ماهي تقنية أنصاف الخلايا الشمسية ؟ و الية عملها وماهي مميزاتها ؟

• ما هي تقنية أنصاف الخلايا  الشمسية؟ 

أول من بدأ بتصنيع ألواح شمسية كهروضوئية بتكنولوجيا  أنصاف الخلايا هي الشركة الرائدة  “REC”   في مجال الطاقة الشمسية في عام ال 2014 تم تصميمها لزيادة  القدرة الانتاجية للألواح الشمسية .سوف يتم التطرق لاحقا بشكل اكبر حول الية عملها لكن يمكن تصور انقسام الخلايا كأنها لوحين منفصلين في لوح واحد

في هذا المقال سوف نتناول شرح آلية عمل أنصاف الخلايا وكيف  هذا التصميم يعمل على رفع كفاءة الخلايا الشمسية وكذلك أي المصنعين يستخدمون هذه التقنية في صناعتهم وما هو مستقبل هذا النوع من الخلايا .

• آلية عمل الخلايا الشمسية

تقنية أنصاف الخلايا تزيد من القدرة المنتجة للوح الكهروضوئي الشمسي وذلك من خلال تقليل حجم الخلية بالتالي يتم تقسيم اللوح الى قسمين الجزء العلوي يعمل بشكل منفصل عن السفلي مما يعني انتاج اكبر للطاقة بالرغم من وجود ظلال على إحدى الخلايا.أن ألواح السيليكون التقليدية الأحادية تتكون بالشكل الاعتيادي من 60 الى 72 خلية لذلك عندما يتم تقسيمها سوف يزداد ويتضاعف عدد الخلايا لتصبح 120 إلى 144 خلية ، احيانا يتم دمجها بتقنية PERC   للحصول على كفاءة أعلى.يتم فصل الخلايا وتقسيمها بشكل دقيق باستخدام الليزر ، من خلال قطع الخلايا الى انصاف التيار الخاص في الخلية أيضا يتم تقسيمه هذا بدوره يؤدي الى تقليل الطاقة الضائعة  وكذلك التيار الضائع من خلال تقليل المقاومة بالتالي كفاءة أفضل.

من المميزات المهمة لتقنية أنصاف الخلايا هو مضاعفة عدد الخلايا حيث أن اللوح الشمسي سوف ينقسم الى جزئين الجزء العلوي والجزء السفلي حيث أن كل جزء سوف يعمل على توليد الطاقة بشكل منفصل حتى وان تعرضت احدى أنصاف الخلايا إلى ظلال.يتم تصميم تقنية أنصاف الخلايا باستخدام تقنية “التوصيل المتوالي ” للوح الشمسي حيث يتم تجميع التيار ثم ضخه للوحة التجميع من خلال دايودات السماح الثنائي سوف يتم الآن توضيح الفرق بين الخلايا التقليدية وتقنية أنصاف الخلايا من خلال المثال التالي .

في اللوح الشمسي التقليدي عندما تتعرض احدى الخلايا للظل او لاي خطأ بحيث لا تستطيع إنتاج الطاقة جميع خلايا الصف المشبوكة معها على التوالي سوف تتأثر وسوف تتوقف جميعها عن الإنتاج كما نرى في الصورة في الاسفل 3 مجموعات أو 3 صفوف متصلة على التوالي في نهاية كل مجموعة دايود السماح ثنائي.

عندما يتعرض اللوح التقليدي المشبوك على التوالي  للظلال على إحدى الخلايا فإن  خلايا الصف بشكل كامل سوف تتعطل ما يسبب تعطيل ثلث اللوح .

أما عندما نتحدث عن اللوح بتقنية أنصاف الخلايا فإن عدد المجموعات سوف يتضاعف لتصبح 6 مجموعات كما نرى في الصورة أدناه حيث انها سوف تعمل بشكل مختلف وأكثر احترافا وأكثر تجنبا لضياع الطاقة في حال تعرض إحدى الخلايا للظلال، حيث انه في حال تعرض إحدى الخلايا في المجموعة الاولى فان هذه المجموعة وحدها سوف تتأثر و تتعطل والمجموعة الرابعة سوف تستمر  وتنتج ولن تتأثر مما يقلل الطاقة الضائعة إلى السدس بدلا من الثلث.

