اللوحة الاسمية للألواح الشمسية الكهروضوئية

تدعى هذه اللصاقة باللوحة الاسمية للوح الشمسي، وفيها يتم وضع جميع القيم المقاسة بالاختبارت التي يخضع لها كل لوح شمسي.
تفيد هذه اللوحة في توضيح خصائص وقدرات كل لوح شمسي فهي خاصة باللوح الذي توجد عليه، انظر إلى الجدول أدناه لتتعرف على معاني محتويات هذه اللوحة:

#	المصطلح بالإنكليزية	المصطلح بالعربية
1	Maximum Power (Pmax, Watt)	الاستطاعة الأعظمية (واط)
2	Maximum Power Voltage (Vmp, Volt)	الجهد الأعظمي المقابل للاستطاعة العظمى (فولط)
3	Maximum Power Current (Imp, Ampere)	التيار الأعظمي المقابل للاستطاعة العظمى (أمبير)
4	Open Circuit Voltage (Voc, Volt)	جهد الدارة المفتوحة (فولط)
5	Short Circuit Current (Isc, Ampere)	تيار الدارة المقصورة (أمبير)
6	Maximum System Voltage (Volt)	جهد النظام الأعظمي (فولط)
7	Maximum Series Fuse (Ampere)	تيار الفيوز التسلسلي الأعظمي (أمبير)
8	Minimum Bypass Diode (Ampere)	التيار الأصغري لدايود العبور (أمبير)
9	Fire Rating	تصنيف الاحتراق

1. الاستطاعة الاعظمية “واط” (Maximum Power , P_max­ , Watt) :

هي اعلى قيمة للاستطاعة يمكن أن ينتجها اللوح عند تعرضه لإشعاع شمسي تحت شروط الاختبار المعياري (STC) وتساوي جداء التيار الأعظمي والجهد الأعظمي، كالتالي:

(P_max (watts) = V_mp (volts) x I­_mp (amps

من المهم معرفة قيمة هذه الاستطاعة لكونها تفيد في الحسابات الكلية لاستطاعة النظام ككل وبالتالي تحديد عدد الألواح اللازمة، ولكن هل حقاً يمكن انتاج الواح الطاقة الشمسية بسعة محددة و دقيقة دون ارتياب؟

لدينا في الصورة في الأعلى أربعة ألواح شمسية للمُصنع نفسه وبمساحة وعدد خلايا متساوية وأنتجت من نفس خط الإنتاج.

نلاحظ وجود اختلاف في الاستطاعة بعد إخضاعها للاختبار المعياري (STC)، ماسببه؟

في الحقيقة من الصعب جداً انتاج لوحين شمسيين متتالين على خط الإنتاج بقيمة استطاعة متطابقة، وهذا الاختلاف هو اختلاف طبيعي بالاستطاعة النهائية الناتجة من اللوح والذي يتروح عادة بـ(+/- 5-6 %) وذلك بسبب عدم القدرة على التحكم الكامل بتموضع وكمية أنصاف النواقل الناتجة خلال عملية تصفية المادة الفعالة والإشابة أثناء تصنيع الخلايا.

لذلك لتسهيل عملية البيع وحتى يستطيع الراغب بشراء الواح الطاقة الشمسية اختيار الألواح ذات الاستطاعة المناسبة لمشروعه عَمد المُصنعون على توزيع الألواح المنتجة ضمن مجالات بسعة 5 واط. فعلى سبيل المثال وبالنظر إلى الصورة السابقة نجد أن:

• أحد الألواح الذي تم انتاجه استطاعته (253 واط) وآخر استطاعته (254.5 واط).
• سيتم وضع كلا اللوحين ضمن مجال الاستطاعة التالي (250 – 254.9 واط).
• هنا يقوم المُصنع ببيع كل الألواح التي استطاعتها تقع ضمن المجال هذا على أنها ألواح باستطاعة (250 واط).
  
