ما هو إنتاج الطاقة السنوي للألواح أحادية البلورية من النوع N؟
باعتباري موردًا للألواح الشمسية أحادية البلورية من النوع N، غالبًا ما يتم سؤالي عن إنتاج الطاقة السنوي لهذه الألواح الشمسية المتقدمة. في هذه المدونة، سوف أتعمق في العوامل التي تؤثر على إنتاج الطاقة السنوي للألواح من النوع Monocrystalline N، كما سأقدم بعض الأفكار المبنية على المعرفة الصناعية والبيانات الواقعية.
فهم الألواح أحادية البلورية من النوع N
أولاً، دعونا نقدم باختصار الألواح من النوع N أحادية البلورية.أحادي البلورية N - النوعالألواح هي نوع من الألواح الشمسية عالية الكفاءة. إنها مصنوعة من السيليكون أحادي البلورة مع هيكل أشباه الموصلات من النوع N. بالمقارنة مع اللوحات التقليدية من النوع P، تتمتع اللوحات من النوع N بالعديد من المزايا، مثل الكفاءة الأعلى والأداء الأفضل في ظروف الإضاءة المنخفضة ومعدلات تدهور أقل بمرور الوقت.
يتمتع السيليكون من النوع N المستخدم في هذه الألواح بحركة إلكترون أعلى، مما يعني أن الإلكترونات يمكن أن تتحرك بحرية أكبر داخل المادة. وهذا يؤدي إلى تحويل أكثر كفاءة لضوء الشمس إلى كهرباء. بالإضافة إلى ذلك، تكون الألواح من النوع N أقل عرضة للتدهور الناجم عن الضوء (LID)، وهي مشكلة شائعة في الألواح من النوع P حيث تنخفض الكفاءة خلال الساعات القليلة الأولى من التعرض لأشعة الشمس.
العوامل المؤثرة على إنتاج الطاقة السنوي
يتأثر إنتاج الطاقة السنوي للألواح أحادية البلورية من النوع N بعدة عوامل.
- الإشعاع الشمسي: يشير الإشعاع الشمسي إلى كمية الطاقة الشمسية الواردة لكل وحدة مساحة. ويختلف ذلك حسب الموقع الجغرافي والوقت من السنة والظروف الجوية. تتلقى المناطق الأقرب إلى خط الاستواء عمومًا المزيد من ضوء الشمس على مدار العام، مما يؤدي إلى ارتفاع الإشعاع الشمسي. على سبيل المثال، تتمتع المناطق الواقعة في جنوب غرب الولايات المتحدة والشرق الأوسط وأستراليا بمستويات عالية من الإشعاع الشمسي، وهي مثالية لتركيبات الألواح الشمسية. وفي المقابل، فإن المناطق ذات الغطاء السحابي الأكبر أو الواقعة عند خطوط العرض الأعلى سيكون لديها إشعاع شمسي أقل، وبالتالي إنتاج طاقة سنوي أقل.
- كفاءة اللوحة: كفاءة الألواح الشمسية هي مقياس لكمية ضوء الشمس التي يمكنها تحويلها إلى كهرباء. تتمتع الألواح أحادية البلورية من النوع N بكفاءة أعلى مقارنة بالأنواع الأخرى من الألواح الشمسية. يمكن أن تتمتع اللوحات التجارية الحالية من النوع N بكفاءات تتراوح من 20% إلى أكثر من 24%. ستنتج اللوحة ذات الكفاءة الأعلى المزيد من الكهرباء لنفس الكمية من ضوء الشمس، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الطاقة السنوي.
- اتجاه اللوحة وإمالتها: يلعب اتجاه الألواح الشمسية وإمالتها دورًا حاسمًا في تعظيم إنتاج الطاقة. في نصف الكرة الشمالي، عادة ما تكون الألواح موجهة نحو الجنوب لتلقي أكبر قدر من ضوء الشمس طوال اليوم. تعتمد زاوية الميل المثالية على خط عرض موقع التثبيت. على سبيل المثال، في المناطق الواقعة حول خط عرض 30 درجة، يوصى غالبًا بزاوية ميل تبلغ حوالي 30 درجة. يمكن أن يؤدي التوجيه أو الإمالة غير الصحيحة إلى تقليل كمية ضوء الشمس التي تستقبلها الألواح بشكل كبير، وبالتالي تقليل إنتاج الطاقة السنوي.
- خسائر النظام: هناك العديد من خسائر النظام التي يمكن أن تؤثر على إجمالي إنتاج الطاقة لنظام الألواح الشمسية. وتشمل هذه الخسائر الناجمة عن الأسلاك، والعاكسات، والتظليل. التظليل هو واحد من أهم العوامل. حتى كمية صغيرة من التظليل على لوحة واحدة يمكن أن تسبب انخفاضًا كبيرًا في أداء النظام بأكمله، حيث أن الألواح الشمسية غالبًا ما تكون متصلة في سلسلة. لذلك، من الضروري التأكد من تركيب الألواح في مكان لا تكون مظللة بالأشجار أو المباني أو غيرها من الأشياء.