حيث أن وجود دايود السماح الثنائي في الوسط بدلا من وجوده في المنتصف في الخلايا التقليدية أحدث فرقا كبيرا وزيادة في الكفاءة والانتاج.نرى في الأدنى صوره تجمع اللوحين بتقنية أنصاف الخلايا وكذلك اللوح التقليدي وتوضح الفرق بينهما من حيث عدد الخلايا.

• ما هي مميزات أنصاف الخلايا الشمسية

في الحقيقة هناك الكثير من المميزات لأنصاف الخلايا حيث انها تساهم في زيادة القدرة الانتاجية ورفع كفاءة اللوح الشمسي حيث انها لديها ممانعة كبيرة للتأثر من ظلال وذلك يعود الى تصميمها وتوصيلها الفريد ، في حال كان مشروعك المنزلي معرض  للظلال من خلال شجرة قريبة أو أي جسم مظلل من المؤكد أن استخدام هذا النوع من الخلايا سوف يحدث فرقا في الإنتاجية مقارنة بالخلايا التقليدية.

هناك أيضا ميزة كبيرة تقدمها هذه التقنية حيث أنها تقدم ألواح ذات قدرات أكبر من القدرات التقليدية حيث تصل الى 380 واط مقارنة بالخلايا التقليدية التي تصل الى 250 واط هذا يعني أنها تنتج كمية اعلى من الطاقة للمتر المربع الواحد.

كذلك تأثير النقاط الساخنة على هذه الخلايا سوف يكون بشكل أقل خطورة من تأثيره على الخلايا التقليدية خصوصا عند انتقال الحرارة على الخلايا المجاورة فإنه لن تتأثر بشكل كبير في حال أنصاف الخلايا وذلك لأن عدد الخلايا فيها أكبر من التقليدية بالتالي تتوزع عليها بشكل أكبر . تقنية أنصاف الخلايا تقلل من كمية الطاقة الضائعة مقارنة مع الخلايا التقليدية وذلك من خلال تقليل المقاومة الداخلية الناتجة من تصغير حجم الخلايا وبالتالي تقليل المقاومة الضائعة.بالرغم من وجود العديد من المميزات الرائعة لهذا النوع من الخلايا إلا أنها غالية الثمن مقارنة بالخلايا التقليدية وهذا يعود الى تقنيتها وتصميمها الفريد واستخدام تقنيات اضافية مثل القطع بالليزر ، في النهاية القرار يعود لك في امتلاك هذا النوع من الخلايا .

• هل تقنية أنصاف الخلايا هي التقنية الواعدة والمستقبل لمشاريع الطاقة الشمسية؟

تقنية أنصاف الخلايا لها شأن كبير في  تطوير الانتاجية السنوية للخلايا الشمسية لكن هناك العديد من التحديات التي تواجهها أثناء التصنيع حيث انه ليس من السهولة لخطوط إنتاج الألواح التقليدية التحول لتصنيع مثل هذه الخلايا.

في العديد من الحالات تستطيع الخلايا التقليدية سد الاحتياج من الإنتاج خصوصا عندما يكون لدينا مساحة كافية ولا يوجد اي معيقات او اجسام مظللة .لكن في حالة كان لدينا أجزاء من الخلايا معرضة للظلال ولا يوجد المساحة الكافية على أسطح  المنازل ينصح باقتناء هذا النوع من الخلايا حيث انه سيكون الخيار الأمثل ،ربما عندما تصبح  تصنيع تقنية أنصاف الخلايا ابسط واكثر سهولة سيتم الاعتماد عليها بشكل اكبر وسعرها سوف ينخفض ويكون هناك اقبال بشكل اكبر وأوسع حيث ان مقاول  مشروع الطاقة الخاص بك سوف يساعدك في الاختيار الأمثل لمثل هذه الخلايا لتركيب مشروعك المنزلي.

المصدر:Solar Review