مادة جديدة لصنع الخلايا الشمسية بتكلفة اقل وذات قدرات عالية

من توصل لمادة جديدة لصنع الخلايا الشمسية

توصل كلا من “بدران محمد بدران” و “محمود محمد بدران” إلي اكتشاف هام جدا لتطوير الخلايا الشمسية,  بحيث أنها تكون أكثر امتصاصا للطاقة الشمسية واقل تكلفه بكثير من الخلايا الموجودة حاليا. وذلك عن طريق تصنيع الخلايا الجديدة من ماده هامه جدا وهي (الثيلاكويد). ومادة الثيلاكويد هي ماده عضويه متوفرة بكثرة في الطبيعة وغير مضره تماما بالبيئة ، وهي ماده مستخرجه بطريقه علميه من النبات وبالتحديد الكلوروبلاست، حيث أنها المادة المسئولة بطريقه مباشره عن امتصاص الطاقة الضوئية في النبات, مما يعطيها أفضلية في تصنيع الخلابة الشمسية منها. مما سيجعل الخلايا الشمسية المصنوعة من تلك المادة ذات قدرة اكبر علي امتصاص الطاقة الشمسية. بالإضافة إلي سهولة الحصول علي تلك المادة مما سيترتب علية تخفيض تكلفة صناعة الخلية الشمسية.

أنواع الخلايا الشمسية

1. خلية شمسية أحادية البلورة : وهو عبارة عن خلايا قُطعت من بلورة سيليكون مفردة وكفاءة هذا النوع من الخلايا من 11 إلى 16% مما يعني أن امتصاص الخلايا من الإشعاع القادم من الشمس الذي تبلغ قوته 1000 وات لكل متر مربع وذلك في يوم مشمس بالقرب من خط الاستواء أي أن الواحد متر مربع من هذه الخلايا يمتص الإشعاع الشمسي بهذه الكفاءة ينتج ما بين 110 إلى 160 وات وهو ذو كفاءة عالية مقارنة بالأنواع الأخرى ولكنه مكلف اقتصادياً.
2. خلايا شمسية متعددة البلورة: وهي عبارة عن رقائق من السليكون كُشطت من بلورات سليكون أسطوانية ثم تعالج كيميائياً في أفران لزيادة خواصها الكهربية وبعد ذلك تغطي أسطح الخلايا بمضاد الانعكاس لكي تمتص الخلايا أشعة الشمس بكفاءة عالية وكفاءة هذا النوع من 9-13% وهو أقل كفاءة من البلورة الأحادية ولكنه أقل تكلفة اقتصادياً.
3. خلايا شمسية غير متبلورة: وفيها مادة السيليكون تترسب على هيئة طبقات رفيعة علي أسطح من الزجاج أو البلاستيك لذلك فإن تصنيع هذه الخلايا يتم بتقنية سهلة ولكن كفاءتها أقل من 3 إلى 6% وأسعارها أيضا أقل. وهي مناسبة لتطبيقات من 40 وات إلى ما أقل وكفاءته وتكلفته أقل من الأنواع المذكورة.

مميزات الخلايا الشمسية

1-مصدر للطاقة المتجددة

يمكن استخدام الطاقة لتوليد الكهرباء والحرارة في المنزل ، إما من خلال الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، أو الطاقة الشمسية الحرارية ، ويتم استرداد الطاقة المتجددة من الشمس ، والرياح ، والأمواج ، ويعد مصدر الطاقة في هذه الحالة هي الشمس ، وتسخر الخلايا الشمسية الطاقة من الشمس وتحولها إلى كهرباء قابلة للاستخدام.

2-الحد من استهلاك الكهرباء وتقليل الفواتير

نظرًا لأنه سوف يتم تلبية بعض الاحتياجات من الطاقة بالكهرباء التي يولدها النظام الشمسي ، ستنخفض فواتير الطاقة  ، ويعتمد المبلغ الذي توفيره على الفاتورة على حجم النظام الشمسي ، واستخدام الكهرباء ، أو الحرارة ، علاوة على ذلك ، لن يتم فقط توفير فواتير الكهرباء ، بل هناك أيضًا إمكانية لاستلام مدفوعات مقابل فائض الطاقة الذي يتم ارجاعه مرة أخرى إلى الشبكة ، وذلك إذا كان يتم توليد كهرباء أكثر مما يتم استخدامه  ( بالنظر إلى أن نظام الألواح الشمسية تكون متصل بالشبكة.

3-طاقة طويلة الاجل

غالبًا ما تتمتع الأنظمة الكهروضوئية بحياة طويلة ومتانة جيدة ، وفي الوقت نفسه ، غالبًا ما يكون هناك ضمان بحد أدنى 20 عامًا على الألواح الشمسية ، مما يضمن للمستهلك الحصول على الصيانة والإصلاحات اللازمة في حالة حدوث أي مضاعفات.

4-انخفاض تكاليف الصيانة

لا تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية عمومًا الكثير من الصيانة ، ليس على المستهلك سوى الحفاظ عليها نظيفة نسبيًا ، لذا فإن تنظيفها عدة مرات في السنة يمنعها من التلف ، ومعظم الشركات المصنعة للألواح الشمسية الموثوقة تقدم ضمانًا يتراوح من 20 إلى 25 عامًا أيضًا ، نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة ، وعادة ما يكون العاكس هو الجزء الوحيد الذي يجب تغييره بعد 5-10 سنوات لأنه يعمل باستمرار على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء وحرارة ( الطاقة الشمسية الكهروضوئية مقابل الطاقة الشمسية الحرارية ) ، وبصرف النظر عن العاكس ، تحتاج الكابلات أيضًا إلى صيانة لضمان تشغيل نظام الطاقة الشمسية بأقصى قدر من الكفاءة.

5-تطوير التكنولوجيا

تتقدم التكنولوجيا في صناعة الطاقة الشمسية باستمرار ، ويمكن للابتكارات في فيزياء الكم وتكنولوجيا النانو أن تزيد من فعالية الألواح الشمسية ، وتضاعف المدخلات الكهربائية لأنظمة الطاقة الشمسية.

سلبيات الخلايا الشمسية

1-ارتفاع التكلفة

التكلفة الأولية لشراء الخلايا الشمسية مرتفعة إلى حد ما ، حيث تشمل التكلفة دفع ثمن الألواح الشمسية ، والعاكس ، والبطاريات ، والأسلاك ، والتركيب ، ومع ذلك ، فإن تكنولوجيات الطاقة الشمسية تتطور باستمرار ، لذلك من الآمن افتراض أن الأسعار ستنخفض في المستقبل.

2-تخزين الطاقة الشمسية باهظ الثمن

يمكن استخدام الطاقة الشمسية على الفور ، أو يمكن تخزينها في بطاريات كبيرة ، ويمكن شحن هذه البطاريات ، المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة ، خلال النهار حتى يتم استخدام الطاقة في الليل ، وهذا حل جيد لاستخدام الطاقة الشمسية طوال اليوم ، ولكنه مكلف للغاية.

3-تحتاج إلى مساحة كبيرة من الفضاء

كلما زادت الطاقة المراد إنتاجها ، زاد عدد الألواح الشمسية التي يتم الحاجة إليها ، وفي هذه الحالة يجب جمع أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس ، تتطلب الألواح الكهروضوئية الشمسية مساحة كبيرة ، وبعض الأسطح ليست كبيرة بما يكفي لتناسب عدد الألواح الشمسية المراد امتلاكها ، فإذا لم يكن هناك مساحة لجميع اللوحات ، يمكن اختيار تثبيت عدد أقل لتلبية بعض الاحتياجات  من الطاقة .