الألواح الشمسية ، والتي تسمى أيضًا وحدات الخلايا الشمسية ، هي ألواح أشباه موصلات كهروضوئية تستخدم ضوء الشمس (وتسمى أيضًا وحدات الخلايا الشمسية) لتوليد الكهرباء مباشرة. يتم تجميع الألواح الشمسية المتعددة على لوحة واحدة بطريقة معينة ، والتي تعد الجزء الأساسي من نظام توليد الطاقة الشمسية.
يشكل ضوء الشمس زوجًا جديدًا من الثقوب والإلكترونات على تقاطع أشباه الموصلات pn. تحت تأثير المجال الكهربائي للوصل pn ، تتدفق الثقوب من منطقة P إلى منطقة N ، وتتدفق الإلكترونات من منطقة N إلى منطقة P. بعد توصيل الدائرة ، يتم تشكيل تيار. هذه هي الطريقة التي تعمل بها الخلايا الشمسية الكهروضوئية.
توليد الطاقة الشمسية هناك طريقتان لتوليد الطاقة الشمسية ، أحدهما طريقة التحويل الكهربائي الخفيف الحراري ، والآخر طريقة التحويل المباشر للضوء الكهربائي.
(1) تم تطوير طريقة التحويل بين الضوء والحرارة والكهرباء باستخدام الطاقة الحرارية الناتجة عن الإشعاع الشمسي. بشكل عام ، يتم تحويل الحرارة التي تمتصها مجمعات الطاقة الشمسية إلى بخار بجودة الهواء ، مما يؤدي بعد ذلك إلى تطوير التوربينات البخارية. عملية الترحيل هي عملية تحويل الضوء إلى الحرارة. العملية التالية هي عملية التحويل الكهروحراري.
(2) يشير التحويل الكهروضوئي المباشر إلى التحويل المباشر لطاقة الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية من خلال التأثير الكهروضوئي. الجهاز الأساسي للتحويل الكهروضوئي هو الخلايا الشمسية. نظرًا للتأثير الكهروضوئي ، فإن الخلايا الشمسية هي مكونات تقوم بتحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية ، وهي نوع من الثنائي الضوئي لأشباه الموصلات. عندما يسطع ضوء الشمس على الثنائي الضوئي ، يحول الثنائي الضوئي ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية ويولد تيارًا كهربائيًا. ترتبط العديد من البطاريات في سلسلة أو متوازية لتشكيل مجموعة مربعة من الخلايا الشمسية ذات طاقة خرج أكبر.
تكوين ووظائف كل جزء من الألواح الشمسية:
(1) زجاج مقسّى: له وظيفة حماية الجسم الرئيسي لتوليد الطاقة (مثل الخلية) ، مع نفاذية عالية للضوء (عادة أعلى من 91 في المائة ، ومعالجة تقوية بيضاء فائقة.
(2) EVA: يستخدم لربط وتثبيت الزجاج المقوى والجسم الرئيسي لتوليد الطاقة (الخلية). تؤثر جودة مادة EVA الشفافة بشكل مباشر على عمر خدمة المكونات. سوف يتقادم EVA ويتحول إلى اللون الأصفر عند تعرضه للهواء ، مما سيؤثر على نفاذية الضوء للمكونات وبالتالي جودة تطوير المكونات. بالإضافة إلى جودة EVA نفسها ، تتأثر أيضًا عملية التراص لمصنعي المكونات (مثل EVA).
(3) الوظيفة الرئيسية للخلية هي توليد الكهرباء. الاتجاه السائد في سوق توليد الطاقة الرئيسي هو الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري والخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة ، وكلاهما له مزايا وعيوب.
تكلفة معدات الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري منخفضة نسبيًا ، لكن تكاليف الاستهلاك والبطارية مرتفعة ، لكن كفاءة التحويل الكهروضوئي عالية أيضًا ، لذا فهي أكثر ملاءمة لتوليد الكهرباء تحت ضوء الشمس الخارجي. تكلفة معدات الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة مرتفعة ، لكن تكاليف الاستهلاك والبطارية منخفضة. تعد كفاءة التحويل الكهروضوئي أعلى من النصف مقارنة بخلايا السيليكون البلورية ، لكن تأثير الإضاءة المنخفضة جيد جدًا ، ويمكنه توليد الكهرباء حتى في ظل الإضاءة العادية مثل الخلايا الشمسية في الآلات الحاسبة.
