كيف يتم تحويل الخلايا الشمسية إلى ألواح؟  

ملخص:

تتيح هذه المقالة لمتابعينا الفرصة للاطلاع على مراحل تجميع ألواح الطاقة الشمسية ضمن المعمل.

مقدمة:

تعرفنا في المقال السابق على مراحل تصنيع الألواح الشمسية بدءاً من المواد الأولية وحتى يصبح اللوح جاهزاً للاستخدام.

وسنقوم خلال هذا المقالة وبشيء من التفصيل بعرض مراحل تجميع الألواح بدءاً من الخلايا الشمسية.

ويمكن تقسيم هذه المراحل إلى عشر مراحل رئيسية:

• تقسيم الخلية (Cell cutting): تقتصر هذه المرحلة على الألواح الشمسية المصنعة بتقنيتي نصف الخلية (Half cut cell) وثلث الخلية (Third cut cell) حالياً، حيث يتم خلالها تقسيم الخلية بواسطة تقنية الليزر إلى عدة أقسام تبعاً للتقنية المستخدمة.
• تلحيم الخلايا وتشكيل السلاسل (String welding): يمكن أن تنجز هذه المرحلة بشكل يدوي أو آلي تبعاً لحجم المعمل وإمكانياته المتوافرة.

ويتم خلال هذه المرحلة تلحيم الخلايا الشمسية معاً باستخدام باسبارات التوصيل لتشكيل السلاسل المتواجدة ضمن اللوح.

تلحيم الخلايا بشكل آلي

• اختبار اللمعان الكهربائي (EL check): يتم خلال اختبار اللمعان الكهربائي التحري عن وجود أي كسور أو شقوق مجهرية قد تكون أصابت الخلية خلال مرحلة اللحام السابقة.

• تجميع طبقات اللوح (Module Layup): تشمل هذه المرحلة عملية توصيل السلاسل ضمن اللوح فيما بينها، بالإضافة إلى تجميع طبقات اللوح بعضها فوق بعض. غالباً ما تتم هذه العملية بشكل يدوي في خطوط الانتاج نصف الآلية. 

ترتيب الطبقات ضمن الألواح ثنائية الوجه

• اختبار اللمعان الكهربائي (EL check): تتم إعادة إجراء هذا الاختبار للتأكد من سلامة الخلايا من أي ضرر قد يكون أصابها خلال عملية النقل والحام.
• التصفيح (Lamination): تعتبر هذه المرحلة إحدى أهم المراحل خلال عملية التجميع، ويتم خلالها إدخال مكونات اللوح إلى ماكينات خاصة تقوم برفع درجة الحرارة إلى قيم مناسبة تسمح لطبقة التغليف (EVA غالباً) بالاندماج ضمن طبقات اللوح، ومن ثم يتم تبريد اللوح للحصول على الشكل شبه النهائي.

إحدى ماكينات التصفيح المقدمة من شركة ZST

• قص الزوائد من جوانب اللوح (Frame Up the panel): غالباً ما تكون طبقة الخلفية في الألواح أحادية الوجه ذات أبعاد أكبر من أبعاد اللوح، ويتم التخلص من هذه الزيادة بعد عملية التصفيح.

• تثبيت الإطار المعدني (Frame Up the panel): تتم عملية التثبيت هذه باستخدام مواد خاصة وبكبس الإطار المعدني على أطراف اللوح لفترة زمنية معينة.
• تركيب علب التوصيل (Junction Box installation): تشمل هذه المرحلة عملية توصيل وتثبيت وعزل علب التوصيل المتواجدة على الوجه الخلفي للوح.
• اختبار الأداء (Performance Testing): تهدف هذه المرحلة إلى تحديد خواص اللوح واستطاعته الاسمية، ويتم ذلك باستخدام جهاز خاص يدعى (sun simulator).يقوم هذا الجهاز بتعريض اللوح لنبضات ذات خواص محدد تحاكي أشعة الشمس ضمن الظروف القياسية، ومن ثم تحديد خصائص اللوح ومنحنيات الأداء (I-V curve) & (P curve).

بعض الفيديوهات لعملية التصنيع:

https://www.youtube.com/watch?v=5cSUwIgnqMQhttps://www.youtube.com/watch?v=bgqpoX2m1RA&t=30s