الألواح الشمسية بتقنية PERC: كيف تعمل وما هي فوائدها؟

ما هي تقنية PERC؟

تقنية PERC، التي تعني Passivated Emitter and Rear Cell، تمثل طفرة في تكنولوجيا الألواح الشمسية. تعتمد هذه التقنية على إضافة طبقة إضافية على الجزء الخلفي من الخلايا الشمسية، مما يؤدي إلى تحسين أداء الألواح من حيث كفاءة التحويل. وتنقسم هذه التقنية إلى عدة مكونات أساسية تشمل الخلايا الشمسية التقليدية وزيادة فعالية استغلال الضوء الساقط. يتم إنشاء طبقة عاكسة جديدة على الجهة الخلفية للخلايا، مما يسمح بإعادة استخدام الضوء الذي ينعكس، مما يزيد من كمية الطاقة الناتجة.

تعمل تقنية PERC عن طريق تقليل الفقد في الطاقة الذي يحدث بسبب إعادة السقوط للضوء على الخلايا الشمسية التقليدية. في التقنية التقليدية، يُفقد جزء من الضوء الذي يلامس السطح الخلفي للخلايا ولا يُستغل بشكل كامل. ومع تقنية PERC، هذا الضوء يُستغل بطريقة أكثر فعالية، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة العامة للوحات الشمسية. لذا، تمتاز هذه التقنية بقدرتها على زيادة كمية الطاقة التي تُنتج ليست فقط بنسبة بسيطة؛ بل يمكن أن يصل التحسين إلى 20% في بعض الظروف.

عند مقارنة تقنية PERC بالتقنيات التقليدية، نلاحظ اختلافات هامة. بينما تعتمد الألواح الشمسية التقليدية غالباً على تصميم بسيط، فإن تصميم PERC يعتمد على التكنولوجيا المتقدمة التي تُعزز القدرة على امتصاص الطاقة. هذا التحسين لا يؤدي فقط إلى كفاءة أعلى، بل يسهم أيضًا في جعل الألواح الشمسية أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل، إذ يمكن للألواح التي تستخدم تقنية PERC أن تنتج طاقة أكبر باستخدام نفس المساحة من الألواح التقليدية. هذه القدرة على تحسين الأداء تجعل من تقنية PERC خيارًا شائعًا ومفضلًا في مجال الطاقة الشمسية.

كيف تعمل الألواح الشمسية بتقنية PERC؟

تعتبر الألواح الشمسية بتقنية PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) إحدى الابتكارات الفعالة في مجال الطاقة الشمسية، حيث تعزز من كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. تبدأ عملية تحويل الضوء إلى كهرباء عندما تقوم الخلايا الشمسية بامتصاص الضوء بواسطة مادة السيليكون. هنا، تعمل الخلايا الشمسيّة على تفاعل الضوء مع المواد شبه الموصلة، مما يخلق ما يعرف بالحملات المثارة.

بعد ذلك، يتم تحرير الإلكترونات من ذرات السيليكون، مما يؤدي إلى ظهور ما يعرف بالتيار الكهربائي. يتم تحسين هذه العملية بواسطة الطبقة الإضافية التي تُضاف إلى الجانب الخلفي من الخلية، والتي تسمى طبقة التعبئة السلبية. هذه الطبقة تعمل على تقليل فقدان الضوء، مما يمكن مزيد من الفوتونات من التفاعل مع السيليكون. نتيجةً لذلك، ترتفع كفاءة الخلية بشكل ملحوظ.

يتكون النظام الكهربائي من نواقل، حيث يُجرى نقل الإلكترونات الناتجة عن عملية التفاعل الضوئي إلى دائرة كهربائية. يتم توجيهها إلى محول التيار الكهربائي لتصبح طاقة قابلة للاستخدام. تعمل الألواح الشمسية بتقنية PERC على تحسين معدل تحويل الطاقة، مما يجعلها خياراً شائعاً وفعّالاً بين التقنيات الحديثة. بفضل دقتها في إدارة الطاقة الشمسية، تساهم الألواح PERC في تلبية طلبات الطاقة المتزايدة مع الأثر الإيجابي على البيئة من خلال تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية.

