March 07, 2024
أصبحت الطاقة الشمسية أكثر وأكثر شعبية على مدى العقود القليلة الماضية. لقد رأت البلدان والشركات على حد سواء الإمكانات التي توفرها التكنولوجيا وأنفقت الكثير من الوقت والجهد والمال لتطوير التكنولوجيا إلى تكنولوجيا يمكن استخدامها من قبل الكثيرين في جميع أنحاء العالم. وقد أدى الاستثمار المتدفق في هذه التكنولوجيا إلى زيادة كفاءة الألواح الشمسية بشكل كبير وانخفاض سعر المتر المربع من الألواح الشمسية. وقد سمح هذا للألواح الشمسية بأن تكون مربحة في العديد من المواقف. سواء كنت مدير محطة توليد كهرباء يستخدم حقلًا مليئًا بالألواح الشمسية لتوليد الكهرباء وبيعها، أو مالك منزل فردي يستخدم الألواح لتعويض بعض استخداماته المنزلية للطاقة. تعد هذه التكنولوجيا مصدرًا رائعًا للطاقة المتجددة وهي ضرورية للغاية للتخلص التدريجي من مصادر الطاقة غير النظيفة، واستبدالها بمصادر طاقة أنظف وأكثر مراعاة للبيئة.
طاقة شمسية
هناك سبب يجعل الطاقة الشمسية مصدرًا واعدًا للطاقة المتجددة. إن كمية الطاقة على شكل إشعاع شمسي (الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء)، أي الطاقة المنبعثة من شمسنا، مرتفعة بشكل غير عادي بالمقارنة مع مصادر الطاقة الموجودة لدينا. وفي غضون عام واحد، تشير التقديرات إلى أن سطح الأرض سيُضرب بما يقرب من 23000 تيراواط سنة من الطاقة! أفهم الآن أن هذا رقم يصعب فهمه، ففي نهاية الأمر لا يوجد الكثير من الإشارات إلى مثل هذه الأعداد الكبيرة.
سنلقي نظرة أولاً على مقدار الطاقة التي يستخدمها العالم خلال عام واحد. العالم كله، بما في ذلك سكانه ونشاطه الصناعي، يستخدم فقط 18.5 تيراواط سنة من الطاقة على مدار عام واحد! لذلك، باستخدام الطاقة الشمسية التي تهبط على الأرض، يمكنك تلبية احتياجات العالم من الطاقة بمقدار 1243 مرة! هذه أخبار رائعة للطاقة الشمسية، خاصة عندما تنظر إلى كمية الطاقة الممكن توليدها من مصادر أخرى محدودة. وتشير التقديرات إلى أن مصدر الطاقة الأكثر وفرة والمحدودة المتاحة على هذا الكوكب: الفحم؛ يمكن للوقود الملوث بشدة، إذا تم حرق كل الفحم الموجود على الأرض، أن ينتج 830 تيراواط سنة.
الخلايا الكهروضوئية
لذا فإن السؤال الرئيسي الذي يطرح نفسه في صناعة الطاقة الشمسية هو: كيف يمكن جمع هذه الطاقة وتحويلها إلى كهرباء؟ حسنًا، هناك عدد من الحلول لهذه المشكلة، ولكن الأكثر شيوعًا حتى الآن هو استخدام الألواح الشمسية. ببساطة، تعمل هذه الألواح من خلال الاستفادة من التأثير الكهروضوئي لجعل الإلكترونات الموجودة في المادة المختارة خصيصًا للوحة تتحرك عندما تصطدم بالفوتونات (موجات الضوء). تُعرف حركة الإلكترونات بالكهرباء، وبالتالي يتم توليد الطاقة! إذا كنت ترغب في معرفة المزيد حول كيفية عمل الألواح الشمسية، يرجى اتباع هذا الرابط: الخطوات الأساسية في توليد الطاقة الشمسية ونقلها
الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لإنتاج الألواح الشمسية، خاصة للاستخدام المنزلي، هي استخدام صفائح السيليكون المعدة خصيصًا لإنتاج الخلايا الشمسية، ودمج هذه الخلايا لإنتاج لوحة. على الرغم من أن هذه المادة ليست المادة الأكثر كفاءة المتاحة لتوليد الطاقة كما هو الحال مع الألواح الشمسية. إن وفرة السيليكون في القشرة الأرضية تؤدي إلى انخفاض تكلفة استخدام هذا العنصر في الألواح الشمسية بشكل ملحوظ بالمقارنة مع الألواح الشمسية الأكثر كفاءة. وقد أدى هذا التوازن الجيد بين التكلفة مقابل الكفاءة إلى استخدام هذه الألواح على نطاق واسع في العديد من الصناعات.
