الألواح الشمسية

الألواح الشمسية ، والمعروفة أيضًا باسم الألواح الشمسية الكهروضوئية ، هي ألواح شمسية مصممة لتبدو وكأنها مواد تسقيف تقليدية ، مثل ألواح الأسفلت أو الأردواز ، مع إنتاج الكهرباء أيضًا. الألواح الشمسية هي نوع من حلول الطاقة الشمسية المعروفة باسم الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV).

هناك العديد من أنواع الألواح الشمسية ، بما في ذلك الألواح الصلبة ذات الأحجام الصغيرة التي تحل محل عدد من القوباء المنطقية التقليدية في شريط ، وتصميمات شبه صلبة تحتوي على العديد من الخلايا الشمسية السليكونية التي تكون بحجم مثل القوباء المنطقية التقليدية ، والأنظمة الأحدث باستخدام مختلف تقنيات الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة التي تتوافق مع القوباء التقليدية في الحجم والمرونة. هناك أيضًا منتجات تستخدم عددًا أكثر تقليديًا من خلايا السليكون الشمسية لكل لوحة تصل إلى 100 واط حسب تقدير التيار المستمر لكل لوح.

يتم تصنيع الواح الطاقة الشمسية من قبل العديد من الشركات ، لكن الشركات الثلاث الرئيسية المصنعة لألواح السقف الشمسية هي RGS Energy و SolarCity و CertainTeed. ومن الشركات الأخرى النشطة في الولايات المتحدة ، صن تيغرا لأنظمة السقف الشمسي ، وشركة أتلانتس إنيرجي سيستمز (أنظمة الإسفلت والأردواز).

التاريخ
أصبحت الألواح الشمسية متاحة تجارياً في عام 2005. في مقابلة عام 2009 مع رويترز ، قدّر متحدث باسم شركة داو كيميكال أن دخولها إلى سوق الألواح الشمسية سيولد عائدات بقيمة 5 مليارات دولار بحلول عام 2015 و 10 مليار دولار بحلول عام 2020. دوي الألواح الشمسية المعروفة كما أصبح نظام الطاقة الشمسية POWERHOUSE متاحًا لأول مرة في ولاية كولورادو ، في أكتوبر 2011. يستمر نظام الطاقة الشمسية POWERHOUSE في العيش في الجيل الثالث من التكرار ، وقد تم ترخيصه حصريًا لشركة RGS Energy للتسويق. في أكتوبر 2016 ، دخلت Tesla حيز الألواح الشمسية في مشروع مشترك مع SolarCity.

وصف
الألواح الشمسية هي وحدات ضوئية ، تلتقط أشعة الشمس وتحولها إلى كهرباء. معظم القوباء الشمسية 12 × 86 بوصة في (300 مم × 2.180 ملم) ويمكن تدبيسها مباشرة إلى قماش السطح. عند تطبيقها ، يكون حجمها 5 × 86 بوصة (130 مم × 180 مم) من السطح المكشوف. نماذج مختلفة من القوباء المنطقية لها متطلبات تركيب مختلفة. يمكن تطبيق بعض مباشرة على شعر تسقيف متداخلة مع القوباء المنطقية الأسفلت العادية في حين قد يحتاج آخرون التثبيت الخاص.

استخدمت بعض الشركات المصنعة المبكرة تقنيات الأغشية الشمسية الشمسية ، مثل CIGS لإنتاج الكهرباء ، وهي أقل شيوعًا في صناعة الطاقة الشمسية من الخلايا القائمة على السيليكون. اختارت الشركات المصنعة الحالية ، مثل RGS Energy و CertainTeed و SunTegra ، استخدام الخلايا الشمسية أحادية البلورية أو الكريستالات المتعدلة في الصناعة في POWERHOUSE 3.0 و Apollo II و SunTegra Shingle ، على التوالي. يمكن أن تكون طرق التثبيت لبعض حلول الألواح الشمسية أسهل من تركيبات الألواح التقليدية لأنها تتجنب الحاجة إلى تحديد موقع العوارض الخشبية وتثبيتها مع عملية تشبه إلى حد كبير القوباء الأسفلتية من الألواح الشمسية القياسية.

تميل الأسقف المكسوة بالطاقة الشمسية إلى اللون العميق أو الداكن أو الأزرق الأرجواني أو الأسود ، وبالتالي فهي تشبه أسقف أخرى في معظم الحالات. طورت Tesla Solar ألواح خشبية في عدة أنماط لتتناسب بشكل أفضل مع الأسطح التقليدية. قد يفضل أصحاب المنازل الألواح الشمسية لأنهم يتجنبون وجود ألواح كبيرة على أسطح منازلهم. في عام 2018 ، ستعرض Tesla القوباء المنطقية في أنماط الأردواز وأسماك التوسكان ، وهذه هي الأولى من القوباء الشمسية التي تبدو مشابهة للبلاط الأردني أو السقف المصنوع على الطراز التوسكاني ولكنها لا تزال توفر الطاقة الشمسية. كما أنها كانت “اختبار فيديو لتصنيف البرد (الدرجة 4) أعلى ، وتصويره في 2500 لقطة في الثانية. كل 2” hailstone يسافر 100 ميل بالساعة على تأثير “. مما يدل على أن هذه الخيارات الجديدة هي أيضا أكثر أمانا في الكوارث من المواد التقليدية .

