تختلف الألواح الشمسية الكهروضوئية عن بعضها البعض وفق المُصنع أو المنشأ أو حتى آلية التصنيع ضمن المعمل نفسه. لذلك ومن أجل تسهيل المقارنة بين الألواح ومساعدة المستهلكين على التمييز بين الألواح وخصائصها، قام العلماء بوضع عدد من الاختبارات لتطبيقها على كل الألواح بعد المرحلة النهائية من الإنتاج وسنتعرف على أهمها وأكثرها انتشاراً في مقالنا اليوم.
ماهي اختبارات الألواح الشمسية الكهروضوئية؟
اختبارات الاستطاعة :
- الاختبار المعياري (Standard Test Conditions “STC”)
- اختبار العمل الطبيعي وفق درجة حرارة الخلية (Normal Operation Cell Temperature “NOCT”)
اختبارات الجهد والتيار:
- اختبار الدارة المقصورة (Short Circuit Test)
- اختبار الدارة المفتوحة (Open Circuit Test)
أولاً : الاختبار المعياري (Standard Test Conditions “STC” ).
يُنقل اللوح بعد الانتهاء من تصنيعه إلى غرفة الاختبار، وفيها يوضع اللوح على طاولة مستوية ويتم وصل النهايات السالبة والموجبة الخارجة من اللوح إلى أجهزة القياس الخاصة بالاستطاعة Power (واط) والجهد Voltage (فولط) والتيار Currect (أمبير).
ماهي شروط الاختبار المعياري ؟
- الإشعاع الشمسي* :
يسلط على اللوح إشعاع شمسي اصطناعي من منبع ضوئي مباشر وتكون شدة الإشعاع الشمسي مساوية لـ (1000 واط/م2).
لمزيد من المعلومات عن الإشعاع الشمسي راجع مقالتنا السابقة.*
- درجة حرارة الخلية:
تتم معايرة درجة حرارة الخلية و ليس الجو لتكون 25 درجة مئوية.
- معامل الكتلة الهوائية :
يكون مساوياً لـ(1.5AM).
ثانياً : اختبار العمل الطبيعي وفق درجة حرارة الخلية (Normal Operation Cell Temperature “NOCT”).
تم الحصول على القيم السابقة تحت شروط الاختبار المعياري (Standard Test Conditions “STC” ) وهي شروط مثالية يصعب تحقيقها في الواقع، تم إيجاد اختبار آخر مشابه بالعمل للاختبار المعياري ولكن بشروط مختلفة أقرب إلى الواقع وهو : اختبار العمل الطبيعي وفق درجة حرارة الخلية (Normal Operation Cell Temperature “NOCT” ) وتكون شروطه كالتالي:
- الإشعاع الشمسي :
تكون شدة الإشعاع الشمسي مساوية لـ (800 واط/م2).
- درجة حرارة اللوح :
تتم معايرة درجة الحرارة لتكون مساوية لـ45 درجة مئوية (+/- 3 درجة مئوية)
- الكتلة الهوائية :
يتم ضبط جو غرفة الاختبار لتكون سرعة الرياح (1 متر/الثانية) و حرارة الهواء 20 درجة مئوية.
إن قيمة الإستطاعة الناتجة من اللوح تحت اختبار NOCT هي أقل دوماً من الإستطاعة الناتجة من نفس اللوح تحت اختبار STC.
ثالثاً : اختبار الدارة المقصورة (Short Circuit Test).
يعتمد اختبار الدارة المقصورة على مقياس التيار حيث يتم وصل اللوح الشمسي إلى مقياس التيار مباشرة وبدون وجود أي أجهزة أخرى متصلة باللوح الشمسي، ولكن ماذا نعني بالدارة المقصورة؟ وكيف تكون الدارة المقصورة بوجود مقياس التيار؟
للإجابة على هذه الاسئلة سنتعرف سوية على مبدأ عمل مقياس التيار.
مقياس التيار (أميتر – Ammeter) :
يعتمد مقياس التيار على قياس التيار المار في دارة ما حيث يقيس قيمة التيار الخارج من اللوح الشمسي كاملاً عند تعرضه لإشعاع شمسي ويوصل دائماً على التسلسل ليمر فيه التيار المراد قياسه ويقوم بقياسه وإظهار قيمته.
ونقول عن أي دارة أنها مقصورة عندما يمر التيار في الأسلاك دون وجود مقاومة أو ضياعات إلا ضياعات الأسلاك، وكون مقاومة مقياس التيار صغيرة جداً بحيث تكاد تكون معدومة نقول أن وجود مقياس التيار وحيداً في الدارة يجعلها دارة مقصورة كما في الشكل المجاور.
رابعاً : اختبار الدارة المفتوحة (Open Circuit Test).
يعتمد اختبار الدارة المفتوحة على مقياس الجهد حيث يتم وصل اللوح الشمسي إلى مقياس الجهد مباشرة وبدون وجود أي أجهزة أخرى متصلة باللوح الشمسي، ولكن ماذا نعني بالدارة المفتوحة؟ وكيف تبقى الدارة مفتوحة بعد وصل مقياس الجهد؟
للإجابة على هذه الاسئلة سنتعرف سوية على مبدأ عمل مقياس الجهد.
مقياس الجهد (فولتميتر – Voltmeter) :
يعتمد مقياس الجهد على قياس فرق الجهد بين نقطتين حيث يقيس الفرق بين القطب الموجب والسالب للوح الشمسي عند تعرضه لإشعاع شمسي ويوصل دائماً على التفرع مع أي عنصر يراد قياس فرق الجهد له.
نقول أن الدارة مفتوحة عندما لا يمر فيها أي تيار، وكون مقاومة مقياس الجهد كبيرة جداً مما لايسمح بمرور أي تيار في مقياس الجهد، و عند وصله وحيداً على طرفي اللوح الشمسي نحصل على قيمة جهد الدارة المفتوحة.
تذكر…
ليتمكن الراغب بشراء الألواح من الاطلاع على خصائص هذه الألواح ويقارن بين الأنواع المختلفة، تقوم الشركات المصنعة بوضع نتائج هذه الاختبارات وغيرها في اللوحة الاسمية المرفقة مع اللوح الشمسي.
ولكن يوجد عدة بلدان تقوم بإجراء اختبارات إضافية غير الاختبار المعياري (STC) واختبار العمل الطبيعي (NOCT)، وهذه الاختبارات تكون مرتبطة بالوضع المناخي للبلد، وفي حال وجدت أثناء اختيارك للوح الشمسي على اللوحة الاسمية معلومات تفيد بوجود اختبار آخر خاص بالبلد المنشأ لاتردد أبداً في سؤالنا عبر البريد أو في التعليقات لتجد الاجابة العلمية والواضحة عن سؤالك تصلك وأنت في منزلك لأن مايهمنا هو أن تعرف أكثر.
نتمنى لكم يوماً مشمساً…