  أما المجموعة الثانية من الألواح أحدها استطاعته (256 واط) والآخر (258.5 واط).
  
• هنا يوضع اللوحان ضمن مجال الاستطاعة (255 – 259.9 واط).
• وتباع هذه الألواح ومثيلاتها التي تنتمي إلى هذا المجال على أنها ألواح باستطاعة (255 واط).

نتيجة هذا الأسلوب في التصنيف، عادة ما تكون استطاعة الواح الطاقة الشمسية أعلى من ما يصرح عنه في اللوحة الإسمية، و بالتالي عادة ما يعد المصنعون بأداء أعلى من الاستطاعة المكتوبة حتى 5% تقريباً بما يدعى بالتسامح الإيجابي Positive Tolerance.

يبقى أن ننوه بأن هذه الإستطاعة العظمى هي مخبرية و أداء الألواح الفعلي يعتمد على جودة المنتج و الخصائص الأخرى التي سنناقش أهمها في الأقسام القادمة من المقال.

2. الجهد الأعظمي المقابل للاستطاعة الأعظمية “فولط” (Maximum Power Voltage, V_mp , Volt) :

هو قيمة الجهد المقابلة الاستطاعة الأعظمية، وهو قيمة الجهد الذي نراه على المقياس عند إخضاع اللوح للاختبار المعياري (STC).

3. التيار الأعظمي المقابل للاستطاعة الأعظمية “أمبير” (Maximum Power Current , I_mp , Ampere) :

هو قيمة التيار المقابلة للاستطاعة الأعظمية، وهو قيمة التيار الذي نراه على المقياس عند إخضاع اللوح للاختبار المعياري (STC).

4. جهد الدارة المفتوحة “فولط” (Open Circuit Voltage, V_oc , Volt) :

هو أعلى قيمة للجهد ينتجها اللوح الشمسي عند إخضاعه للاختبار المعياري (STC) والدارة مفتوحة أي لايوجد أي تيار يمر بالدارة.

تكمن أهمية هذه الخاصية في أن الرقم الناتج سيستخدم في حساب عدد الألواح التي سيتم وصلها على التسلسل قبل التوصيل إلى  العاكس الكهربائي (الإنفرتر) أو متحكم الشحن.

5. تيار الدارة المقصورة “أمبير” (Short Circuit Current, I_sc , Ampere) :

هو أعلى قيمة للتيار ينتجها اللوح الشمسي عند إخضاعه للاختبار المعياري (STC) والدارة مقصورة ضمن مقياس التيار، حيث لايوجد ضياعات في التيار.

إن هذه الخاصية مهمة جدا كونها تستخدم لحساب التيار الأقصى للإنفرتر أو متحكم الشحن.

6. جهد النظام الأعظمي “فولط” (Maximum System Voltage, Volt) :

تشير هذه القيمة إلى أكبر قيمة للجهد يمكن أن يتحملها اللوح عند وصله على التسلسل مع ألواح شمسية أخرى.

7. تيار الفيوز التسلسلي الأعظمي “أمبير” Maximum Series Fuse (Ampere) :

الغاية من وجود الفيوز (الفاصمة) هو حماية الأسلاك والتوصيلات والتجهيزات الموصولة مع الألواح الشمسية من التيارات العالية فقط ولا يتعلق بالحماية من الجهود المرتفعة.

8. التيار الأصغري لدايود العبور “أمبير” Minimum Bypass Diode (Ampere) :

قد تتعرض إحدى خلايا اللوح الشمسي أو عدد من الخلايا لقليل من الظل خلال النهار لسبب ما، وهذا يجعل من الخلايا المظللة أن تبدو بالنسبة لباقي خلايا اللوح الشمسي كعناصر الكترونية لها مقاومة وتستجر تيار (هذا مايعرف بالبقع الساخنة وسنتطرق له في مقال مفصل لاحقاً، تابعونا).
هذا الأمر مُضر جداً باللوح الشمسي ولتفادي هذه الحالة نحتاج إلى وصل ديود عبور على التفرع مع كل خلية من خلايا اللوح ولكن بسبب التكلفة الكبيرة لذلك يتم وصل كل مجموعة من الخلايا الشمسية إلى ديود عبور واحد.

