لماذا تؤدي الألواح الكهروضوئية الحرارية (PVT) أداءً أفضل من الألواح الشمسية القياسية؟

اسأل أي شخص متى تُولِّد الألواح الشمسية أكبر قدر ممكن من الكهرباء. وسوف يقول تسعة من أصل عشرة أشخاص إن ذلك يحدث في فترة ما بعد الظهر الحارة في فصل الصيف. ومن الناحية البديهية، يبدو هذا معقولاً: فكلما كان حجم الشمس أكبر، زادت شحنتها. لكن إذا سألت مهندس الخلايا الكهروضوئية، فسيخبرك بحقيقةٍ شائعةٍ تتناقض مع البديهة: إن الألواح الشمسية تخشى الحرارة فعلاً.

تتميَّز الألواح الشمسية العادية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة بسمعةٍ طبيعية: فكلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت كفاءة توليد الطاقة. وفي يوم مشمسٍ تكون فيه درجة الحرارة الخارجية ٣٢°م، قد ترتفع درجة حرارة سطح الألواح الشمسية السوداء المُضغوطة بسهولة إلى ٦٥°م أو حتى ٧٥°م تحت أشعة الشمس المباشرة على السطح.

وبمجرد أن تصل درجة حرارة الألواح الشمسية إلى هذه المستويات، تنخفض إنتاجية توليد الطاقة الفعلية بنسبة تتراوح بين ١٤٪ و١٨٪. كما أن أكثر من ٨٠٪ من أشعة الشمس الساقطة على السطح لا تتحول إطلاقًا إلى كهرباء، بل تتحول إلى حرارة زائدة مزعجة، مما لا يبطئ فقط سرعة توليد الطاقة، بل ويُسرِّع أيضًا من عملية تآكل الألواح الشمسية.

وفي الوقت نفسه، يضطر الفنادق والمزارع والمسابح والأسر إلى دفع فواتير كهرباء أو غاز إضافية كبيرة سنويًّا لتوفير مياه الاستحمام وتدفئة الأرضيات والتدفئة العامة، وغالبًا ما تشعر بالقلق إزاء ندرة سخانات المياه المتاحة على الأسطح.

هذا هو بالضبط المكان الذي تُظهر فيه تقنية الـPVT (الكهرضوئية، والتكامل بين الضوء والحرارة) مهاراتها - أ لوحات PVT والتي تحل نقطتي الألم هاتين في الوقت نفسه.

تتكوّن ألواح الـPVT أساسًا من طبقة رقيقة خلف لوحة كهرضوئية عالية الكفاءة، وتكون عبارة عن لوحة تبريد خلفية مزودة بقنوات دقيقة يمرّ من خلالها الماء. ويستمر سائل التبريد في الدوران خلف اللوحة:

- يبرّد الماء اللوحة لاستعادة الطاقة الكهربائية المفقودة: فالماء المتداول يستمر في امتصاص الحرارة الشديدة خلف اللوحة، ويُثبّت درجة حرارة تشغيل اللوحة الكهرضوئية ضمن النطاق الأمثل من ٣٥°م إلى ٤٥°م. وبإزالة تأثير ارتفاع الحرارة، يمكن أن يزداد إنتاج الطاقة الفعلي في فصل الصيف مباشرةً بنسبة تتراوح بين ١٠٪ و١٥٪.

- تتحول الحرارة المهدرة إلى ماء ساخن، وتزداد الكفاءة الطاقية الشاملة عدة مرات: فالحرارة التي يمتصها الماء لا تُبدَّد عبثًا، بل تُستخدم لإنتاج ماء ساخن للاستحمام بدرجة حرارة تتراوح بين ٣٠°م و٥٥°م أو لمياه التدفئة. وارتفعت نسبة الاستفادة الشاملة من أشعة الشمس في الألواح الكهروضوئية الحرارية (PVT) مباشرةً من أقل من ٢٠٪ إلى أكثر من ٧٠٪.

- توفير نصف مساحة السطح: فلا داعي لتركيب ألواح كهروضوئية على جانب واحد من السطح وإقامة أنابيب المياه الساخنة الشمسية التقليدية على الجانب الآخر. إذ يمكن استخدام مجموعة واحدة من ألواح PVT لتوليد الكهرباء والماء الساخن في نفس المساحة.

إذا وُصِلت ألواح PVT بمضخة حرارية متغيرة التردد أخرى، فإن الأثر التوفيري في استهلاك الطاقة سيتحسَّن:

- مساعدة مضخة الحرارة في تقليل العبء وتوفير الكهرباء: غالبًا ما تعمل مضخات الحرارة العادية التي تعتمد على الطاقة الجوية بجهدٍ كبير في الرياح الباردة خلال فصل الشتاء. أما الماء الدافئ الناتج عن الألواح الكهروحرارية الضوئية (PVT) فيُرسل مباشرةً إلى مضخة الحرارة، مما يجعل تشغيلها أقل استهلاكًا للطاقة، ويمكن خفض استهلاكها في التدفئة بنسبة تصل إلى ٤٠٪.

- كفاية ذاتية في إنتاج الطاقة في جميع الأحوال الجوية: أثناء النهار، تعمل مضخة التسخين الكهربائي المباشر من الأمام، ويُخزن الماء الساخن الزائد في خزان معزَّل لاستخدامه في الاستحمام والتدفئة ليلاً، ما يوفِّر راحةً وصديقةً للبيئة.

لا تدع أشعة الشمس الصيفية تتبخَّر أرباحك من الطاقة الشمسية دون فائدة. فالألواح الكهروحرارية الضوئية (PVT) تُحوِّل كل جزءٍ من حرارة السطح المهدرة إلى قيمة، ويمكن أن يُضاعف كل مترٍ مربعٍ من أشعة الشمس عائدك.

حول شركة جيانغسو دايهي سي تكنولوجيا البيئة المحدودة

نُطَوِّرُ ونُصنِّعُ لوحاتٍ كهروحراريةً عاليةَ الأداء وأنظمةَ مضخاتِ حراريةٍ لمشاريع الفنادق التجارية العالمية، والزراعة الحديثة، والمباني السكنية. يُرجى الاتصالُ بفريق هندستنا للحصول على خطط قياسٍ وبَرمجةٍ بديهيةٍ لتوفير الطاقة.