الخلايا الشمسية: البولي أم المونو…بيرك؟

يعني إيه PERC؟؟

وإيه هي الخلايا المونوmono؟ وتفرق إيه عن الخلايا البولي poly القديمة؟

ويا تري لو ألواح مونو وكمان بيرك حتفرق معايا في إيه؟ ما هو كله في الآخر عدد كيلووات حركبهم ومحطتي تشتغل، دول 50 كيلو ودول 50 كيلو …ز

طيب فيه ألواح بولي بيرك؟

طيب…براحه كده خلونا نبتدي الحكاية واحدة واحدة علشان الموضوع…كبير حبتين

PERC معناها Passivated Emitter & Rear Cell/Contact. أو باعث التخميل والإتصال الخلفي/الخلية الخلفية

بإختصار كده، الباحثين بيفكروا دايما إزاي ممكن يطوروا أي تكنولوجيا للأحسن، في حالتنا، كل الأبحاث بتدور حوالين إزاي نرفع كفاءة الخلية الشمسية، وإزاي نقدر نستفيد من الإشعاع الشمسي لأقصي درجة علي نفس الخلية وده يخلينا نستعمل نفس عدد الألواح بس بقدرة أعلي، وده المرادف لكفاءة أعلي.

يعني مثلا: تخيل كده لو عندك لوح مساحته 1 متر مربع بينتج 100 وات، ولوح تاني نفس المساحه بينتج 500 وات….كده معناها إن اللوح التاني كفائته أعلي ب5 مرات..

من هنا جت الفكره بتاعة الPERC

جم فكروا…دلوقتي الخليه الإشعاع الشمسي بينزل عليها بتستفيد بحوالي 15-17% بس في حالة البولي، وحوالي 17-18% في حالة المونو والباقي جزء منه بيتحول لطاقة حرارية والباقي بيعدي الخلية بدون ما الطبقة الخلفية تستفيد منه…طيب ما نعمل طبقة خلفية تعكس الإشعاع المخترق للخلية ده تاني ونستفيد منه، وبكده إنتاج الخلية يزيد وكفاءتها تعلي. وفعلا نجحوا إنهم يعملوها الوحوش ورفعوا كفاءة الخلية البولي لحدود ال18% والخلية المونو لرقم مذهل بالنسبة للخلايا السليكون وهو تقريبا 23%

في أواخر 2017 بدأ تصنيع الألواح البولي بيرك، وبعدين لقوها مالهاش لزمه لأن كفاءتها بقت تقريبا زي الألواح المونو العادية بس سعرها أعلي، فإتلغت الفكرة. وبدأ المصنعين في سباق المونو PERC. ونلاقي خلال النصف الثاني من 2018 وخلال 2019 بدأ الكل في الإعلان عن ألواح جديدة وقدرات جديدة ما كانتش ممكنة قبل كده. إبتدينا نسمع عن قدرات كبيرة، ومجال جديد إتفتح…

ده خلي المصنعين كلهم يبتدوا يعيدوا حساباتهم..لأن كده البولي العادي بدأ يبقي عامل زي الديناصور…خلاص مش قادر ينافس، ما عندوش قدرة علي التأقلم مع الوضع الجديد، لأن سعر إنتاجه مازال هو هو تقريبا، ومفيش مجال لتحسين قدرته أكتر من كده، واللوح الجديد بيطلع مره ونص قده، فمجملا المحطة بقت تكلفتها أقل مع اللوح الجديد

وده اللي خلي المصنعين الكبار اللي بينتجوا تقريبا 80% من الإنتاج العالمي يقرروا كلهم وقف إنتاج اللوح “الأثري” ويضموه مع أخواته في المتحف، ويتجهوا للجديد، اللي عامل طلبيات مع المصانع علي القديم حيسلموه طلبه، وبعدين كله يتجه للتكنولوجيا الجديدة، لأن لو مصنع ما عملش كده ببساطة مش حيكون ليه مكان وحيختفي

طيب ليه المونو؟ وإيه فرق المونو عن البولي؟

الإتنين خلايا سليكون وهي المادة الأساسية اللي معمول منها الخلية وإختاروا السليكون بالذات علشان قدرته علي تحويل الفوتونات (جزيء الإشعاع الشمسي-الضوئي) لكهرباء. ولكن هناك طريقتين لتصنيع أي مادة في العالم (تشمل المعادن وأشباه الموصلات) وبتقدر نتحكم في الgrain structure أو التركيبة الجزيئية للمادة material بيتخليه يبقي مكون داخليا من grain واحد أو multi grain وبدون الدخول في تفاصيل هندسية الgrain الواحد أو الcrystal الواحد أو الmono crystalline في أي مادة مشكلة في العالم بتكون كفاءتها أعلي وقدرتها علي التحمل أعلي وصفات تانية كتير..