إن الديود يسمح بمرور التيار باتجاه واحد فقط لذلك عند وصله على التفرع مع مجموعة الخلايا فلا يسمح بمرور التيار إلى الخلايا المظللة.

9. تصنيف الاحتراق Fire Rating:

في عام 2012 طالب القائمون على الكود العالمي للأبنية (International Building Code, IBC) بأنظمة شمسية متوافقة مع تصنيف الاحتراق للأبنية، بحيث تساعد على إبطاء الحريق في حال حدوثه بدلاً من تسريعه.

حيث تصنف أسقف الأبنية وفق ثلاثة تصنيفات للاحتراق هي :

• المرتبة (Class A) A: وتعني أن أسطح الأبنية من هذه المرتبة قادرة على تحمل الحرائق الشديدة، والألواح الشمسية المسموح أن تُركب على هذه الأسقف يجب أيضاً أن تكون من المرتبة A. وتنتشر الأسقف من هذه المرتبة في المناطق السكنية القريبة من الغابات حيث تكون معرضة لحرائق شديدة.
• المرتبة (Class B) B : وتعني أن أسطح الأبنية من هذه المرتبة قادرة على تحمل الحرائق المتوسطة الشدة، والألواح الشمسية المسموح أن تُركب على هذه الأسقف يجب أن تكون من المرتبة A أو المرتبة B. وتنتشر الأسقف من هذه المرتبة في المناطق السكنية القريبة من الغابات حيث تكون معرضة لحرائق شديدة.
• المرتبة (Class C) C: وتعني أن أسطح الأبنية من هذه المرتبة قادرة على تحمل الحرائق الخفيفة الشدة، والألواح الشمسية المسموح أن تُركب على هذه الأسقف يحب أن تكون من المرتبة A أو المرتبة B أو المرتبة C. يشار إلى المتطلبات العادية لتنصيف الأسقف بالمرتبة C.

يجدر الإشارة إلى أن جميع هذه التصنيفات يجب أن تجريها وتحددها شركات ووكالات مختصة ومرخصة للقيام باختبارات الحرائق على الأسقف. أما الألواح فيتم تصنيفها وفق اختبارين للاحتراق هما :

• مدى انتشار النار على سطح الواح الطاقة الشمسية.
• اختبار علامة الاحتراق على سطح اللوح الشمسي.

حديثاً تم التوسع في تصنيف الاحتراق للألواح الشمسية حيث تحول من ثلاثة تصنيفات إلى خمسة عشر تصنيفاً وذلك بالاعتماد على الاختبارات ذاتها ولكن بمراعاة أمور عدة مثل نوع الإطار المحيط باللوح الشمسي وسماكة زجاج اللوح الشمسي وعوامل أخرى.

تذكر

قد يكون هنالك معلومات إضافية على اللوحة الاسمية للوح الشمسي وذلك حسب المُصنع وبلد المنشأ وظروفها وشروطها فمثلاً في المثال المستخدم في مقالنا في الأعلى نجد أن الشركة ذكرت شروط الاختبار المعياري (STC) الذي حُددت عنده القيم المذكورة بالإضافة إلى لمحة مبسطة للتعريف باللوح الشمسي.

إن القراءة الجيدة للوحة الإسمية تساهم في الاختيار السليم والمناسب للوح الشمسي المراد استخدامه ويحميك من محاولات بعض الباعة للغش أو استغلال عدم معرفة الغالبية بخصائص الألواح الشمسية لتسويق نوعيات سيئة من الألواح الشمسية وبأسعار مماثلة للأنواع الجيدة أو قريبة منها.

نتمنى لكم يوماً مشمساً…