فوائد استخدام الألواح الشمسية بتقنية PERC

تتميز الألواح الشمسية بتقنية PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) بعدد من الفوائد القيمة التي تجعلها خيارًا مفضلًا في مجال الطاقة الشمسية. واحدة من أبرز مزايا هذه التقنية هي زيادة كفاءة تحويل الطاقة. حيث تمكنت الألواح الشمسية التي تستخدم تقنية PERC من تحقيق كفاءات تصل إلى 22% أو أكثر، وهو ما كان صعب تحقيقه باستخدام التقنيات التقليدية. هذا يعني أن هذه الألواح قادرة على إنتاج مزيد من الكهرباء من نفس المساحة مقارنةً بالألواح التقليدية.

علاوة على ذلك، تظهر الألواح بتقنية PERC أداءً محسنًا في ظروف الإضاءة المنخفضة. فهي مصممة بطريقة تعزز من قدرتها على استغلال الضوء المنعكس، مما يعني أن الألواح يمكن أن تعمل بكفاءة أكبر في الغسق والضباب، وهي ظروف شائعة في الكثير من المناطق. هذا يجعلها مثالية للاستخدام في مجموعة متنوعة من المواقع الجغرافية، بما في ذلك تلك التي تتعرض لأوقات طويلة من السحب أو الضباب.

تتمتع الألواح الشمسية بتقنية PERC أيضًا بعمر طويل، مما يضمن توفير استثمار جيد على المدى البعيد. فقد أظهرت دراسات متعددة أن هذه الألواح تحتفظ بأدائها المرتفع لفترات أطول مقارنة بالألواح التقليدية، مما يقلل من الحاجة إلى الاستبدال والتكاليف المرتبطة بذلك. تقنيات PERC تحقق نتائج إيجابية أيضًا على البيئة، حيث أن زيادة كفاءة الطاقة تعني تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة غير المتجددة وتقليل الانبعاثات الكربونية، مما يساهم في تحسين جودة الهواء وتقليل آثار تغير المناخ.

هذه الفوائد وغيرها تجعل الألواح الشمسية بتقنية PERC خيارًا مثاليًا للأفراد والشركات التي تسعى للحفاظ على البيئة وتحقيق الأسس المستدامة للطاقة. الفوائد المتعددة لهذه التقنية تدفع العديد من المستخدمين للاعتماد عليها في مشاريعهم، مما يوضح نجاح هذه التقنية في تطبيقات متنوعة حول العالم.

مستقبل الألواح الشمسية بتقنية PERC

تشهد صناعة الطاقة الشمسية تحولاً ملحوظاً بفضل الابتكارات المستمرة في تقنية الألواح الشمسية، وخاصة الألواح بتقنية PERC. تعتبر تقنية PERC، التي تعني “Passivated Emitter and Rear Cell”، من التطورات الرائدة التي ساهمت في تحسين كفاءة الألواح الشمسية وزيادة الطاقة المنتجة. مستقبل الألواح الشمسية بتقنية PERC يبرز العديد من الفرص والتوجهات الجديدة، حيث يتطلع الخبراء إلى تحقيق تحسّنٍ في كفاءة التحويل، مما يُمكن هذه الألواح من العمل بكفاءة أعلى حتى في الظروف القاسية.

من جهة أخرى، تواجه تقنية PERC بعض التحديات، مثل زيادة تكاليف الإنتاج ومتطلبات الأبحاث والدراسات المستمرة. يشير النقاد إلى أن الزيادة في كفاءة الألواح قد تتطلب استثمارات أكبر في مرافق الإنتاج، مما يمكن أن يؤثر على الأسعار النهائية. ورغم هذه التحديات، فإن توقعات النمو في سوق الطاقة الشمسية تبقى إيجابية، مع زيادة الطلب على الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم. يُعزى ذلك إلى المبادرات الحكومية الترويجية والوعي المتزايد بشأن التغير المناخي.

يعتبر البحث والتطوير جزءاً أساسياً من تحسين أداء الألواح الشمسية وتطوير تقنية PERC. الجامعات والمعاهد البحثية وشركات التكنولوجيا تبذل جهوداً حثيثة في هذا المجال، من خلال تحسين المواد المستخدمة في تصنيع الألواح، وكذلك تطوير طرق جديدة لتركيباتها. كما ينصب التركيز على استدامة هذه التقنية، مما يسهم في تقليل الأثر البيئي وزيادة الجدوى الاقتصادية للاستخدام الواسع لهذه الطاقة المتجددة.

باختصار، يمكن القول إن مستقبل الألواح الشمسية بتقنية PERC واعد، مع توفر إمكانيات جديدة لتعزيز الكفاءة وتقليل التكاليف، وهو ما يجعلها خياراً جاذباً للطاقة النظيفة في السنوات القادمة.