يشهد العالم حالياً انتشاراً واسعاً للألواح الشمسية التي تستخدم في إنتاج وتوليد الطاقة الكهربائية.
ويعتبر هذا الاختراع الذي ظهر خلال السنوات الأخيرة الماضية، صديقاً وفياً للبيئة لما يقوم به من حمايتها من الاعتماد على الوقود المسبب الرئيسي لتلوث الهواء في إنتاج الطاقة الكهربائية.
وبالعودة للألواح الشمسية، فإنها تتكون من خلايا كهروضوئية، تحتوي على شبه ناقل هو السيليكون.
والسيليكون هو كتلة بلورية صلبة وحساسة، يساعد على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة.
وللسيليكون نوعان أساسيان: أحادي البلورية ومتعدد البلورات أو الكريستالات، ويُستخدم كل نوع في صُنع نوع مختلف من الألواح الشمسية.
يؤدي اختلاف نوع السيليكون المستخدم إلى اختلاف في لون الألواح بين الأسود والأزرق.
الفرق بين الألواح الشمسية الزرقاء والسوداء
يسبب اختلاف نوع السيليكون الداخل في تصنيع الألواح الشمسية اختلافات كثيرة بينها، من اللون إلى الكفاءة والتكلفة.
الألواح الشمسية الزرقاء: السيليكون متعدد الكريستالات
الألواح الشمسية التي تعتمد على خلايا السيليكون متعدد الكريستالات تكون بلون أزرق، وتتكون كل خلية فيها من عدة بلورات سيليكون متصلة بشكلٍ غير منتظم، تُصنع بتجميع العديد من بلورات السيليكون وتذويبها ثم صبّها في قالب، وتبقى حتى تبرد ويتشكل الهيكل ثم يتم ضمها مرة أخرى لتشكيل اللوحة.
تتميز الألواح الشمسية الزرقاء المصنوعة من السيليكون متعدد الكريستالات بأنها تمتص الضوء بكفاءة جيدة.
وتكلفتها أقل بسبب طريقة صُنعها الأبسط. كما يجد البعض أن اللون الأزرق أجمل.
من جهة أخرى، تُعد الخلايا الشمسية المستخدمة في الألواح متعددة الكريستالات أقل كفاءة، ويمكن كسرها بسهولة.
الألواح الشمسية السوداء: السيليكون أحادي البلورية
يُستخدم في صنع الألواح الشمسية السوداء السيليكون النقي أحادية البلورية، أي تُستخدم بلورة سيليكون واحدة لصنع خلية شمسية واحدة. وفي هذه الحالة، يُذاب السيليكون، والذي منه ترفع بذرة السيليكون ويتم تكوين بلورة أكبر منه.
تُقطّع البلورات الكبيرة إلى مربعات أو رقائق لصنع الخلايا الشمسية للألواح أحادية البلورية، وتظهر بلون أسود نتيجة تفاعلها مع الضوء.
من عيوب هذه الطريقة هدر السيليكون، لكن في المقابل تنتج الألواح أحادية البلورية طاقة أعلى، فهي أكثر كفاءة بتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء، وهي الأفضل في المناطق ذات أشعة الشمس القليلة، وتعمل بكفاءة عندما يكون الطقس غائماً، كما أنها لا تشغل مساحة كبيرة مقارنة بالأنواع الأخرى، وتدوم لفترة أطول، وتكلفة تركيبها أقل.
من جهة أخرى، تُعد ألواح السيليكون أحادي البلورية أكثر تكلفة، وتنخفض كفاءتها قليلاً مع ارتفاع درجات الحرارة. ومع ذلك، فإن فقدان الطاقة فيها ضئيل.
الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة
يوجد نوع ثالث من الألواح الشمسية له لون أزرق أو أسود، اعتماداً على المواد التي تُصنع منها، إذ لا تحتوي على السيليكون دائماً، فقد يُستخدم الكادميوم تيلورايد، وهو المادة الأكثر شيوعاً للألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة.
يُستخدم أيضاً في صنع الأنواع الأخرى من الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة السيليكون غير المتبلور أو النحاس إنديوم غاليوم سيلينيد.
تكون الألواح ذات الأغشية الرقيقة أرق من الأنواع البلورية، لكن حجم الألواح يمكن أن يكون بحجم ألواح السيليكون متعدد الكريستالات أو أحادي البلورية، وتتميز بأنها أقل ثمناً وأخف وزناً ولا تتأثر بدرجات الحرارة العالية، بالإضافة إلى كونها مرنة، أي يمكن تثبيتها على أي نوع من الأسطح لأنها قابلة للطي.
في المقابل، تعد هذه الألواح أقل كفاءة مقارنة بالألواح الأخرى، وبالتالي تحتاج إلى مساحة أكبر لتحقيق كفاءة الألواح البلورية نفسها، وعمرها أقصر.
في النهاية، وبعد الاطلاع على الفروق بين الألواح الشمسية الزرقاء والسوداء، يمكنك الآن اختيار الأنسب لك اعتماداً على كمية الطاقة التي تحتاج إلى توليدها، والتكلفة وميزانيتك، والمساحة المتاحة لديك، وقد تختارها بحسب تفضيلك للونها.
ومن المثير للاهتمام، هو اعتماد الكثير من الأشخاص في اختيار الألواح الشمسية على التكلفة فقط، دون الانتباه إلى الأمور الأخرى التي تعد أكثر أهمية.