أنواع
هناك عدة أنواع من الأكياس الشمسية: وتشمل ، على سبيل المثال ، ألواح صلبة من قطعة واحدة تحل محل عدد من الأكياس الكلاسيكية ، ثم الهياكل شبه الصلبة التي تحتوي على العديد من خلايا السليكون الشمسية المماثلة للحقائب الكلاسيكية ، والأنظمة الحديثة التي تستخدم مجموعة متنوعة من تقنيات الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة تتوافق مع الأكياس الكلاسيكية من حيث الحجم والتركيب. يتم تصنيع الأكياس الشمسية من قبل العديد من الشركات ، منها SolarCity و Tesla هما المصنعان الرئيسيان للبلاط الشمسي في الولايات المتحدة. وتشمل الشركات النشطة الأخرى SunTegra Solar Roof Systems و CertainTeed و Atlantis Energy Systems (أنظمة الإسفلت والسجيل).

كلفة
يمكن أن تتراوح تكلفة الألواح الشمسية من 3.75 دولارًا أمريكيًا لكل واط إلى 12.00 دولارًا لكل واط مثبتًا اعتمادًا على الشركة المصنعة والتقنية المستخدمة وحجم النظام. اعتبارا من الربع الثالث من عام 2015 ، كان متوسط ​​تكلفة تركيب الألواح الشمسية التقليدية في الولايات المتحدة فوق 3.50 دولار لكل واط ، وفقا لرابطة صناعة الطاقة الشمسية. في حين أن الألواح الشمسية عادة ما تكون أعلى تكلفة من تركيب الألواح الشمسية التقليدية ، فإن بعض الشركات في السنوات الأخيرة منذ عام 2014 قد خطت خطوات واسعة لتقليل الفجوة بين تكلفة تركيب الطاقة الشمسية مع الألواح مقابل الطاقة الشمسية مع القوباء المنطقية.

ووفقًا لتقارير شركة داو كيميكال ، فإن التركيب السكني النموذجي الذي يتكون من 350 لوحًا شمسيًا يمكن أن يكلف ما لا يقل عن 20000 دولار أمريكي ؛ ومع ذلك ، فإن الحوافز الفيدرالية والدولة اعتمادًا على الموقع قد تؤدي إلى خفض التكلفة بشكل كبير.

عادة ما يقدم مقاولو الطاقة الشمسية لأصحاب المنازل سعر خدمة كامل للتركيبات الشمسية ، والتي تشمل شراء المعدات ، وإعداد التصاريح والإيداع ، والتسجيل مع شركة المرافق المحلية ، وضمانات التصنيع ، والتثبيت الكامل في الموقع. لأن المحاليل الضوئية تنتج الطاقة في شكل تيار مباشر (DC) والمعيار في المنازل هو التيار المتناوب (AC) ، فإن جميع المنشآت الشمسية المتصلة بالشبكة تتضمن عاكسًا لتحويل DC إلى AC.

توفر
اعتبارا من عام 2015 ، شملت الشركات التي تقدم الألواح الشمسية في الولايات المتحدة CertainTeed و Forward Inc. و SunTegra Solar Roof Systems و Atlantis Energy Systems (أنظمة الإسفلت والأردواز).

في يناير 2018 ، أعلنت تيسلا ، بعد اختبار على أسطح الموظفين ، أنها ستبدأ في تركيب تسلا سولار رووف على منازل العملاء التجاريين “في غضون الأشهر القليلة القادمة”.

أعلنت RGS Energy في أكتوبر 2017 أنها ستقدم وحدات الجيل الثالث من POWERHOUSE في عام 2018 بعد الحصول على شهادة UL.

الألواح الشمسية تسلا
قدمت حقائب تسلا الشمسية الخاصة بالشركة في نهاية عام 2016 ، ولكن يقال السوق إلى 10 مايو 2017. يتم تصنيع هذه الحقائب في عدة أنماط ، في البداية تكمن فقط في شراء أكياس الطاقة الشمسية على طراز Slate و Tuscan ، لا يمكن تمييزه عن اللوح الكلاسيكي وتوسكان أكياس. لذلك لن يكون للعميل أي علاقة بالسقف. في عام 2018 ، ومع ذلك ، فإن أنماط الزجاج المزجج بلاط الزجاج والبلاط السلس ستكون متاحة أيضا.

المظهر ليس هو الشيء الوحيد الذي هو استثنائي عليها. ميزة أخرى هي متانتها العالية. كما أظهرت الاختبارات المعملية ، هذه الأكياس الزجاجية المقواة مقاومة للغاية للعناصر الطبيعية ، وخاصة البَرَد. في الاختبارات ، أطلق العلماء على أنواع مختلفة من الأكياس كرة ثلجية بسرعة 160 كم / ساعة. كان السقف العادي مبعثرًا إلى قطع ، لكن كيس تسلا انهار. يتم التقاط الاختبار أيضًا على الفيديو.

يمكن طلب حقائب Tesla بحلول منتصف مايو 2017 ، ولكن تم بيعها على الفور لاهتمام كبير ، ومن المتوقع أن يتم التسليم المقبل حتى عام 2018. يمكن استخدام الحقائب لسداد القدرة على دفع 930 يورو. تضمن الشركة ضمان مدى الحياة للمنزل و 30 سنة من توليد الكهرباء. سعر هذه الخزانات الشمسية بين 5500 و 6000 كرونة تشيكية لكل متر مربع.

عيوب من أكياس الطاقة الشمسية
عيوب البلاط أقل بكثير من الألواح الشمسية. تمتلك الحقائب حاليًا قوة اسمية استثنائية تزيد عن 200 واط ، في حين أن الألواح أكثر من 300 Wp بالفعل. لذلك ، ربما تنتظر الحقائب تطويرًا طويلًا بكفاءة أكبر.