معلومة جانبية: يكفي إنك تعرف إن مروحة كمبرسور المحرك التوربيني المستخدم في الطائرات والصواريخ بتكون كل ريشة مصنوعة من التيتانيوم (أصلب وأخف معدن معروف) وبتتعمل بطريقة الأحادية mono grain – mono crystalline علشان يتحمل الحرارة العالية والضغط المتغير وظروف التشغيل السيئة جدا جدا اللي بيتعرض لها النوع ده من المحركات

المهم نرجع لموضوعنا علشان ما أطولش أكتر من كده – ويقولوا طول

النقطة المهمة اللي بعد كده: اللي هي أكيد أكيد حتسمعها اليومين الجايين من كل المصانع الأقل جودة اللي ما عندهمش القدرة إنهم ينتجوا التكنولوجيا الجديدة دلوقتي: حيقولوا: علي فكرة المونو ده فكره فاشله وبيضعف مع الحراره وما ينفعش في البلاد الحارة زي مصر…وحتي لو نفع موضوع البيرك ده ولا ليه أي لزمه وكلها فرق بسيط

أولا: ودي معلومة علي مسئوليتي وحضرتك تقدر تروح تعمل سيرش في الmetallurgy أو هندسة المواد اللي طلع عيني فيها وخلصت علي : الgrain structure الأحادية في أي مادة مصنعه في الدنيا بتكون أعلي في كل حاجه، حتي السعر ، يعني مثلا صلابه أعلي، مقاومه حراريه أعلي، والأخيره دي تهمنا قوي قوي…إزاي بقي:

ثانيا: من المعروف أن من خصائص أشباه الموصلات semi conductors إنه مع إرتفاع حرارته قدرته علي التوصيل بتقل…وده صح: الألواح الشمسية إنتاجها بيقل كل ما الحراره بتعلي…بولي ومونو

بس الفرق….بتقل قد إيه؟؟؟؟!!!!

لو بصينا في أي داتاشيت بتاعة أي لوح من أي مصنع، حنلاقي إن معدل إنخفاض اللوح البولي أعلي من معدل إنخفاض اللوح المونو بحوالي الربع!!!!!!!!!!!!! يعني إيه؟ يعني لو في يوم حر زي الأيام الجميلة اللي إحنا فيها اليومين دول…معدل إنتاج الكهرباء حيكون أعلي بحدود 20-25% من اللوح القديم….وده يجاوب علي سؤالي…ما هو ده 50 كيلو وده 50 كيلو ??

آه بس الخليه المونو لونها أسود…يعني حتمتص إشعاع أكتر وحرارتها حتعلي أكتر خصوصا في منطقتنا…وده يخلي حرارة اللوح أعلي فإنتاجه حيقل!!!!

اللوح البولي (النضيف) لونه كحلي غامق جدا…واللوح المونو أسود…فرق إمتصاص الحراره بين الاتنين ضئيل غير مؤثر…اللون الأسود يساعد علي إمتصاص المجال الكامل للطيف الضوئى…وده بيخلي الخليه المونو تتجاوب مع الإشعاع بدرجة أعلي..

لو حطينا النقطة اللي فاتت مع تكنولوجيا البيرك حتكون النتيجة الجديدة: تجاوب أفضل في الضوء الخافت، وإنتاجيه أعلي في فترة السطوع والحرارة…

نقطة أخيره: قارن بين قدرة الموبايل اللي في إيدك دلوقتي وإنت بتقرا البوست ده…وبين الكمبيوتر بتاعك من عشر سنين…التطور ما بيقفش..
أعتذر للإطاله، وأتمني أن أكون ألقيت الضوء – ولو قليلا – علي بعض الأسئلة المتعلقة بالتكنولوجيا الجديدة وقريباً
بوستات منفصله عن كل نقطه بالمزيد من التفاصيل

م. جوزيف ماهر