منذ عرض التأثير الكهروضوئي من قبل أنطوان بيكريل في عام 1839 وعرض أول خلية كهروضوئية من قبل مختبرات بيل في عام 1954 ، قطعت التكنولوجيا الكهروضوئية شوطًا طويلاً قبل أن تصل إلى هذا المستوى المذهل كما هو عليه اليوم. نعرفه حاليًا. في الوقت الحاضر ، تسمح لنا المعدات التي ولدت من هذا الابتكار العظيم بتزويد منازلنا بالكهرباء بشكل أكثر مسؤولية ، وتدفئة منازلنا ، باختصار ، للحصول على مصادر طاقة أكثر استقلالية وفعالية وأكثر إيكولوجية.
يجب الاعتراف: الطاقة الشمسية آخذة في الارتفاع. ومع ذلك ، كيف يتم صنع هذه الألواح الشمسية الكهروضوئية التي تزين أسطحنا وشرفاتنا؟ من ماذا صنعوا؟ ماذا عن التثبيت؟ كيف هي حقا أكثر فائدة من الحلول التقليدية؟ ندعوك لاكتشاف الإجابات على كل هذه الأسئلة في هذا الدليل العملي الصغير إلى الطاقة الشمسية الضوئية.
مما تتكون الألواح الكهروضوئية؟
تتكون اللوحة الكهروضوئية بشكل أساسي من عدة خلايا ضوئية متصلة في سلسلة أو على التوازي. هذه المكونات الإلكترونية هي التي تقوم بتحويلها إلى كهرباء بعد تلقيها الطاقة الشمسية على شكل موجات كهرومغناطيسية تسمى فوتونات. يُعرف باسم "التأثير الكهروضوئي" ، هذا التحول لطاقة الفوتون إلى تيار كهربائي ناتج عن ظاهرة طبيعية أو بشكل أكثر دقة من تفاعل كيميائي.
تتكون الطبقات التي تشكل الخلايا الكهروضوئية بشكل عام من السيليكون ، وهو مادة شبه موصلة (في منتصف الطريق بين عازل وموصل) والتي تسمح بمرور تيار عند مخدره. ما يسمى بطبقة N-doped ، التي يقترن السيليكون بها بمركب يحتوي على نسبة عالية من الإلكترون مثل الفوسفور ، تكون سالبة الشحنة. بينما الوحدة الأخرى (الطبقة المخدرة P) ، التي يرتبط السيليكون بها مع عنصر يحتوي على عدد أقل من الإلكترونات مثل البورون ، تكون مشحونة إيجابياً.
يؤدي التفاعل بين هذين الجهازين للعلامات المعاكسة إلى توليد تقاطع PN (مجال كهربائي). عندما تمتص الخلية الكهروضوئية الفوتونات بالتعرض للإشعاع الشمسي ، تنشأ اختلالات بين شحنات الطبقتين. ثم تتبع حركة مهمة من الشحنات المنتظمة من أجل إعادة توازن المستويات (يجب أن تتحرك الإلكترونات والثقوب ، وبالتالي الدوران). من هذه الظاهرة يأتي التيار الكهربائي.
كيف تصنع الألواح الشمسية الكهروضوئية؟
La تصنيع الألواح الشمسية الكهروضوئية يتضمن العديد من الخطوات والعمليات الضرورية.
- إنشاء الوحدات
تبدأ عملية الإنشاء بتصنيع السيليكون الشمسي أو السيليكون المعدني. يتكون الأخير عن طريق تفاعل كيميائي من خليط مكون من قطع من السيليكا والخشب. يتم بعد ذلك إطلاق البلورات التي تم الحصول عليها عند درجة حرارة عالية جدًا (حوالي 1 درجة مئوية) لإنشاء سبائك السيليكون. بمجرد تبريدها ، يتم تقطيع الأجزاء إلى شرائح (رقائق) لتأخذ الشكل المطلوب (أحادي البلورية أو متعدد البلورات).
