درجة حرارة انتشار الخلايا الشمسية منخفضة

ماذا يحدث عند ارتفاع درجة حرارة الطاقة الشمسية؟

عند ارتفاع درجة حرارة التشغيل بمقدار 1 درجة مئوية، ستفقد الخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون نحو 0.5% من الكفاءة. وفي محطة كهروضوئية نموذجية، إذ تعمل ألواح الطاقة الشمسية بما يقرب من 25 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة، يمكن أن تصل خسائر الطاقة إلى 12%، حسبما نشرت مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في 30 نوفمبر/تشرين الثاني.

ما هي العلاقة بين درجة الحرارة وكفاءة الخلية الشمسية؟

يظهر الشكل أدناه العلاقة بين درجة الحرارة وكفاءة الخلية الشمسية حيث يتبين لدينا أن كفاءة الخلية الشمسية تزداد إلى ما يقارب 12% عند درجة حرارة 36 درجة مئوية لتنخفض الكفاءة بعدها مع زيادة درجة الحرارة. image source: wiley

لماذا تنخفض كفاءة الالواح الشمسية مع زيادة درجة الحرارة؟

وهنا يبرز السؤال التالي لماذا تنخفض كفاءة الألواح الشمسية مع زيادة درجة الحرارة؟ باختصار وبعدا عن التعقيد أقول إن ارتفاع درجات الحرارة يقلل الطاقة التي تكتسبها حاملات الشحنة –في مادة السيليكون التي تصنع منها الألواح الشمسية- من الإشعاع الشمسي وبالتالي تقل الطاقة المفيدة التي تمتلكها ويقل ما يمكن أن نجنيه من الخلايا الشمسية.

هل يمكن استخدام الواح الشمسية في درجات حرارة عالية؟

كون استخدام الألواح الشمسية في درجات حرارة عالية يفقد خلايا السيليكون بعض الطاقة (شاهد الرسم البياني في الأسفل). كون السيلكون مادة تفقد خواصها عند تعرضها لدرجات الحرارة العالية. بالإضافة إلى أن معدل تدهور مكونات الوح الشمسي يزيد في المناطق الحارة مقارنة بالمناطق الأخرى.

كيف تؤثر درجة الحرارة على كفاءة المضخات الشمسية؟

تعد كفاءة أنظمة المضخات الشمسية أمرًا بالغ الأهمية لفعاليتها في التطبيقات المختلفة. في حين أن الخلايا الكهروضوئية تلعب دورًا محوريًا، إلا أن هناك عدة عوامل، بما في ذلك درجة الحرارة، تؤثر بشكل كبير على الأداء العام لهذه الأنظمة.

كيف تؤثر درجة الحرارة على الواح الطاقة الشمسية؟

فإذا علمنا أن في مدينة الرياض تصل درجة حرارة الألواح الشمسية في الصيف إلى أكثر من 75 درجة مئوية مما يسبب فقدا في الطاقة بنسبة 25% تقريبا وهو مقدار غير بسيط. إضافة إلى ذلك فإن عمر الألواح الشمسية يتأثر بدرجة الحرارة فكلما زادت درجة الحرارة قل العمر الافتراضي لها.