الألواح الشمسية ذات الوجهين الأكثر كفاءة في الثلج … كيف؟

عالم الطاقة الشمسية مليء بقصص النجاح. إنه لأمر مدهش أن نرى كيف يمكن للناس التكيف مع أي حالة بيئية ، فقط ليكونوا قادرين على الحصول على الطاقة التي يحتاجونها بأكثر الطرق فعالية واستدامة.

إن الألواح الشمسية ذات الوجهين Bifacial Modules لا تتعامل مع الثلج فحسب ، بل تحوله أيضًا إلى وسيلة لتعزيز الكفاءة.

دعونا نذكر قصة قصيرة في هذه الأجواء الإستثنائية ..

تأتي إحدى هذه القصص من اليابان ، أو من منطقة مدينة أساهيكاوا ، هوكايدو ، على وجه الدقة. في بحثهم عن أفضل حل للتعامل مع الغطاء الثلجي الكثيف والمستمر خلال فصل الشتاء الطويل، يُنظر إلى أساهيكاوا على أنها مكان لا تعمل فيه محطات الطاقة الشمسية بشكل فعال. والسبب في ذلك هو الشتاء القارس مع غطاء ثلجي كثيف ، والذي غالبًا ما يظل طوال الموسم بأكمله بسبب درجات الحرارة تحت الصفر. و لضمان إنزلاق الثلج وعدم الالتصاق ، يتم وضع الألواح في زاوية 40 درجة وضبطها على ارتفاع 1.8 متر من الأرض.

على الرغم من إتخاذ مثل هذه الإحتياطات ، إلا أنها لا يمكن أن تكون كافية للتعامل مع الثلج.

حيث قامت الشركات المصنعة للألواح بإدخال الألواح الشمسية ذات الوجهين ، والتي تولد الطاقة على كلا الجانبين بفضل خلية توليد الطاقة ثنائية الوجه. على عكس كل التوقعات ، لم تولد هذه الألواح مزيدًا من الكهرباء فحسب ، بل جعلت الثلج ينزلق بسهولة أكبر ، حيث تم تسخين الألواح من الوجه السفلي للألواح من خلال تلقيها إنعكاسات أشعة الثلج وبالتالي أصبحت أكثر كفاءة.

 وفي الوقت الحاضر، تنتج شركة فيلادلفيا للطاقة الشمسية %60 من إنتاجها للألواح ثنائية الوجه حيث يتم تصديرها إلى 52 دولة حول العالم . ويُعد استخدام “الألواح الشمسية ثنائية الوجه” ميزة؛ إذ يمكنها أيضًا امتصاص الطاقة التي تنعكس على الأرض.

وقال جوشوا بيرس ، الأستاذ المشارك في جامعة ميتشيجان التكنولوجية: “في حال سقط الثلج على الأرض ولا يغطي أي شيء من اللوح ، فإن الثلج الموجود على الأرض يشبه مرآة تنبعث منها أشعة الشمس إلى الوراء ، لذا فإن توليد الطاقة في الألواح سيزيد”. “في كثير من الحالات ، فإن انعكاس الثلج سيعزز توليد الطاقة الكهروضوئية.”

و إذا كان الثلج يغطي اللوح بالكامل ، فإن جزءًا صغيرًا من ضوء الشمس سيمر عبر الثلج إلى الوحدات الكهروضوئية ، والتي ستؤثر على توليد الطاقة الكهروضوئية.

العلاقة بين سمك الثلج والحمل:

1 متر مربع * 10 سم = 25 كجم

1 متر مربع * 20 سم = 50 كجم

1 متر مربع * 30 سم = 75 كجم

100 متر مربع * 30 سم = 7.5 طن

مع العلم ألواح فيلادلفيا تتحمل قدرة 5400 باسكال = 550 كيلوجرام للمتر المربع

إقرأ ورقة بيانات الألواح

https://philadelphia-solar.com/product-category/power-solar/

العوامل المؤثرة على إنتاجية أنظمة الألواح ثنائية الوجه (Bifacial Modules)

كما تم التوضيح من القصة أعلاه، الألواح ذات الوجهين تستفيد من الإشعاع الشمسي المنعكس على الوجه الخلفي في إنتاج الطاقة، إلا أن الإنتاجية الإضافية من الإنعكاسات تعتمد على كثير من العوامل سوف نذكر في هذا المقال أهم العوامل وأكثرها تأثيراً:

– Bifaciality Factor

كما تعرفنا في الجزء السابق هذا العامل يمثل قدرة الوجه الخلفي للوح مقارنة بقدرة

الوجه الأمامي عند الظروف المعيارية (Standard Test Conditions), بالتالي فإن الطاقة

الكهربائية الإضافية (Bifacial Gain) تتناسب تناسباً طردياً مع هذا العامل, كلما ارتفعت

قيمة ال Biaciality Factor للوح سوف ترتفع الطاقة الكهربائية الإضافية المنتجة.

– معامل الإنعكاس Albedo

معامل الانعكاس (Albedo) يعني كمية الإشعاع الشمسي المنعكس عن سطح ما مقارنة

مع كمية الإشعاع الشمسي الساقط عليه. ويعبر هذا العامل من أهم العوامل المؤثرة

على الطاقة الكهربائية الإضافية المنتجة (Bifacial Gain). تتناسب كمية الطاقة

الكهربائية الإضافية المنتجة طردياً مع زيادة قيمة ال Albedo للأسطح التي سوف يتم

تركيب الألواح ذات الوجهين (Bifacial PV Modules) عليها.

الرسم البياني أدناه يوضح قيم معامل الانعكاس (Albedo) للأسطح المختلفة.