الخلايا الشمسية نصف المقطوعة Half-cut solar cells

الخلايا الشمسية نصف المقطوعة

Half-cut solar cells

مثلما توفر الألواح الشمسية ثنائية الطور والخلايا الشمسية PERC تعزيزًا صغيرًا في كفاءة الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون ، فإن تنفيذ خلايا نصف مقطوعة في الألواح الشمسية يمكن أن يساعد في تحسين ناتج الطاقة لنظام الألواح الشمسية. الخلايا الشمسية نصف المقطوعة هي بالضبط ما يوحي اسمه - إنها خلايا شمسية تقليدية من السليكون تم قطعها إلى النصف باستخدام قاطعة ليزر.

توفر الخلايا النصف مقطوعة العديد من الفوائد على الخلايا الشمسية التقليدية. واهمها ، توفر أداءً ومتانة أفضل, من ناحية الأداء يمكن أن تزيد الخلايا نصف المقطوعة كفاءة اللوحة ببضع نقاط مئوية. الخلايا النصف مقطوعة أكثر متانة من نظيراتها التقليدية لأنها أصغر حجمًا، فهي أكثر مقاومة للتشقق.

بسبب هذه المزايا ، فإن الألواح الشمسية المصممة بخلايا شمسية نصف مقطوعة لديها القدرة على توفير فترات أسرع لاسترداد الطاقة الشمسية لأصحاب العقارات الذين يقومون بتثبيت أنظمة الطاقة الشمسية. خاصة بالنسبة للتركيبات حيث يكون التظليل والمساحة المحدودة عوامل مقيدة ، يمكن للخلايا النصف مقطوعة أن تجعل تركيب الألواح الشمسية أكثر قيمة.

عمل الخلايا الشمسية النصف مقطوعة على تحسين أداء اللوحة

هناك بعض الطرق الرئيسية التي يمكن بها للخلايا نصف المقطوعة زيادة إنتاج الألواح الشمسية وأدائها:

1.     إنخفاض المقاومة

أحد مصادر فقدان الطاقة عندما تقوم الخلايا الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء هو فقد المقاومة، أو فقدان الطاقة أثناء نقل التيار الكهربائي. تنقل الخلايا الشمسية التيار باستخدام شرائط معدنية رفيعة تعبر سطحها وتربطها بالأسلاك والخلايا المجاورة ، ويؤدي نقل التيار عبر هذه الشرائط إلى فقدان بعض الطاقة. عن طريق قطع الخلايا الشمسية إلى النصف ، فإن التيار الناتج من كل خلية يصبح النصف ، ويؤدي ذلك الي انخفاض تدفق التيار ومن ثم إلى انخفاض فقد المقاومة عندما تتحرك الكهرباء عبر الخلايا والأسلاك.

2.     خفض تأثيرات الظل

تكون الخلايا النصف قطع أكثر مقاومة لتأثيرات الظل من الخلايا الشمسية التقليدية. ولكن هذا ليس بسبب ان الخلايا تم قطعها إلى النصف، ولكن نتيجة طرق التوصيل المستخدمة للأسلاك في الخلايا نصف مقطعة في اللوحة. في الألواح الشمسية التقليدية المبنية بخلايا كاملة، يتم توصيل الخلايا معًا في صفوف تُعرف باسم التوصيل المتوالي للأسلاك. في مخططات التوصيل المتوالي للأسلاك، إذا كانت خلية واحدة في صف واحد مظللة ولا تنتج طاقة، فإن صف الخلايا بأكمله سوف يتوقف عن إنتاج الطاقة.

1- مخطط الأسلاك للوحة الشمسية القياسية. هناك ثلاثة "صفوف" منفصلة من الخلايا متصلة ببعضها البعض بشكل متوازي.

2- مخطط الأسلاك لوحة شمسية مصنوعة من خلايا نصف مقطوعة. هناك ستة "صفوف" منفصلة من الخلايا الموصولة معًا بالتوازي

تحتوي اللوحات القياسية عادةً على 3 صفوف منفصلة من الخلايا متصلة ببعضها البعض، لذا فإن التظليل في خلية واحدة من صف واحد من شأنه أن يلغي ثلث إنتاج الطاقة في هذه اللوحة.