مزايا الألواح الشمسية المرنة
الجانب السلبي لخلايا السيليكون المستخدمة في معظم الألواح الشمسية هو هشاشة الخلايا. وهذا يعني أنه إذا تعرضت الخلية لأي قوى عالية أو أي انحناء فمن المرجح أن تتحطم أو تنكسر. ولهذا السبب فإن الألواح الشمسية، مثل تلك التي قد تراها على سطح المنزل، عادة ما يكون لها هيكل داعم قوي للتأكد من أن الخلايا لا يمكن أن تنحني أو تتلف. يتم تصنيع هذا الهيكل الداعم بشكل تقليدي من سبيكة معدنية مثل الفولاذ أو سبائك الألومنيوم. ونتيجة لذلك، يتم إضافة كمية كبيرة من الوزن الزائد إلى اللوحة. وهذا يحد من حالات استخدام الألواح حيث أن الألواح الثقيلة تكون أكثر صعوبة في النقل والتركيب.
ولحسن الحظ، هناك حل بديل للألواح الأكثر هشاشة التي يجري تطويرها. تعد الألواح الشمسية المرنة بمثابة تطوير للألواح الشمسية التقليدية التي أصبحت خيارًا أكثر شيوعًا في السنوات الأخيرة. تتميز الألواح المرنة بأنها أكثر مرونة من نظيراتها المركبة، حيث يتم تركيبها في بلاستيك مقوى بالألياف الزجاجية أكثر صلابة ومقاومة للكسر بدلاً من المعدن الثقيل والزجاج الهش. تتميز الألواح الشمسية المرنة TESUP بالقوة بحيث يمكنك المشي عليها! كما أن ألواح TESUP المرنة أخف بكثير من الألواح التقليدية التي تزن 2 كجم فقط!
مع هذه المزايا، فإن الألواح الشمسية المرنة TESUP قابلة للحمل للغاية ويمكن أخذها إلى الأحداث لشحن الهواتف أو مصابيح الطاقة! علاوة على ذلك، فإن مقاومة الألواح للماء والمياه المالحة تعني أنه يمكن تطبيقها بسهولة على قارب أو حتى شاحنة لتوليد الطاقة أثناء التنقل!
طاقة شمسية
هناك سبب يجعل الطاقة الشمسية مصدرًا واعدًا للطاقة المتجددة. إن كمية الطاقة على شكل إشعاع شمسي (الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء)، أي الطاقة المنبعثة من شمسنا، مرتفعة بشكل غير عادي بالمقارنة مع مصادر الطاقة الموجودة لدينا. وفي غضون عام واحد، تشير التقديرات إلى أن سطح الأرض سيُضرب بما يقرب من 23000 تيراواط سنة من الطاقة! أفهم الآن أن هذا رقم يصعب فهمه، ففي نهاية الأمر لا يوجد الكثير من الإشارات إلى مثل هذه الأعداد الكبيرة.
سنلقي نظرة أولاً على مقدار الطاقة التي يستخدمها العالم خلال عام واحد. العالم كله، بما في ذلك سكانه ونشاطه الصناعي، يستخدم فقط 18.5 تيراواط سنة من الطاقة على مدار عام واحد! لذلك، باستخدام الطاقة الشمسية التي تهبط على الأرض، يمكنك تلبية احتياجات العالم من الطاقة بمقدار 1243 مرة! هذه أخبار رائعة للطاقة الشمسية، خاصة عندما تنظر إلى كمية الطاقة الممكن توليدها من مصادر أخرى محدودة. وتشير التقديرات إلى أن مصدر الطاقة الأكثر وفرة والمحدودة المتاحة على هذا الكوكب: الفحم؛ يمكن للوقود الملوث بشدة، إذا تم حرق كل الفحم الموجود على الأرض، أن ينتج 830 تيراواط سنة.