- العلاج المضاد للانعكاس
العلاج المضاد للانعكاس ضروري حتى لا تعكس سبائك أو رقائق السيليكون الضوء. في نهاية هذه العملية ، لم يعد سطح الأوراق أملسًا ويتغير نسيجها تمامًا. هي الآن قادرة على امتصاص كمية كبيرة من الضوء.
- طبقة المنشطات
لتخدير طبقات السيليكون (إضافة + أو - شحنات) ، يتم ترسيب الفوسفور أو البورون عند درجة حرارة عالية جدًا على الوجه الأمامي للوحدة. ثم نحصل على خلايا ذات طبقات مخدرة ، والتي بمجرد تعرضها للإشعاع الشمسي ، ستنتج الكهرباء.
- تركيب الدائرة الكهربائية
تتكون هذه الخطوة من طباعة دائرة كهربائية على سطح الوحدات بحيث يمكن نقل التيار الناتج والمجمع بفضل التأثير الكهروضوئي.
- رابطة الخلايا والتجميع النهائي للوحة
لتشكيل بنية وظيفية وصلبة ، يجب أولاً توصيل الخلايا الكهروضوئية ببعضها البعض (حوالي 48 إلى 72 خلية للوحة). سيتعين بعد ذلك لحامها ثم تغليفها تحت لوح زجاجي مقسّى. يكتمل التجميع بتركيب دعامة من الألمنيوم والتي ستؤطر التجميع لتشكيل لوحة كهروضوئية.
عند تركيب الجهاز ، ستكون هناك حاجة لصندوق التوصيل الموضوعة خلف اللوحة من أجل توصيل جهاز توليد التيار بالكامل بالعاكس. سيتم استخدام الأخير لتحويل التيار المباشر المنتج إلى تيار متردد.
كيفية تركيب الألواح الشمسية الكهروضوئية؟
L 'تركيب الألواح الكهروضوئية، خاصة إذا تم تنفيذه على سطح كبير إلى حد ما ، يتطلب معرفة فنية محددة بالإضافة إلى عدد معين من الأدوات والملحقات. لذلك ، يوصى دائمًا بشدة باستدعاء فنيين أكفاء ومجهزين جيدًا لتركيب العناصر. بشكل عام يجب أن يتم تركيب الأجهزة على النحو التالي:
- التحقق والتحضير منطقة التثبيت
- La يضع الاختصارات (السفلي والجانبي)
- إنشاء شاشة تحت السقف (نظام الختم)
- La وضع القضبان والألواح الشمسية
- Le توصيل اللوحات بالعاكس
- Le توصيل العاكس بشبكة الكهرباء أو إلى نظام تخزين (بطاريات شمسية)
الألواح الكهروضوئية: مزايا التحول إلى الطاقة الشمسية
إذا كان التحول إلى الطاقة الشمسية يبدو كخطوة منطقية في سياق يتم فيه الانتقال إلى الطاقة والانتقال البيئي بشكل كامل ، فإن هذا الاختيار له في الواقع العديد من المزايا. باختيار استخدام الألواح الشمسية الكهروضوئية ، تستفيد الأسر من:
- مصدر طاقة متجددة نظيفة لا تنضب وخالية تمامًا
يتيح استخدام الألواح الشمسية الوصول إلى كهرباء خضراء ومجانية بنسبة 100٪. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن أكثر من 85٪ من عناصر الألواح الشمسية قابلة لإعادة التدوير ولأن عمر المعدات طويل إلى حد ما (40 إلى 50 عامًا) ، فإنه يعد حلاً بيئيًا ومستدامًا تمامًا.
- توفير كبير للطاقة ومختلف المساعدات المالية المتاحة
يسمح الاستهلاك الذاتي للأسرة بتوفير ما يصل إلى 40٪ من فواتير الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تركيب الألواح الكهروضوئية مؤهل أيضًا للعديد من المساعدات المالية: مكافأة الاستهلاك الذاتي ، و MaPrimeRénov 'الشمسية ، وضريبة القيمة المضافة المخفضة إلى 5,5٪ ، والمساعدات المحلية والإقليمية ، إلخ.
- القيمة المضافة للعقار