تكون الخلايا النصف مقطوعة سلكية أيضًا، ولكن نظرًا لأن الألواح المصنوعة من خلايا نصف مقطوعة تحتوي على ضعف عدد الخلايا (120 بدلاً من 60)، هناك أيضًا ضعف عدد الصفوف المنفصلة من الخلايا. يسمح هذا النوع من التوصيل للأسلاك في الألواح المصممة بخلايا نصف مقطوعة بفقد طاقة أقل عندما يتم تظليل خلية واحدة, لأن الخلية المظللة يمكنها فقط القضاء على سدس إجمالي الطاقة الخارجة من اللوحة.

.مصنعي الألواح الشمسية للخلايا نصف مقطوعة

تم تقديم الألواح الشمسية ذات الخلايا النصف مقطعية في عام 2014 بواسطة REC Solar ، ومنذ ذلك الحين تقوم بنقل جزء كبير من تصنيع وحداتها لتجهيزها لإنتاج خلايا نصف مقطوعة. تعد Trina Solar و Hanwha Q CELLS و JinkoSolar و LONGi Solar مجرد بعض من الشركات المصنعة للألواح الشمسية الكبيرة التي تعطي خيارات الألواح نصف الخلية.

لا تختلف خطوط إنتاج خلايا نصف مقطعية كثيرًا عن خطوط الخلايا الشمسية التقليدية ، وأي شركة تصنيع ألواح تتطلع للبدء في تصنيع خلايا نصف مقطوعة لا تحتاج إلى إصلاح شامل للمصانع أو عمليات الإنتاج الحالية. هناك خطوتان إضافيتان ضروريتان عند إنشاء خلايا نصف مقطوعة: خطوة قطع الخلية وخطوة التوصيل للأسلاك.

يتم قطع الخلايا بالليزر ويشمل تقسيم الخلايا الشمسية القياسية إلى نصفين. يسمح القطع بالليزر بقطع خطوط دقيقة للخلايا الشمسية التقليدية إلى نصف خلايا شمسية.

كما هو الحال مع تقطيع الخلايا، فإن عملية التوصيل للأسلاك اللازمة عند عمل خلايا نصف مقطوعة هي مهمة دقيقة للغاية. التوصيل للأسلاك هي عملية وضع الشرائط الموصلة، والمعروفة باسم قضبان التوصيل، على كل خلية نصف مقطوعة. نظرًا لصغر حجم الخلايا نصف المقطوعة، فإن أشرطة القضبان المستخدمة أصغر وتتطلب معدات متخصصة لوضعها بدقة.

الخلاصة

1.     تقليل نسب الفقد لأقل ما هو ممكن نتيجة الظلال حيث ان اللوح يعتبر لوحين منفصلين وحيث ان اللوح اصبح 6 قطاعات وليس 3 كما هو معهود سابقا، فالظلال اصبحت تؤثر علي جزء من اللوح وليس الثلث.

2.     تقليل اطوال المسارات مما يساعد على تقليل الفقد في اللوح.

3.     علب التجميع المنفصله وهذه لوحدها تكنولوجيا جديدة تمتلك ثلاث علب تجميع خارجية في ضهر اللوح اما  في اللوح العادي يحتوي علي علبه واحده خارج منها طرفي التوصيل الموجب والسالب.

4.     الواح ذات معامل حراري ( %37- )

5.     تأثير المناطق الحارة علي اللوح قل بنسبة تتجاوز ال 80٪ عن اللوح العادي.

6.     تعتبر الخلايا الشمسية النصف مقطعة تكنولوجيا مثيرة في صناعة الطاقة الشمسية ويمكن أن تكون حلاً لأصحاب العقارات الذين يتطلعون إلى زيادة إنتاج الطاقة بألواح شمسية عالية الكفاءة وتتحمل الظل. من أجل العثور على أفضل خيار لنظام الطاقة الشمسية بالنسبة لك بالسعر المناسب.