطلح نصف الخلية أحد المصطلحات شيوعاً في عالم الطاقة الشمسية، فماذا يُعنى بنصف الخلية؟ وماذا قدمت هذه التكنولوجيا؟
مفهوم نصف الخلية
تعتمد هذه التقنية في تصنيع الألواح الشمسية على استخدام العدد ذاته من الخلايا المستخدمة في الالواح التقليدية، وذلك بعد تقسيم كل خلية من هذه الخلايا إلى قسمين متساويين باستخدام تقنية الليزر.
أي أنه لا يتم تصنيع انصاف الخلايا مباشرة وإنما يتم بدايةً تصنيع الخلايا الكاملة ومن ثم تقسيمها إلى قسمين أو ثلاثة أقسام تبعاً للتقنية المستخدمة.
وكما نعلم فإن تقسيم الخلية يعني تقليل المساحة وبالتالي تقليل قيمة التيار المولد من هذه الخلية، بينما تبقى قيمة التوتر بين طرفي نصف الخلية ثابتة مقارنة بالخلية الكاملة.
توصيل انصاف الخلايا وديودات العبور ضمن اللوح:
توزع أنصاف الخلايا ضمن اللوح على ست سلاسل، يتم وصل كل سلسلتين معاً على التفرع لتشكيل ثلاث مجموعات مستقلة –تحتوي كل مجموعة منها ديوداً على التفرع-ثم يتم وصل المجموعات الثلاث على التسلسل.
يوضح الشكل الآتي ألية توزيع أنصاف الخلايا ضمن اللوح.
ميزات استخدام تقنية أنصاف الخلايا:
- تقليل الضياعات الداخلية ضمن اللوح: تتعلق ضياعات الخلية بقيمة المقاومة الداخلية للخلية وبمربع قيمة التيار المار ضمنها. أي أنَّ ضياعات الخلية الكاملة تقل للربع عند تقسيمها إلى قسمين، وذلك نتيجة انخفاض قيمة التيار في كل قسم إلى النصف.
- زيادة الوثوقية: نتيجة تقسيم الخلية فإن الآثار الجانبية للتشققات المجهرية والبقع الساخنة ستكون محصورة ضمن مساحة أقل وبالتالي تنخفض احتمالية خسارة اللوح وتزداد موثوقيته.
- تحسين الأداء عند الظروف الجوية المرتفعة: تُصرف الضياعات ضمن الخلية على شكل حرارة، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تقليل أداء هذه الألواح عند درجات الحرارة المرتفعة.
بما أن تكنولوجيا نصف الخلية تقلل من الضياعات ضمن الخلية، فإنها بالتالي تقلل من درجة حرارة الخلايا ضمن اللوح، وعليه فإنها تسمح للألواح بالعمل ضمن درجات حرارة أعلى نسبياً وبأداء مماثل للألواح ذات الخلية الكاملة عند درجات الحرارة الأخفض.
- التقليل من آثار التظليل على عمل المنظومة الشمسية: تقلل هذه التقنية من احتمال فقدان استطاعة الألواح الشمسية نتيجة تظليل جزء من المنظومة. ولتحقيق الاستفادة الأمثل من هذه الظاهرة في التقليل من آثار التظليل الذاتي بين صفوف الألواح، ينصح بتركيب الألواح ضمن المنظومة بشكل طولي.
ولمعرفة المزيد حول تظليل الألواح المصنعة بطريقة أنصاف الخلية يمكنكم قراءة المقال التالي.
كيف يمكن تمييز هذه الألواح؟
يمكن معرفة الألواح المصنعة بهذه التقنية عن طريق الشكل الخارجي، حيث يحتوي الوجه الخلفي للوح على ثلاث علب توصيل تستخدم لتركيب الديودات وتحصيل الاستطاعة من اللوح، كما يمكن عن طريق الوجه الأمامي تمييز الحد الفاصل بين السلاسل العلوية والسفلية.
الخلاصة:
تعتبر هذه التقنية استثماراً مربحاً على الصعيدين الفني والمالي-على الرغم من ارتفاع ثمن هذه الألواح مقارنة بالألواح التقليدية- وخاصة عند الحاجة لتركيب ألواح الطاقة الشمسية ضمن بيئات ذات درجات حرارة مرتفعة وعند وجود تظليل لا يمكن تفاديه على المنظومة الشمسية.
