1 ما هي الوحدة الكهروضوئية ذات الوجهين؟
الوحدات الكهروضوئية ثنائية الوجه هي نوع من الوحدات الكهروضوئية التي يمكنها الاستفادة من الضوء الساقط الأمامي والخلفي في وقت واحد. على عكس الوحدات الكهروضوئية التقليدية أحادية الجانب التي يمكنها فقط الاستفادة من ضوء الشمس الساقط من الأمام، لا يمكن للوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجوانب الاستفادة من الإشعاع الشمسي المباشر من الأمام فحسب، بل يمكنها أيضًا عكس الضوء وتشتيته من الخلف، وبالتالي تحسين كفاءة التحويل الكهروضوئي بشكل عام .
الخصائص الهيكلية ومبدأ العمل للخلايا الكهروضوئية على الوجهين:
الميزات الهيكلية للتصميم:تم تجهيز كل من الجزء الأمامي والخلفي من الوحدة الكهروضوئية ذات الوجهين بخلايا كهروضوئية، والتي تستخدم عادةً خلايا مفردة كريستالية أو خلايا سيليكون متعددة البلورات عالية الكفاءة. عادة ما تكون اللوحة الخلفية شفافة (مثل الزجاج أو البوليمر الشفاف) للسماح بمرور الضوء وامتصاصه بواسطة البطارية الموجودة في الخلف. يتيح تصميم القطب الكهربائي الخلفي للبطاريات ذات الوجهين التجميع الفعال للتيار الضوئي على الجزء الخلفي، عادةً باستخدام تقنية الاتصال الخلفي (IBC) أو مواد القطب الكهربائي شبه الشفافة.
مبدأ العمل:تمتص الخلايا الكهروضوئية الموجبة أشعة الشمس المباشرة وتحولها إلى طاقة كهربائية، وهي الوظيفة الأساسية لجميع الوحدات الكهروضوئية.
وتمتص الخلية الكهروضوئية الخلفية الضوء المنعكس من الأرض والبيئة المحيطة والمباني، وكذلك الضوء المتناثر من السماء. تمتص البطارية الموجودة في الخلف أشعة الضوء هذه وتحولها إلى طاقة كهربائية.
مزايا الخلايا الكهروضوئية مزدوجة الجوانب: زيادة توليد الطاقة وكفاءتها
يمكن للوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجوانب الاستفادة من المزيد من موارد الضوء، خاصة في الظروف الأرضية ذات الانعكاسية العالية مثل الثلج والرمال والأسطح البيضاء، والتي يمكن أن تزيد بشكل كبير من توليد الطاقة.
إن كفاءة التحويل الكهروضوئية الإجمالية للوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجانب أعلى من الوحدات أحادية الجانب لأنها تستطيع امتصاص واستخدام المزيد من الضوء. تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي في الجزء الخلفي 60% -90% منها في الجزء الأمامي، ويبلغ كسب توليد الطاقة بعد تكامل النظام حوالي 4% -30% مقارنة بمحطات توليد الطاقة المكونة من جانب واحد.
تركيب وتطبيق الخلايا الكهروضوئية على الوجهين
① التثبيت الأرضي:
في الأنظمة المثبتة على الأرض، يمكن للوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجوانب الاستفادة من الضوء المنعكس من الأرض، وعادة ما تعمل بشكل أفضل على الأسطح عالية الانعكاس مثل الرمال البيضاء والعشب وما إلى ذلك.
② تركيب السقف:
في تركيب السقف، خاصة بالنسبة للأسقف البيضاء أو ذات الألوان الفاتحة، يكون انعكاس الضوء من الخلف قويًا، ويمكن للوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجوانب تحقيق توليد طاقة أعلى.
③ التثبيت العمودي:
في بعض التطبيقات الخاصة، مثل الأسوار أو حواجز الحماية أو بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV)، يمكن تركيب الوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجوانب عموديًا، باستخدام الضوء المنعكس من كلا الجانبين.
④ نظام التتبع:
يمكن للوحدات الكهروضوئية ذات الوجهين المثبتة على نظام التتبع الشمسي أن تزيد من استقبال الضوء طوال اليوم وتزيد من إجمالي توليد الطاقة.
