تصنيف الطاقة الشمسية

لوحة شمسية من السيليكون أحادي البلورة

تبلغ كفاءة تحويل الطاقة الكهروضوئية في الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة حوالي 15%، وتصل في بعض الحالات إلى 24%، وهي أعلى نسبة بين جميع أنواع الألواح الشمسية. مع ذلك، فإن تكلفة إنتاجها مرتفعة للغاية، مما يحد من استخدامها على نطاق واسع. ونظرًا لتغليف السيليكون أحادي البلورة عادةً بزجاج مقوى وراتنج مقاوم للماء، فإنه يتميز بالمتانة والصلابة، ويصل عمره الافتراضي إلى 15 عامًا، وقد يصل إلى 25 عامًا.

ألواح شمسية متعددة البلورات

تتشابه عملية إنتاج الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات مع عملية إنتاج الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة، ولكن كفاءة التحويل الكهروضوئي للألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات تنخفض بشكل كبير، وتبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 12٪ (أعلى كفاءة في العالم للألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات تبلغ 14.8٪ وفقًا لما أعلنته شركة شارب في اليابان في 1 يوليو 2004).من حيث تكلفة الإنتاج، تُعدّ الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد التبلور أرخص من الألواح المصنوعة من السيليكون أحادي التبلور، كما أن تصنيعها بسيط، مما يُساهم في توفير استهلاك الطاقة، وانخفاض التكلفة الإجمالية للإنتاج، ولذلك تم تطويرها على نطاق واسع. إضافةً إلى ذلك، فإن عمر الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد التبلور أقصر من عمر الألواح المصنوعة من السيليكون أحادي التبلور. أما من حيث الأداء والتكلفة، فتُعتبر الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي التبلور أفضل قليلاً.

ألواح شمسية من السيليكون غير المتبلور

تُعدّ الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون غير المتبلور نوعًا جديدًا من الألواح الشمسية الرقيقة، وقد ظهرت عام 1976. وهي تختلف تمامًا عن طريقة إنتاج الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة ومتعدد البلورات. تتميز هذه الألواح بتبسيط كبير في العملية التقنية، وانخفاض استهلاك مادة السيليكون، وانخفاض استهلاك الطاقة. مع ذلك، تكمن المشكلة الرئيسية في انخفاض كفاءة تحويل الطاقة الكهروضوئية، حيث لا تتجاوز 10% وفقًا للمعايير العالمية المتقدمة، كما أنها غير مستقرة. ومع مرور الوقت، تتناقص كفاءة تحويل الطاقة.

ألواح شمسية متعددة المركبات

الألواح الشمسية متعددة المركبات هي ألواح شمسية لا تُصنع من مادة شبه موصلة أحادية العنصر. توجد أنواع عديدة منها قيد الدراسة في مختلف البلدان، ومعظمها لم يُصنّع صناعيًا بعد، ومنها ما يلي:
أ) ألواح الطاقة الشمسية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم
ب) ألواح شمسية من زرنيخيد الغاليوم
ج) ألواح شمسية من النحاس والإنديوم والسيلينيوم

مجال التطبيق

1. أولاً، مصدر الطاقة الشمسية للمستخدم
(1) مصدر طاقة صغير يتراوح من 10 إلى 100 واط، يستخدم في المناطق النائية التي لا تتوفر فيها الكهرباء مثل الهضاب والجزر والمناطق الرعوية والمراكز الحدودية وغيرها من مصادر الكهرباء المستخدمة في الحياة العسكرية والمدنية، مثل الإضاءة والتلفزيون والراديو وما إلى ذلك؛ (2) نظام توليد طاقة متصل بالشبكة على أسطح المنازل بقدرة 3-5 كيلو واط؛ (3) مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية: لحل مشكلة مياه الشرب والري من الآبار العميقة في المناطق التي لا تتوفر فيها الكهرباء.

2. النقل
مثل أضواء الملاحة، وأضواء إشارات المرور/السكك الحديدية، وأضواء التحذير/اللافتات المرورية، وأضواء الشوارع، وأضواء العوائق على ارتفاعات عالية، وأكشاك الهاتف اللاسلكي على الطرق السريعة/السكك الحديدية، ومصادر الطاقة غير المراقبة للطرق، وما إلى ذلك.

3. الاتصالات / مجال الاتصالات
محطة ترحيل الميكروويف بالطاقة الشمسية بدون رقابة، محطة صيانة الكابلات الضوئية، نظام طاقة البث/الاتصالات/النداء؛ نظام كهروضوئي للهاتف المحمول الريفي، جهاز اتصالات صغير، مصدر طاقة GPS للجنود، إلخ.

4. مجالات البترول، والمجالات البحرية، والأرصاد الجوية
نظام إمداد الطاقة الشمسية للحماية الكاثودية لخط أنابيب النفط وبوابة الخزان، وإمداد الطاقة في حالات التشغيل والطوارئ لمنصة حفر النفط، ومعدات الفحص البحري، ومعدات الرصد الجوي/الهيدرولوجي، إلخ.

5. خمسة، مصدر طاقة لمصابيح وفوانيس العائلة
مثل مصباح الحديقة الشمسي، ومصباح الشارع، والمصباح اليدوي، ومصباح التخييم، ومصباح المشي لمسافات طويلة، ومصباح الصيد، والضوء الأسود، ومصباح الغراء، ومصباح توفير الطاقة، وما إلى ذلك.

6. محطة الطاقة الكهروضوئية
محطة طاقة كهروضوئية مستقلة بقدرة 10 كيلوواط - 50 ميجاواط، ومحطة طاقة تكميلية تعمل بطاقة الرياح (الحطب)، ومحطات شحن مواقف السيارات الكبيرة المختلفة، إلخ.

سبعة، مبانٍ تعمل بالطاقة الشمسية
إن الجمع بين توليد الطاقة الشمسية ومواد البناء سيجعل المباني الكبيرة المستقبلية تحقق الاكتفاء الذاتي في مجال الكهرباء، وهو اتجاه تنموي رئيسي في المستقبل.

ثامناً: تشمل المجالات الأخرى
(1) المركبات الداعمة: السيارات الشمسية/السيارات الكهربائية، ومعدات شحن البطاريات، ومكيفات هواء السيارات، ومراوح التهوية، وصناديق المشروبات الباردة، وما إلى ذلك؛ (2) إنتاج الهيدروجين الشمسي ونظام توليد الطاقة المتجددة بخلايا الوقود؛ (3) إمداد الطاقة لمعدات تحلية مياه البحر؛ (4) الأقمار الصناعية، والمركبات الفضائية، ومحطات الطاقة الشمسية الفضائية، وما إلى ذلك.