The Solarest موقع عربي مختص في الطاقة الشمسية من اخبار وفيديوهات تعليمية
مقالات مشابهة
بلغت نسبة الحصة السوقية للألواح ذات أنصاف الخلايا (Half-cut PV Modules) أكثر من 10% في عام 2019 وذلك حسب تقرير خارطة الطريقة الدولية لتكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية (International Technology Roadmap for Photovoltaic) الحادي عشر. وحسب التقرير من المتوقع أن تتجاوز الحصة السوقية للألواح ذات أنصاف الخلايا 40% في عام 2024 (1).
فما هي هذه التقنية؟ وكيف تعمل على تحسين أداء الألواح الكهروضوئية؟
مقدمة:
في تقنية أنصاف الخلايا يتم قص الخلية الشمسية إلى نصفين متساويين، ويكون جهد كل نصف مساوي لجهد الخلية الكاملة، ولكن التيار ولأنه يتناسب طردياً مع المساحة يتم خفض قيمته إلى النصف مقارنة مع الخلايا الكاملة.
بناءً على ذلك، يتم خفض خسائر التوصيلات داخل اللوح إلى الربع في الألواح ذات أنصاف الخلايا مقارنة مع الألواح ذات الخلايا الكاملة، لأنه كما نعلم الخسائر الكهربائية تتناسب طردياً مع مربع التيار. بالتالي يمكن إنتاج ألواح بقدرات اسمية أعلى بنسبة 2-3% مقارنة مع الألواح ذات الخلايا الكاملة (Full Cell PV Modules).
تصميم الألواح ذات أنصاف الخلايا
تختلف الألواح ذات أنصاف الخلايا (Half-cut PV Modules) عن الألواح ذات الخلايا الكاملة (Full Cell PV Modules) باختلافين أساسيين هما:
- تتكون الألواح ذات الخلايا الكاملة (Full Cell PV Modules) من ثلاث سلاسل من الخلايا يتم توصيلها معاً على التوالي ومن ثم يتم توصيل ثلاث صمامات ثنائية (Bypass Diodes) معها على التوازي، أي يتم توصيل (By-pass Diode) واحد مع كل سلسلة على التوازي كما في الصور التوضيحية أدناه.
بينما الألواح ذات أنصاف الخلايا (Half-Cut PV Modules) تتكون من ست سلاسل من الخلايا، ثلاث سلاسل في النصف العلوي من اللوح وثلاث سلاسل أخرى في النصف السفلي. يتم توصيل كل سلسلتين على التوازي؛ سلسلة من النصف العلوي وسلسلة من النصف السفلي. ومن ثم يتم توصيل الBy-Pass Diode مع هاتين السلسلتين على التوازي. ويتم توصيل مجموعات السلاسل الثلاثة معاً على التوالي.
- علب التوصيلات (Junction Boxes)، تختلف الألواح ذات أنصاف الخلايا عن الألواح ذات الخلايا الكاملة بأن علب التوصيلات فيها عبارة عن ثلاثة أجزاء، كما توضح الصورة أدناه. وذلك لتوزيع الBy-Pass Diodes الثلاث على سلاسل الخلايا الستة.
أثر الظلال على الألواح ذات انصاف الخلايا
بسبب اختلاف تصميم الألواح ذات أنصاف الخلايا (Half-cut Cells PV Modules) عن الألواح ذات الخلايا الكاملة (Full Cell PV Modules) بوجود ست سلاسل من الخلايا كما وضحنا في الجزء السابق، فإن أثر الظلال على هذا النوع من الألواح يكون مختلفاً.
في الصورة أدناه أثر الظلال ما بين مصفوفات الألواح الكهروضوئية (Mutual Shading) على إنتاجية الألواح، حيث أنه في الألواح ذات الخلايا الكاملة (Full Cell PV Modules) سوف تنخفض قدرة الألواح إلى قيمة قريبة من الصفر في حين أن الألواح ذات أنصاف الخلايا (Half-cut cell PV Modules) سوف تنخفض قدرتها إلى 50% من القدرة الإجمالية قبل تعرض الألواح للظلال.
الصورة أعلاه في حالة التركيب العمودي للألواح (Portrait)، ولكن في حالة التركيب الأفقي (Landscape) لن يكون هناك فرق بين الألواح ذات الخلايا الكاملة (Full Cell PV Modules) والألواح ذات أنصاف الخلايا (Half-cut cells PV Modules).
تصميم المشاريع باستخدام الألواح ذات أنصاف الخلايا
لا يختلف تصميم المشاريع باستخدام الألواح ذات أنصاف الخلايا (Half-Cut Cells PV Modules) عن تصميم المشاريع باستخدام الألواح ذات الخلايا الكاملة (Full Cell PV Modules) حيث لا تختلف الخصائص الكهربائية كثيراً في هذا النوع من الألواح.
ولكن للاستفادة القصوى من هذا النوع من الألواح وتقليل أثر خسائر الظلال يجب تركيب هذه الألواح بشكل طولي (Portrait).
بالإضافة إلى ذلك يجب الأخذ بعين الاعتبار تغيّر موقع علب توصيلات الألواح (Junction Boxes) مقارنة مع الألواح ذات الخلايا الكاملة، وأثر ذلك على مسارات تمديد كوابل التيار الثابت (DC Cables).
المصادر:
مصدر (1): تقرير خارطة الطريق الدولية لتكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية، الإصدار الحادي عشر.
