في ظل التحديات البيئيّة المُتزايدة والإرتفاع المستمر في أسعار مصادر الطاقة التقليدية، برزت الطاقة الشمسيّة كخيار واعد ومستدام لتوليد الكهرباء، وتُعدّ ألواح الطاقة الشمسية إحدى أبرز التقنيات المستخدمة في هذا المجال، حيث تعتمد على تحويل ضوء الشمس مباشرة إلى طاقة كهربائيّة بطريقة نظيفة وآمنة، ومع التقدم التكنولوجي المستمر، أصبحت هذه الألواح أكثر كفاءة وأقل تكلفة، مما فتح آفاقًا واسعة لإستخدامها في المنازل، والمصانع، وحتى في مشاريع البنية التحتية الكبرى، في هذا المقال، سنتناول مفهوم ألواح الطاقة الشمسية، آلية عملها، فوائدها، وتحديات استخدامها في عالم يتجه نحو الاعتماد المتزايد على مصادر الطاقة المتجددة والبيئة النظيفة.

تُعرف ألواح الطاقة الشمسيّة بأنها وحدات مُتخصصة تعمل على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائيّة من خلال الخلايا الكهروضويّة والجدير بالذكر أنه يتم استخدامها في تطبيقات مُتنوعة تشمل، المنازل، المنشآت التجاريّة والمشاريع الصناعيّة والمركبات الفضائيّة، إذ تعتمد كفاءة هذه الوحدات على نوع الخلايا الكهروضوئيّة المُستخدمة سواءً كانت أُحاديّة البلوريّة أو متعددة الكريستالات.

1- الواح الطاقة الشمسيّة الأحادية الكريستال

تُعتبر هذه الألواح هي الأكثر كفاءة بين جميع أنواع الألواح، حيث تتراوح كفاءتها بين 17% و 22% وهي مصنوعة من سيليكون نقي عالي الجودة وتتميّز باللون الأسود المُميز والزوايا المقطوعة وبعمر افتراضي طويل وأداء جيّد في ظروف الإضاءة المُنخفضة.

2- الألواح مُتعددة الكريستال

تتراوح كفاءة هذه الألواح ما بين 15% و 18% وهي مصنوعة من رقائق سيليكون غير نقي تتميّز باللون الأزرق وتحتوي على زوايا مربعة وعلى الرغم من أن تكلفة التصنيع تُعتبر أقل مُقارنةً بالألواح الأحادية الكريستال إلا أنَّ كفاءتها تُعد أقل من الألواح الأحاديّة وأداؤها أقل في ظروف الإضاءة المُنخفضة.

3- الواح الطاقة الشمسيّة الرقيقة

تتراوح كفاءة هذه الألواح ما بين 10% و 12% وتكون أكثر مرونة وأكثر خفّة ووزنًا ويُمكن أن تكون شبه شفّافة ويُمكن تثبيتها على الأسطح غير التقليديّة إلّا أن كفاءتها تُعد أقل من الألواح الكريستاليّة وتتطلّب مساحة أكبر لتحقيق ذات الإنتاجيّة.

4- الألواح المُدمجة

تتراوح كفاءة هذه الألواح بحسب المواد المُستخدمة ويُمكن أن تكون مُشابهة للألواح الكريستاليّة أو الرقيقة وتتكوّن من مواد مُتنوعة بما في ذلك السليكون التقليدي والخلايا الشمسيّة العضويّة وتأتي مُدمجة بشكلٍ مُباشر في مواد البناء مثل الأسطح والنوافذ وتتميّز كونها مُتعدد الإستعمالات.

الفوائد

1- توفير الطاقة النظيفة والمُتجددة حيث تُساهم هذه الألواح في تقليل الإعتماد على الوقود الأحفوري وتقليل الإنبعاثات الكربونيّة.

2- خفض تكاليف الكهرباء على المدى الطويل، كما أنها تُعد استثمارًا جيدًا للمنازل السكنية والمباني التجاريّة والصناعيّة.

3- تتطلّب الألواح الشمسيّة صيانة قليلة مُقارنةً بمصادر الطاقة التقليديّة.

4- يُمكن أن تزيد الألواح الشمسيّة من قيمة العقارات التي تُستخدم فيها نظرًا لتوفيرها في تكاليف الطاقة.

السلبيّات

1- يُمكن أن تكون تكلفة الواح الطاقة الشمسيّة الأوليّة مُرتفعة وقد تحتاج إلى استثمار كبير في البداية مما قد يكون عائقًا لبعض الأفراد أو الشركات.

2- تعتمد كفاءة الألواح الشمسيّة على الموقع الجُغرافي وظروف الطقس لذا قد تكون أقل كفاءة في المناطق التي تقل فيها ساعات سطوع الشمس مما يُقلل الإنتاجيّة.

3- تحتاج الألواح الشمسيّة إلى أنظمة تخزين لتوفير الطاقة في الأوقات التي لا تكون فيها الشمس مُشرقة كما أن تكلفة أنظمة التخزين يُمكن أن تكون مُرتفعة وتحتاج لصيانة دوريّة.

4- تتطلّب الألواح الشمسيّة مساحة كبيرة لتركيبها مما قد يكون في بعض الأحيان تحديًا في المساحات المحدودة، ناهيك عن ابعادها التي تكون غير مُلائمة لبعض الأماكن مثل المباني الصغيرة أو المناطق الحضرية الكثيفة.