الخلايا الكهروضوئية
لذا فإن السؤال الرئيسي الذي يطرح نفسه في صناعة الطاقة الشمسية هو: كيف يمكن جمع هذه الطاقة وتحويلها إلى كهرباء؟ حسنًا، هناك عدد من الحلول لهذه المشكلة، ولكن الأكثر شيوعًا حتى الآن هو استخدام الألواح الشمسية. ببساطة، تعمل هذه الألواح من خلال الاستفادة من التأثير الكهروضوئي لجعل الإلكترونات الموجودة في المادة المختارة خصيصًا للوحة تتحرك عندما تصطدم بالفوتونات (موجات الضوء). تُعرف حركة الإلكترونات بالكهرباء، وبالتالي يتم توليد الطاقة! إذا كنت ترغب في معرفة المزيد حول كيفية عمل الألواح الشمسية، يرجى اتباع هذا الرابط: الخطوات الأساسية في توليد الطاقة الشمسية ونقلها
الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لإنتاج الألواح الشمسية، خاصة للاستخدام المنزلي، هي استخدام صفائح السيليكون المعدة خصيصًا لإنتاج الخلايا الشمسية، ودمج هذه الخلايا لإنتاج لوحة. على الرغم من أن هذه المادة ليست المادة الأكثر كفاءة المتاحة لتوليد الطاقة كما هو الحال مع الألواح الشمسية. إن وفرة السيليكون في القشرة الأرضية تؤدي إلى انخفاض تكلفة استخدام هذا العنصر في الألواح الشمسية بشكل ملحوظ بالمقارنة مع الألواح الشمسية الأكثر كفاءة. وقد أدى هذا التوازن الجيد بين التكلفة مقابل الكفاءة إلى استخدام هذه الألواح على نطاق واسع في العديد من الصناعات.
مزايا الألواح الشمسية المرنة
الجانب السلبي لخلايا السيليكون المستخدمة في معظم الألواح الشمسية هو هشاشة الخلايا. وهذا يعني أنه إذا تعرضت الخلية لأي قوى عالية أو أي انحناء فمن المرجح أن تتحطم أو تنكسر. ولهذا السبب فإن الألواح الشمسية، مثل تلك التي قد تراها على سطح المنزل، عادة ما يكون لها هيكل داعم قوي للتأكد من أن الخلايا لا يمكن أن تنحني أو تتلف. يتم تصنيع هذا الهيكل الداعم بشكل تقليدي من سبيكة معدنية مثل الفولاذ أو سبائك الألومنيوم. ونتيجة لذلك، يتم إضافة كمية كبيرة من الوزن الزائد إلى اللوحة. وهذا يحد من حالات استخدام الألواح حيث أن الألواح الثقيلة تكون أكثر صعوبة في النقل والتركيب.
ولحسن الحظ، هناك حل بديل للألواح الأكثر هشاشة التي يجري تطويرها. تعد الألواح الشمسية المرنة بمثابة تطوير للألواح الشمسية التقليدية التي أصبحت خيارًا أكثر شيوعًا في السنوات الأخيرة. تتميز الألواح المرنة بأنها أكثر مرونة من نظيراتها المركبة، حيث يتم تركيبها في بلاستيك مقوى بالألياف الزجاجية أكثر صلابة ومقاومة للكسر بدلاً من المعدن الثقيل والزجاج الهش. تتميز الألواح الشمسية المرنة TESUP بالقوة بحيث يمكنك المشي عليها! كما أن ألواح TESUP المرنة أخف بكثير من الألواح التقليدية التي تزن 2 كجم فقط!
مع هذه المزايا، فإن الألواح الشمسية المرنة TESUP قابلة للحمل للغاية ويمكن أخذها إلى الأحداث لشحن الهواتف أو مصابيح الطاقة! علاوة على ذلك، فإن مقاومة الألواح للماء والمياه المالحة تعني أنه يمكن تطبيقها بسهولة على قارب أو حتى شاحنة لتوليد الطاقة أثناء التنقل!