إما متفقون أو نخربها

تلعب الطاقة الشمسية دورا متزايدا في توليد الكهرباء حول العالم، وتعد الألواح الكهروضوئية واسعة النطاق (Utility-Scale PV) من التقنيات الرائدة في هذا المجال.

ولكن على الرغم من كفاءتها العالية في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، إلا أن هناك تحديا خفيا يؤثر على أدائها وهو «خسائر عدم التطابق».

فما هو هذا العدو المختبئ وكيف يؤثر على كفاءة المنظومة بأكملها؟

يحدث عدم التطابق عندما لا تعمل جميع الألواح الكهروضوئية في سلسلة أو صف بالضبط بنفس الكفاءة.

وهذا الاختلاف يمكن أن ينشأ عن عدة عوامل، مثل:

• اختلافات تصنيعية دقيقة بين الألواح.
• اختلافات في درجة حرارة التشغيل بسبب التظليل الجزئي أو التهوية غير المتساوية.
• أوساخ أو غبار على سطح اللوح.
• تلف أو تدهور في مكونات اللوح بمرور الوقت.

هذه الاختلافات الصغيرة تؤدي إلى تفاوت في التيار الكهربائي الناتج من كل لوح، ما يخلق «عوائق» تحد من التيار الكلي للمجموعة بأكملها.

يشبه الأمر ربط عدة عدائين ذوي قدرات مختلفة معا بسلسلة، حيث يضطر الأسرع منهم لإبطاء وتيرة عدوه ليتماشى مع الأبطأ، ما يقلل من سرعتهم جميعا.

بما أن التيار الكلي للمنظومة يحدده اللوح الأقل كفاءة، فإن خسائر عدم التطابق تؤدي إلى انخفاض في الإنتاجية الكلية للطاقة الشمسية.

ويمكن أن تتراوح هذه الخسائر بين 2% إلى 10% اعتمادا على جودة الألواح، ومستوى التظليل، وعوامل أخرى.

على سبيل المثال، لنفترض أن لديك منظومة مكونة من 100 لوح، ولكل منها قدرة اسمية على إنتاج 1 أمبير من التيار.

إذا كان هناك لوح واحد يعاني من عدم تطابق بنسبة 5%، أي ينتج 0.95 أمبير فقط، فإن التيار الكلي للمجموعة سينخفض إلى 99.5 أمبير بدلا من 100 أمبير.

وهذا يعني خسارة في الإنتاجية تصل إلى 0.5%.

لحسن الحظ، هناك عدة طرق للحد من خسائر عدم التطابق وزيادة كفاءة المنظومة:

• اختيار ألواح عالية الجودة: استخدم ألواح من مصنعين معروفين بمطابقة مواصفات الإنتاج واختيار أفضل التقنيات.
• التصميم الذكي: صمم المنظومة بحيث تتلقى جميع الألواح كمية متساوية من أشعة الشمس وتجنب التظليل غير الضروري.
• استخدام (Bypass Diodes): تزويد كل لوح بما يعرف بمسمى Diodes تسمح للتيار بتجاوز اللوح المتضرر، والحفاظ على أداء باقي الألواح.
• المراقبة الدورية والتنظيف: مراقبة أداء الألواح بانتظام، وتنظيف سطحها لإزالة الأوساخ والغبار الذي قد يؤثر على الكفاءة.

على الرغم من صعوبة القضاء على خسائر عدم التطابق تماما، إلا أن فهم أسبابها وتطبيق إجراءات التخفيف المناسبة يساعد على زيادة كفاءة المنظومات الكهروضوئية واسعة النطاق وتحقيق أقصى استفادة من الطاقة الشمسية المتجددة.

فبالتغلب على هذا العدو المختبئ، نضمن تحسين أداء المنظومة وتوليد المزيد من الكهرباء النظيفة والمستدامة.

HUSSAINBASSI@