الأوقات المشمسة: كيف يمكن للحرارة أن تقلل من أداء أنظمتنا الشمسية!

الأوقات المشمسة: كيف يمكن للحرارة أن تقلل من أداء أنظمتنا الشمسية!

في الأوقات التي تزود فيها الشمس مرة أخرى حرارة الصيف الألمانية، هناك العديد من الأسئلة حول أداء الأنظمة الكهروضوئية. وماذا عن كفاءة هذه الأنظمة مع ارتفاع درجات الحرارة؟ يقدم خبراء شبكة بادن-فورتمبيرغ للطاقة الكهروضوئية، التي تمولها وزارة البيئة، معلومات: في عام 2024، بلغت القدرة المركبة لأنظمة الطاقة الشمسية المبنية حديثًا 2120 ميجاوات، حتى لو كانت الحرارة لها مخاطرها. تعمل الأنظمة الشمسية على النحو الأمثل عند درجة حرارة تبلغ حوالي 25 درجة مئوية، وكل درجة إضافية يمكن أن تقلل الإنتاج بنسبة تصل إلى 0.4 بالمائة. إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 30 درجة، يمكن أن يحدث فقدان حوالي 2 بالمائة، كما هو موضح شوابيان ذكرت.

ما هو سبب هذه الظاهرة؟ يتراوح معامل درجة الحرارة للسيليكون البلوري، أحد أكثر المواد شيوعًا للخلايا الشمسية، بين -0.3% و-0.5% لكل درجة مئوية. وهذا يؤدي إلى عدد من الآليات الفيزيائية التي تؤثر على كفاءة الخلايا الشمسية. إن الاحتمال المتزايد لإعادة تركيب الإلكترونات والثقوب هو مجرد أحد التأثيرات التي تحدث عند درجات الحرارة المرتفعة. عندما تتحدث عن الطاقة الشمسية، يصبح الأمر واضحًا بسرعة: أصبح تحسين هذه العمليات ذا أهمية متزايدة. حساب الكهروضوئية يشير إلى أن الأنظمة الموجودة في المناطق شديدة الحرارة يمكن أن تعاني من خسائر كبيرة في الأداء - أكثر من 10 بالمائة عند درجات حرارة أعلى من 40 درجة مئوية.

تأثير التصميم واختيار المواد

والجانب المثير للاهتمام بشكل خاص هو كيف يمكن أن يؤثر تصميم المعدات والمواد المحددة المستخدمة على الأداء. تتمتع الألواح الكهروضوئية الأحدث بقدرة أفضل على التعامل مع الحرارة، ولكنها غالبًا ما تكون بتكلفة أعلى. وينصح أيضًا بتجنب استخدام بلاط الأسطح الأسود عند التخطيط للمباني الجديدة، حيث يزيد من تأثير الحرارة. وفي هذا السياق، تقدم وكالة الطاقة في شفابن العليا استشارات أولية مجانية للأطراف المهتمة التي تعيش في مناطق رافنسبورغ، وبحيرة كونستانس، وسيغمارينغن، وبيبراخ.

يقدم المستكشفون الكهروضوئيون المدربون دعمًا قيمًا، على سبيل المثال عند تقييم الأسطح أو الشرفات. كما يقدمون المشورة بشأن موضوعات مثل الإعانات أو استخدام الكهرباء الخاصة بك أو دمج السيارات الكهربائية. بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في معرفة المزيد عن الخلايا الكهروضوئية، تتوفر معلومات شاملة ونماذج الاستفسار على المواقع الإلكترونية لوكالة الطاقة ومكاتب المناطق المعنية.

تغيير التكنولوجيا

يلعب تطور التكنولوجيا دورًا حاسمًا في مستقبل الطاقة الشمسية. تتكون الأنظمة الكهروضوئية من عدد كبير من الخلايا الشمسية الفردية التي يتم دمجها في وحدات. بالإضافة إلى كونها إطارًا وبلاستيكًا، تشتمل هذه الوحدات أيضًا على غطاء زجاجي يحميها من التلوث. يتم تحويل الطاقة الشمسية المولدة إلى كهرباء قابلة للاستخدام عن طريق العاكسون، الذين يقومون بتحويل التيار المباشر إلى تيار متناوب. عالي موفر للحرارة كفاءة العاكس أمر بالغ الأهمية لكفاءة تحويل الطاقة.

بشكل عام، يوضح أن التحديات التقنية عند استخدام الطاقة الشمسية متنوعة وأن هناك حاجة إلى حلول مبتكرة. ويبقى أن نأمل أن تستمر التطورات في هذا المجال في التقدم وأن يصبح توليد الطاقة الكهروضوئية أكثر كفاءة واستدامة.