ماذا يحدث عند ارتفاع درجة حرارة الطاقة الشمسية؟

عند ارتفاع درجة حرارة التشغيل بمقدار 1 درجة مئوية، ستفقد الخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون نحو 0.5% من الكفاءة. وفي محطة كهروضوئية نموذجية، إذ تعمل ألواح الطاقة الشمسية بما يقرب من 25 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة، يمكن أن تصل خسائر الطاقة إلى 12%، حسبما نشرت مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في 30 نوفمبر/تشرين الثاني.

كيف تؤثر درجة الحرارة على الواح الطاقة الشمسية؟

دور درجة الحرارة : على عكس ما قد يفترضه المرء بشكل بديهي، فإن الألواح الشمسية لا تعمل دائمًا بشكل أفضل في الظروف الأكثر حرارة. في الواقع، كفاءة الألواح الشمسية تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة. ويرجع ذلك إلى شيء يسمى معامل درجة الحرارة، والذي يقيس الانخفاض في الإخراج لكل درجة زيادة في درجة حرارة اللوحة فوق 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت).

ما هي درجة حرارة اللوحة الشمسية؟

تشير درجة الحرارة إلى درجة حرارة المواد الفعلية ، وليس إلى درجة حرارة الهواء ، لذلك في يوم مشمس ، ليس من المعتاد أن تصل درجة حرارة اللوحة الشمسية إلى 45 درجة مئوية (113 درجة فهرنهايت). وهذا يعني أن لوحة تصنيفها 200 واط عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) سوف يخرج 180 واط فقط.

ما هي العلاقة بين درجة الحرارة وكفاءة الخلية الشمسية؟

يظهر الشكل أدناه العلاقة بين درجة الحرارة وكفاءة الخلية الشمسية حيث يتبين لدينا أن كفاءة الخلية الشمسية تزداد إلى ما يقارب 12% عند درجة حرارة 36 درجة مئوية لتنخفض الكفاءة بعدها مع زيادة درجة الحرارة. image source: wiley

ما هي الطاقة الموجودة في الشعاع الشمسي في الحدود الخارجية للغلاف الجوي؟

«الثابت الشمسي» – الطاقة الموجودة في الشعاع الشمسي في الحدود الخارجية للغلاف الجوي – هو 1.38كو/م2 في زاوية مستقيمة للشعاع. وتنتقل هذه الطاقة عبر الفضاء بعملية الإشعاع، وخلافاً للأشكال الأخرى لانتقال الحرارة، مثل الحمل الحراري والتوصيل، لا يتطلب هذا الانتقال وسطاً فيزيائياً ليكون فعالاً.

كيف تعمل الواح الطاقة الشمسية؟

الألواح الشمسية تعمل على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وهي تقنية أصبحت شائعة في إنتاج الكهرباء النظيفة والمستدامة. ولكن، كفاءة هذه الألواح قد تتأثر بالعوامل البيئية المختلفة، ومن أهمها درجة الحرارة. تتكون الألواح الشمسية من خلايا شمسية يمكن أن تتأثر بدرجة الحرارة العالية.