2 كيفية تصميم وتركيب وصيانة الوحدات الكهروضوئية ذات الوجهين في محطات الطاقة الكهروضوئية
البياض:اختر مواد أرضية عالية الانعكاس مثل الحصى الأبيض أو الرمل أو العشب أو الأسطح المطلية بطبقات عاكسة لتحسين استخدام الإضاءة الخلفية.
تباعد المكونات:صمم تباعدًا معقولًا بين المكونات لتجنب الانسداد بين المكونات وتأكد من أن الجزء الخلفي يمكنه تلقي ضوء منعكس كافٍ.
زاوية التثبيت:اختر زاوية الميل وطريقة التثبيت المناسبة لتحقيق أقصى قدر من استقبال الضوء من الأمام والخلف للوحدة الكهروضوئية ذات الوجهين.
اختيار اللوحة الخلفية:استخدم مواد اللوحة الخلفية الشفافة أو شبه الشفافة، مثل الهياكل الزجاجية المزدوجة، لضمان إمكانية مرور الضوء الخلفي من خلال البطارية وامتصاصه.
اختيار العاكس:اختر عاكسًا يتوافق مع الوحدة الكهروضوئية مزدوجة الجوانب لضمان قدرة النظام على التعامل بكفاءة مع التيار من الجانبين الأمامي والخلفي.
قم بترتيب الكابلات بشكل معقول لتجنب حجب الضوء الخلفي، مع التأكد من عدم إنتاج الكابلات لظلال إضافية. عندما تمتص الوحدات الكهروضوئية ذات الوجهين الضوء من الخلف، فإنها قد تولد حرارة إضافية، ويلزم وجود نظام تهوية وتبديد حرارة مصمم جيدًا لتجنب ارتفاع درجة حرارة الوحدات.
تركيب وصيانة الخلايا الكهروضوئية على الوجهين
تتميز الوحدات الكهروضوئية ذات الوجهين بخاصية توليد الطاقة على الوجهين، ونظام توليد الطاقة الكهروضوئية يستخدم الوحدات الكهروضوئية على الوجهين. أولاً، من الضروري ترتيب الوحدات الكهروضوئية ذات الوجهين بزاوية الميل المثالية. كلما زاد ارتفاع تركيب المكون، سيتم توليد المزيد من الطاقة الإضافية، ولكن يجب ألا يتجاوز ارتفاع التثبيت 2 متر؛ ومع زيادة زاوية الميل، يضعف الإشعاع المنعكس الذي يستقبله الجزء الخلفي من المكون المزدوج. ضمان جودة التركيب والبناء، وتجنب الخدوش أو التلوث على سطح المكونات، وخاصة على الجزء الخلفي، لتجنب التأثير على نفاذية الضوء وكفاءة المكونات.
التنظيف المنتظم:قم بتنظيف الجزء الأمامي والخلفي من الوحدات الكهروضوئية ذات الوجهين بانتظام لتجنب الغبار أو فضلات الطيور أو الملوثات الأخرى التي تؤثر على نقل الضوء وكفاءة الوحدة.
الرصد والكشف:استخدم نظام مراقبة لمراقبة حالة التشغيل في الوقت الفعلي للنظام الكهروضوئي على الوجهين، واكتشاف أي أخطاء وحلها على الفور، وضمان التشغيل الفعال للنظام على المدى الطويل.
تقييم الأثر البيئي:قم بانتظام بتقييم تأثير التغيرات البيئية على الأنظمة الكهروضوئية ذات الوجهين، مثل نمو النباتات وتراكم الثلوج وتراكم الغبار وما إلى ذلك، وضبط استراتيجيات الصيانة في الوقت المناسب.
احتمال السوق
مع التقدم المستمر في التكنولوجيا الكهروضوئية والطلب المتزايد على الحلول الكهروضوئية الفعالة في السوق، أصبح تطبيق الوحدات الكهروضوئية ذات الوجهين أكثر انتشارًا. إن مزايا أدائها الكبيرة وسيناريوهات التطبيق المتنوعة تجعلها تتمتع بإمكانات تطوير هائلة في سوق الطاقة الكهروضوئية المستقبلية.
تحقق الوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجوانب كفاءة أعلى في توليد الطاقة وسيناريوهات تطبيق أوسع من خلال الاستفادة من موارد الضوء من الجانبين الأمامي والخلفي، مما يعزز المزيد من التطوير لصناعة الخلايا الكهروضوئية.