ما هي الألواح الشمسية الأكثر كفاءة للاستخدام على الطرق؟

الألواح الشمسية المستخدمة على الطرق غالباً ما تحتاج إلى كفاءة عالية ومتانة وقدرة على التكيف مع مجموعة متنوعة من الظروف البيئية. حالياً، هناك عدة أنواع من الألواح الشمسية ذات الكفاءة العالية المتاحة في السوق:

ألواح السيليكون أحادي البلورة

تعتبر ألواح السيليكون أحادي البلورة (Mono-Si) من أكثر الأنواع كفاءة. تظهر البيانات حتى عام 2021 أن كفاءة تحويل الضوء إلى كهرباء في ألواح السيليكون أحادي البلورة يمكن أن تصل إلى 24٪، وهي أعلى كفاءة تحويل ضوئي-كهربائي بين جميع أنواع الخلايا الشمسية. عادةً ما تكون خلايا السيليكون أحادي البلورة ذات كفاءة تحويل عالية، ولكن الكلفة مرتفعة نسبياً.

ألواح السيليكون متعدد البلورات

ألواح السيليكون متعدد البلورات (Poly-Si) أقل كفاءة قليلاً من السيليكون أحادي البلورة، لكن الكلفة أقل والأداء الاقتصادي أعلى. تتراوح كفاءة ألواح السيليكون متعدد البلورات عادةً بين 17٪ و20٪.

ألواح شمسية رقيقة

تشمل الألواح الشمسية الرقيقة الألواح القائمة على مواد مثل التيلوريد الكادميوم (CdTe) والسيلينيد النحاسي الإنديوم الغاليوم (CIGS). رغم أنها أقل كفاءة بشكل عام من الألواح الشمسية أحادية البلورة ومتعددة البلورات، إلا أنها تتميز بخفتها ومرونتها وملاءمتها لتثبيتها على سطوح منحنية أو غير منتظمة. تتراوح كفاءة الألواح الشمسية الرقيقة عادةً بين 10٪ و15٪، ولكن بعض المنتجات عالية الجودة قد تكون أكثر كفاءة.

تطبيق خاص بالطرق

بالنسبة لتطبيقات الطرق، بالإضافة إلى كفاءة الألواح الشمسية، يجب النظر في عوامل أخرى مثل:

• المتانة: تحتاج الألواح الشمسية المستخدمة على الطرق إلى القدرة على تحمل الظروف القاسية مثل دهس المركبات وتغيرات الطقس (مثل الأمطار والثلوج والحرارة الشديدة وغيرها).

• الأمان: يجب أن تضمن الألواح الشمسية المثبتة على الطرق أنها لا تشكل خطراً على المشاة أو المركبات.

• التصميم المتكامل: غالباً ما تحتاج الألواح الشمسية المستخدمة على الطرق إلى الدمج الوثيق مع مواد الرصف لتشكيل اتصالات سلسة، مثل الألواح الشمسية في وسط الطرق السريعة في كوريا الجنوبية التي تولّد الكهرباء ومنع تجمد الطرق.

• تكاليف الصيانة: تحتاج الألواح الشمسية المستخدمة على الطرق إلى أن تكون سهلة الصيانة والإصلاح لتقليل التكاليف التشغيلية طويلة الأمد.

مثال

• الطريق الشمسي في نورماندي، فرنسا: قامت فرنسا ببناء طريق شمسي في توروفر-أو-بيرش، قرية في منطقة نورماندي، باستخدام ألواح شمسية ذات كفاءة عالية.

• مسار الدراجات الهوائية الشمسي في هولندا: منذ عام 2014، بنى الهولنديون مسار دراجات هوائية شمسي يبلغ طوله حوالي 100 متر، باستخدام ألواح شمسية فعالة.

• مشروع تكسية الطرق بالألواح الشمسية في أستراليا: تخطط أستراليا لتغطية الطرق بألواح شمسية، بهدف إنشاء أول "طريق إلكتروني" في العالم يمكنه توفير الشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية.

خاتمة

بالنسبة للألواح الشمسية المستخدمة على الطرق، تعتبر ألواح السيليكون أحادي البلورة عادةً واحدة من أفضل الخيارات بسبب كفاءتها العالية في التحويل. ومع ذلك، يجب تحديد نوع اللوحة الشمسية المناسب بناءً على احتياجات السيناريو التطبيقي الفعلي، بما في ذلك التكلفة والمتانة وسهولة التثبيت والعوامل الأخرى. مع تقدم التكنولوجيا، قد يتم تطبيق المزيد من المواد والتكنولوجيات الجديدة على الألواح الشمسية على الطرق في المستقبل لتحسين الكفاءة وتقليل التكاليف.