حساب إنتاج الطاقة السنوي
لتقدير إنتاج الطاقة السنوي للألواح أحادية البلورية من النوع N، يمكننا استخدام الصيغة العامة التالية:
إنتاج الطاقة السنوي (كيلوواط ساعة) = الطاقة المقدرة للوحة (كيلوواط) × الإشعاع الشمسي (كيلوواط ساعة/م2/سنة) × كفاءة اللوحة × عامل فقدان النظام
لنأخذ مثالا. لنفترض أن لدينا لوحة أحادية البلورية من النوع N بقدرة مقدرة تبلغ 0.4 كيلووات، وتم تركيبها في منطقة ذات إشعاع شمسي يبلغ 1800 كيلووات ساعة/م2/سنة. تبلغ كفاءة اللوحة 22%، وعامل فقدان النظام 0.8 (حساب الخسائر الناجمة عن الأسلاك والعاكسات وما إلى ذلك).
إنتاج الطاقة السنوي = 0.4 كيلوواط × 1800 كيلوواط ساعة/م²/سنة × 0.22 × 0.8
إنتاج الطاقة السنوي = 126.72 كيلووات ساعة
إذا كان لدينا نظام ألواح شمسية متعدد الألواح، فإننا ببساطة نضرب إنتاج الطاقة السنوي للوحة واحدة بعدد الألواح في النظام.
حقيقي - الأداء العالمي
في تطبيقات العالم الحقيقي، يمكن أن يختلف إنتاج الطاقة السنوي للألواح أحادية البلورية من النوع N بشكل كبير. ومع ذلك، فقد أظهرت العديد من الدراسات والاختبارات الميدانية أن هذه اللوحات يمكنها تقديم أداء ممتاز. على سبيل المثال، في محطة طاقة شمسية واسعة النطاق في منطقة مشمسة، يمكن للألواح أحادية البلورية من النوع N إنتاج كهرباء أكثر بكثير مقارنة بأنواع الألواح الأخرى على مدار العام.
الألواح الشمسية من النوع Nتم اعتمادها بشكل متزايد في كل من منشآت الطاقة الشمسية السكنية والتجارية بسبب إنتاجها العالي للطاقة وموثوقيتها على المدى الطويل. يمكن لأصحاب المنازل الذين يقومون بتركيب ألواح من النوع N على أسطح منازلهم أن يتوقعوا رؤية انخفاض كبير في فواتير الكهرباء الخاصة بهم. يمكن للمباني التجارية أيضًا الاستفادة من إنتاج الطاقة العالية لهذه الألواح، مما يمكن أن يساعد في تعويض تكاليف الطاقة والمساهمة في عملية أكثر استدامة.
دور الخلايا الشمسية السيليكونية من النوع N
قلب الألواح أحادية البلورية من النوع N هوN - نوع الخلية الشمسية السيليكون. تم تصميم هذه الخلايا لتعظيم تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. إن الخصائص الفريدة للسيليكون من النوع N، مثل حركته الإلكترونية العالية ومقاومته لـ LID، هي التي تمكن الألواح من تحقيق كفاءات عالية وأداء طويل المدى.
يقوم المصنعون باستمرار بالبحث وتطوير تقنيات جديدة لتحسين أداء الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون من النوع N. على سبيل المثال، تستكشف بعض الشركات استخدام تقنيات التخميل السطحي المتقدمة لتقليل خسائر إعادة التركيب وزيادة كفاءة الخلايا. ستستمر هذه التطورات التكنولوجية في زيادة إنتاج الطاقة السنوي للألواح من النوع Monocrystalline N في المستقبل.
الاستنتاج والدعوة إلى العمل
في الختام، يتأثر إنتاج الطاقة السنوي للألواح أحادية البلورية من النوع N بعوامل متعددة، بما في ذلك الإشعاع الشمسي، وكفاءة اللوحة، والتوجيه، وفقدان النظام. توفر هذه الألواح كفاءة عالية وأداء ممتاز في ظروف الإضاءة المنخفضة وموثوقية طويلة المدى، مما يجعلها خيارًا جذابًا لتطبيقات الطاقة الشمسية.
إذا كنت مهتمًا بشراء ألواح من النوع Monocrystalline N لمشروعك السكني أو التجاري، فأنا أشجعك على التواصل معنا. يمكن لفريق الخبراء لدينا أن يزودك بمعلومات مفصلة حول منتجاتنا، ويساعدك على حساب إنتاج الطاقة السنوي المتوقع بناءً على موقعك ومتطلباتك المحددة، ويرشدك خلال عملية التثبيت. دعونا نعمل معًا لتسخير قوة الشمس والمساهمة في مستقبل أكثر استدامة.
مراجع
- جرين، إم إيه، إيمري، ك.، هيشيكاوا، واي.، وارتا، دبليو، ودنلوب، إد (2019). جداول كفاءة الخلايا الشمسية (الإصدار 53). التقدم في الخلايا الكهروضوئية: الأبحاث والتطبيقات، 27(5)، 365 - 372.
- الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (إيرينا). (2020). تكاليف توليد الطاقة المتجددة في عام 2019.
- المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL). (2021). التعاونية لنمذجة أداء الطاقة الكهروضوئية.
