الخلايا الشمسية النصف مقطوعة The Half-Cut Solar Cells(بقلم د عماد جلال)

الخلايا الشمسية النصف مقطوعة The Half-Cut Solar Cells

كما توفر الألواح الشمسية ثنائية الوجه والخلايا الشمسية PERC تعزيزات صغيرة في تحسين كفاءات الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون ، يمكن أن يساعد تنفيذ الخلايا النصف مقطوعة في الألواح الشمسية في تحسين إنتاج الطاقة لنظام الألواح الشمسية. الخلايا الشمسية النصفلمقطوعة هي بالضبط بما يوحي اسمها فهي خلايا شمسية تقليدية من السليكون تم قطعها إلى النصف باستخدام قاطع ليزر.

توفر الخلايا لنصف مقطوعة العديد من الفوائد على الخلايا الشمسية التقليدية والأهم من ذلك ، توفر الخلايا الشمسية النصف مقطوعة أداءً ومتانة محسنين. من ناحية الأداء ، ويمكن للخلايا النصف مقطوعة أن تزيد من كفاءة اللوح ببضع نقاط مئوية. بالإضافة إلى أرقام الإنتاج الأفضل ، فإن الخلايا النصف مقطوعة أكثر متانة جسديًا من نظيراتها التقليدية ؛ لأنها أصغر حجمًا ، فهي أكثر مقاومة للتصدع.

وبسبب هذه المزايا ، تتمتع الألواح الشمسية المبنية بخلايا شمسية النصف مقطوعة بإمكانية توفير فترات استرداد أسرع للطاقة الشمسية لأصحاب العقارات الذين يقومون بتثبيت أنظمة الطاقة الشمسية. خاصة بالنسبة للمنشآت التي يكون فيها التظليل والمساحة المحدودة عوامل مقيدة ، ويمكن للخلايا النصف مقطوعة أن تجعل تركيب الألواح الشمسية أكثر قيمة للتكلفة مقدمًا

وهناك عدد قليل من الطرق الرئيسية التي يمكن من خلالها للخلايا نصف المقطوعة أن تعزز إنتاج وأداء الألواح الشمسية:

1. تقليل الخسائر المقاومة

أحد مصادر فقدان الطاقة عندما تقوم الخلايا الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء هو فقدان المقاومة أو الطاقة المفقودة أثناء نقل التيار الكهربائي. حيث تنقل الخلايا الشمسية التيار باستخدام شرائط معدنية رفيعة تعبر سطحها وتربطها بالأسلاك والخلايا المجاورة ، ويؤدي حركة التيار عبر هذه الشرائط إلى فقدان بعض الطاقة. ومن خلال قطع الخلايا الشمسية إلى النصف ، ينخفض ​​التيار المولّد من كل خلية إلى النصف ، ويؤدي تدفق التيار المنخفض إلى تقليل الخسائر المقاومة حيث تتحرك الكهرباء عبر الخلايا والأسلاك في لوحة شمسية.

2. تحمل أعلى للظل

تكون الخلايا النصف مقطوعة أكثر مقاومة لتأثيرات الظل من الخلايا الشمسية التقليدية. وهذا ليس بسبب قطع الخلايا إلى نصفين ، بل نتيجة لطرق الأسلاك المستخدمة لربط الخلايا النصف مقطوعة في اللوح. ففي الألواح الشمسية التقليدية المبنية بالخلايا الكاملة ، يتم ربط الخلايا معًا في صفوف ، تُعرف باسم الأسلاك المتسلسلة. وفي مخططات الأسلاك المتسلسلة ، إذا كانت إحدى الخلايا في الصف مظللة ولا تنتج الطاقة ، فإن الصف بأكمله من الخلايا سيتوقف عن إنتاج الطاقة. وعادةً ما تحتوي الألواح القياسية على 3 صفوف منفصلة من الخلايا موصولة ببعضها البعض ، لذا فإن التظليل على خلية واحدة من صف واحد سيزيل ثلث إنتاج طاقة تلك اللوحة.

يتم أيضًا توصيل الخلايا النصف مقطوعة في سلسلة ، ولكن نظرًا لأن الألواح المصنوعة من الخلايا النصف مقطوعة تحتوي على ضعف عدد الخلايا (120 بدلاً من 60) ، هناك أيضًا ضعف عدد الصفوف المنفصلة من الخلايا. ويسمح هذا النوع من الأسلاك للألواح المصممة بخلايا النصف مقطوعة بفقدان طاقة أقل عندما تكون خلية واحدة مظللة لأن الخلية المظللة الواحدة لا يمكنها إلا القضاء على سدس إجمالي ناتج طاقة اللوح.

ويمكن لمصنعي الطاقة الشمسية الانتقال إلى إنتاج نصف الخلية ولا تختلف خطوط إنتاج الخلايا نصف المقطوعة كثيرًا عن خطوط الخلايا الشمسية التقليدية ، ولا تحتاج أي شركة مصنعة للألواح تتطلع إلى بدء تصنيع خلايا نصف مقطوعة إلى إصلاح شامل للمصانع القائمة أو عمليات الإنتاج. هناك خطوتان إضافيتان مطلوبتان عند عمل خلايا نصف مقطوعة: خطوة قطع الخلية وخطوة ترصيف صفوف الخلايا .

ويتم قطع الخلايا بالليزر ويتضمن تقسيم الخلايا الشمسية القياسية إلى نصفين. ويمكن أن تكون الخلايا الشمسية هشة للغاية ، ويسمح القطع بالليزر بقطع خطوط دقيقة إلى خلايا شمسية. وكما هو الحال مع قطع الخلايا ، فإن عملية ترصيف صفوف الخلايا اللازمة عند صنع الخلايا نصف المقطوعة هي مهمة دقيقة للغاية. ترصيف الصف هو عملية وضع الشرائط الموصلة ، والمعروفة باسم اقطاب التوصيل ، وعلى كل خلية نصف مقطوعة. نظرًا لصغر حجم الخلايا النصف مقطوعة ، فإناقطاب التوصيل المستخدمة أصغر وتتطلب معدات متخصصة لوضعها بدقة.

--------------------

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/blog-post.html