سولارابيك، إسبانيا – 17 مارس 2025: في سعي متواصل لتعزيز كفاءة واستدامة الألواح الشمسية، كشف فريق بحثي من المركز الإسباني لأبحاث الطاقة والبيئة والتكنولوجيا (Ciemat) عن تقنية جديدة تُحدث ثورة في مجال صيانة وإصلاح هذه الألواح. تُمكن هذه التقنية، التي تعتمد على أدوات بسيطة مثل “البوصلة”، من تحديد وإصلاح الانقطاعات الدقيقة في الشرائط الموصلة (ribbons) داخل الألواح الكهروضوئية، والتي تُعد من أبرز أسباب تراجع أدائها. كما يفتح هذا الاكتشاف آفاقًا جديدة لإعادة تدوير الألواح الشمسية المستعملة وإطالة عمرها الافتراضي.
مقارنة دقيقة لطرق الكشف وتصنيف الانقطاعات
أجرى الفريق البحثي مقارنة شاملة بين أربع طرق مختلفة للكشف عن انقطاعات الشرائط. شملت هذه الطرق استخدام تصوير اللمعان الكهربائي (EL)، ومستشعر مقاومة مغناطيسية متباينة الخواص (AMR)، وبوصلة بسيطة، بالإضافة إلى مستشعر كاشف النغمات.
| اسم الطريقة | آلية العمل |
| تصوير اللمعان الكهربائي (Electroluminescence – EL) | التقاط صورة للوح الشمسي في الظلام أثناء تزويده بتيار كهربائي خارجي. المناطق السليمة تبعث ضوءًا خافتًا، بينما المناطق المعيبة (بها انقطاعات) تظهر مظلمة. |
| مستشعر مقاومة مغناطيسية متباينة الخواص (AMR) | يتحرك المستشعر على طول الشرائط ويقيس شدة المجال المغناطيسي. الانخفاض المفاجئ في شدة المجال يشير إلى وجود انقطاع في الشريط. |
| البوصلة المغناطيسية | يتم تمرير بوصلة عادية على طول الشرائط. انحراف الإبرة يدل على وجود تيار ومجال مغناطيسي. عودة الإبرة إلى اتجاهها الطبيعي (الشمال المغناطيسي) تعني انقطاع التيار وبالتالي وجود انقطاع في الشريط. |
| مستشعر كاشف النغمات (Tone Detector Sensor) | يصدر المستشعر صوتًا (نغمة) طالما أن هناك اتصال كهربائي مستمر بين طرفيه. توقف الصوت يعني وجود انقطاع في الدائرة الكهربائية بين الطرفين، أي وجود انقطاع في الشريط الموصل. يتم تحريك أحد طرفي المستشعر على طول الشريط لتحديد موقع الانقطاع بدقة. |
أظهرت النتائج تطابقًا تامًا بين استخدام البوصلة المغناطيسية وصور اللمعان الكهربائي، وكلاهما يتفق مع نتائج محددات مواقع التيار الكهربائي. في حين أنه، أثبت مستشعر AMR فعاليته في تحديد مواقع الانقطاعات الفردية، مما يجعله أداة محمولة مثالية للاستخدام في التركيبات الحقيقية. وبالإضافة إلى ذلك، يتيح هذا المستشعر توصيفًا رقميًا لتيارات الشريط ورسم خريطة للتيارات على سطح الخلايا. ولم يكتفِ الفريق بتحديد نوع الانقطاع (فردي أو مزدوج)، بل صنفها بدقة أكبر إلى “انقطاعات فردية متأخرة” و”انقطاعات مزدوجة متأخرة”، مما يُساعد في فهم أعمق لآلية التلف وتحديد استراتيجيات الإصلاح المثلى.
نتائج واعدة وإمكانات لإعادة التدوير
أظهرت التجارب التي أجريت على أربع ألواح كهروضوئية معيبة باستطاعة قصوى 215 واط، أن إصلاح الانقطاعات المزدوجة يُعيد كميات كبيرة من الطاقة المفقودة. ومن ناحية أخرى، يؤدي إصلاح الانقطاعات الفردية إلى استعادة ما يصل إلى 6% إضافية من الطاقة مقارنة بالوضع بعد إصلاح الانقطاعات المزدوجة فقط. والنتيجة الأبرز كانت زيادة مذهلة في الطاقة المولدة بنسبة تصل إلى 320% بعد إصلاح جميع الانقطاعات (الفردية والمزدوجة). كما أدى إصلاح كافة الانقطاعات إلى تحسين عامل ملء اللوح بنسبة تصل إلى 25%. وأكد الفريق البحثي أن الألواح الكهروضوئية المستعملة يمكن أن تعمل بشكل مرضٍ بعد إصلاحها، وأن تطوير تقنيات بسيطة ومنخفضة التكلفة يُعد أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق ميزة اقتصادية للإصلاح مقارنة بإعادة التدوير المباشر.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: science direct
