أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية لعام 2022 (تقرير)

يبحث كثيرون عن أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية؛ كونها طريقة ممتازة للحفاظ على الكهرباء وخفض فواتير الخدمات العامة، إلّا إنه من المهم فهم الاختلافات في تصنيع الألواح؛ لاختيار الأفضل والأكثر كفاءة للاستخدام التجاري أو السكني.

ومما لا شكّ فيه أن الأشخاص الراغبين بتركيب الطاقة الشمسية في منازلهم يتطلعون إلى معرفة أفضل شركات الطاقة الشمسية وأنسب مواصفات الألواح والخلايا الشمسية.

ويُحَدَّد أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية بناءً على كمية ضوء الشمس التي تنعكس على سطح الألواح، التي تتحول بعد ذلك إلى طاقة كهربائية أو حرارية، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

في السابق، كان متوسط كفاءة الألواح الشمسية نحو 15%، إلّا أنه بفضل التقدم المحرَز في مجال التكنولوجيا الكهروضوئية، تجاوزت الكفاءة الآن 20%، وفقًا لما نشرته مجلة فوربس (Forbes) في 13 يوليو/تموز الماضي.

• الطاقة الشمسية.. فريق مصري يبتكر خلايا جديدة بكفاءة أعلى من 45%

بناءً على ذلك، تُعدّ قوة 370 واط معدل الكهرباء النموذجي للّوح الشمسي، وتمثّل تحسنًا من 250 واط.

تجدر الإشارة إلى عاملَين يدخلان في تحديد أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية، هما: كفاءة الخلايا الكهروضوئية والكفاءة الكلّية للوح الطاقة الشمسية.

كفاءة الألواح الشمسية

تمثّل كفاءة الألواح الشمسية مقياسًا لكمية ضوء الشمس (الإشعاع) الذي يسقط على سطح الألواح الشمسية، ويتحول إلى كهرباء.

ونظرًا للتطورات العديدة في التكنولوجيا الكهروضوئية خلال السنوات الأخيرة، فقد زاد متوسط كفاءة تحويل الألواح من 15% إلى أكثر من 20%، وفقًا لما نشر موقع "كلين إنرجي ريفيوز" (Clean Energy Reviews) في 6 يوليو/تموز الماضي.

وأدت هذه القفزة الكبيرة في الكفاءة إلى زيادة تصنيف الكهرباء للّوح بالحجم القياسي من 250 واط إلى 400 واط.

وتُحَدَّد كفاءة الألواح الشمسية بناءً على تصميم الخلية ونوع السيليكون، وكفاءة اللوح الإجمالية، حسب تصميم ونسق الخلية والبنية وحجم اللوح.

ويمكن أن تؤدي زيادة حجم اللوح إلى زيادة الكفاءة بسبب إنشاء مساحة سطح أكبر لالتقاط ضوء الشمس، إذ حققت أقوى الألواح الشمسية الآن تصنيفات كهرباء تصل إلى 700 واط.

كفاءة الخلية الكهروضوئية

تُحَدَّد كفاءة الخلية الكهروضوئية اعتمادًا على بنية وشكل الخلية ونوع الركيزة "القاعدة" المستخدمة، التي تكون عمومًا إمّا من السيليكون النوع "الموجب" P أو النوع "السالب" N.

وتُحسَب كفاءة أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية من خلال ما يُعرف بعامل التعبئة (إف إف)، ويُعدّ أقصى كفاءة تحويل لخلية كهروضوئية عند جهد التشغيل والتيار الأمثل، ويؤدي تصميم الخلية دورًا مهمًا في كفاءة اللوحة.

وتشمل الميزات الرئيسة للخلايا الكهروضوئية نوع السيليكون وبنية قضيب التجميع “بسبار” ونوع تعطيل انبعاثات الألواح، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وتعدّ الألواح التي أُنشئت باستخدام خلايا الاتصال الخلفي المتداخل (آي بي سي) عالية التكلفة هي الأكثر كفاءة حاليًا (20-22%)، نظرًا لركيزة السيليكون عالية النقاء من النوع N وعدم وجود خسائر من تظليل القضبان.

إضافة إلى ذلك، فإن أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية التي طُوِّرَت باستخدام أحدث تقنيات خلايا تعطيل الانبعاثات والاتصال الخلفي (بي إي آر سي) أحادية البلورة وخلايا غير متجانسة (إتش جيه تي) متطورة، حققت مستويات كفاءة أعلى بكثير من 20%.

قياس كفاءة الألواح الشمسية

تُقاس كفاءة الألواح الشمسية في ظل ظروف الاختبار القياسية (إس تي سي) بناءً على درجة حرارة الخلية البالغة 25 درجة مئوية، والإشعاع الشمسي 1000 واط / م 2، والكتلة الهوائية 1.5.

وتحتسَب النسبة المئوية لكفاءة لوح الطاقة الشمسية بشكل فعال عن طريق قسمة أقصى تقدير للكهرباء (بي ماكس المقدر بالواط) في ظروف الاختبار القياسية، على إجمالي مساحة اللوح المقدّرة بالمتر المربع.

ويمكن أن تتأثر كفاءة اللوح الإجمالية بالعديد من العوامل، بما في ذلك درجة الحرارة ومستوى الإشعاع ونوع الخلية والترابط بين الخلايا.

ويرى المحللون أن ألوان الطبقة الخلفية الواقية يمكن أن تؤثّر في الكفاءة.

وقد يبدو اللوح الخلفي الأسود أكثر إرضاءً من الناحية الجمالية، لكنه يمتص المزيد من الحرارة؛ مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الخلية؛ مما يزيد المقاومة، وهذا بدوره يقلل بشكل طفيف من كفاءة التحويل الإجمالية.

تعدّ الألواح التي أُنشئت باستخدام خلايا مترابطة للخلف أو خلايا الاتصال الخلفي المتداخل هي الأكثر كفاءة، تليها الخلايا غير المتجانسة والخلايا أحادية البلورة بتقنية نصف الخلية مقطوعة ومتعددة القضبان، والخلايا المتشابكة.

وتعدّ الخلايا أو الألواح متعددة البلورات عمومًا الأقلّ كفاءة والأقلّ كلفة على حدّ سواء.

أكثر 20 لوح شمسي كفاءة

شهد العامان الماضيان ارتفاعًا في عدد الشركات المصنّعة التي أنتجت أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية، التي تعتمد على خلايا غير متجانسة من النوع N عالية الأداء.

وأصبحت نسبة كفاءة أفضل 6 ألواح شمسية الآن أعلى من 22%، للمرة الأولى، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وما تزال الألواح الشمسية التي تصنّعها شركة صَنْ باور ماكسيون، في سنغافورة، تتصدر المجموعة.

 

وتأتي في المراتب التالية أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية من شركات كاناديان سولار الجديدة، وباناسونيك إفر فولط إتش اليابانية، وآر إي سي ألفا بيور السنغافورية، التي تتميز بخلايا غير متجانسة من النوع N.

في المقابل، نجد أن أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية من حيث الأداء يأتي من شركة "إس بي آي سي" وماير برغر" السويسرية، التي تستخدم خلايا الاتصال الخلفي المتداخل، إذ أحرزت مرتبة متميزة.

وساعدت ألواح الجيل التالي التي تتميز بخلايا "توب كون" متعددة قضبان التجميع نصف مقطوعة من النوع N من شركات جينكو سولار وترينا سولار و جيه إيه سولار الصينية، في زيادة كفاءة بنسبة تزيد على 21%.

وتستفيد الألواح الأكثر كفاءة التي تستخدم خلايا من النوع N أيضًا من معدل منخفض من التحلل الناجم عن الضوء، الذي يصل إلى 0.25% من فقدان الكهرباء سنويًا.

أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية كفاءة

يرى المحللون أنه عند حسابها على مدى عمر اللوح البالغ 25 عامًا، فإن العديد من هذه الألواح عالية الكفاءة سيظل ينتج 90% أو أكثر من السعة المقدّرة الأصلية، اعتمادًا على تفاصيل ضمان الشركة المصنّعة.

يُطرَح مصطلح الكفاءة كثيرًا، ولكن لا يعني اللوح الأكثر كفاءة بشكل طفيف دائمًا لوحًا ذا جودة أفضل.

• أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية للاستخدام المنزلي.. الشركات والأسعار
• الشركات الصينية تتجه إلى توحيد مقاييس ألواح الطاقة الشمسية الكبيرة

ويرى الكثير من الأشخاص أن الكفاءة تمثّل أهم المعايير عند اختيار الألواح الشمسية، ولكن الأهم هو جودة التصنيع المرتبطة بالأداء الفعلي، والموثوقية، وخدمة الشركات المصنّعة، وشروط الضمان.

علاوة على ذلك، تعطي أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية من حيث الكفاءة مؤشرًا جيدًا على الأداء، خصوصًا أن العديد من الألواح عالية الكفاءة تستخدم خلايا سيليكون عالية الجودة من النوع N، مع معامل درجة حرارة محسّن، وهدر أقلّ للطاقة بمرور الوقت.

وتقدّم بعض الشركات المصنّعة، مثل "آر إي سي" وباناسونيك و"صَنْ باور"، ضمانات بنسبة 90% أو أعلى من إنتاج الطاقة المحتفظ بها بعد 25 عامًا من الاستخدام، ما يجعلها من أفضل أنواع ألواح الطاقة الشمسية.

اقرأ أيضًا..

• مؤتمر غازتك 2022.. طاقة أبوظبي تستعرض جهودها في الطاقة المتجددة
• أكبر حقل نفط في الكويت.. معلومات عن "العملاق" برقان
• مجموعة الـ7 توافق على وضع سقف لأسعار النفط الروسي
• مسؤولة: أنبوب الغاز المغربي النيجيري أمل دول غرب أفريقيا لتحقيق أمن الطاقة