467

فريق أصدقاء البيئة 2024 - أبريل 43 - السنة 467 العدد - 42 الجمعية الكويتية لحماية البيئة ضية بيئية تعتبر الألواح الشمسية من أكثر الأنظمة المتوفرة لتوليد الطاقة من مصــادر الطاقة المتجــددة، نظرا لتكلفتها المنخفضة نســبياً وتوافرها للمستهلك، مع ذلك، فإن غالبية الخلايا الشمسية تحقق في المائة من الكفاءة - لكل كيلوواط من ضوء الشمس 20 فقط المكافئ. وبالتالي فإن العيب الرئيســي في الألواح الشمســية هو انخفاض كفاءة الطاقة والتي كان يعتقد حتى وقت قريب أنها تعود إلى العوامل الطبيعية كارتفاع درجة حرارة الشمس أو الرطوبة أو تأثير الغبار. دراسة تدهور كفاءة الألواح الشمسية لكن مجلة الفيزياء التطبيقية نشــرت دراســة علمية ، قام بها باحثون من جامعة مانشستر البريطانية وآخرون توصلوا فيها إلى اكتشاف يحدد الخلل المادي في السيليكون الذي يستخدم في إنتاج الطاقة الشمســية والذي يرجحون أنه قد يكون سبباً في انخفاض %.حيث تم في هذه الدراسة معرفة مشكلة 2 كفاءة الطاقة بنسبة 270 عام من دراستها وبعد نحو 40 انخفاض كفاءة الطاقة بعد دراســة بحثية علمية قام بها الباحثون في العالم لمعرفة أســباب المشــكلة من أجــل حلها، وهو ما أكده توني بيكــر أحد الباحثين المشــاركين في الدراسة: «نظرًا للتأثير البيئي فإن تدهور كفاءة الألواح الشمســية كان موضوع اهتمام علمي وهندسي كبير في العقود الأربعة الماضية». السبب المادي لانخفاض كفاءة الطاقة يقــول الباحثــون أنه، خلال الســاعات الأولى من التشــغيل، فــي المائة إلى حوالي 20 تنخفض كفاءة الألواح الشمســية من في المائة لا 2 في المائة. قد يبدو أن هذا الانخفاض بنسبة 18 يمثل مشكلة كبيرة، ولكن عندما تفكر في أن هذه الألواح الشمسية مســؤولة عن توفيــر جزء كبير ومتزايد مــن إجمالي احتياجات الطاقة في العالم، فهي خسارة كبيرة في قدرة توليد الكهرباء. ومــن أجــل معرفــة الأســباب التي تــؤدي إلى نقــص كفاءة الألواح الشمســية، اســتخدم الباحثون تقنيــة كهربائية وبصرية deep-level تســمى (التحليل الطيفي العابر عميق المســتوى وهي أداة DLTS ) واختصار transient spectroscopy تجريبية لدراســة العيوب النشطة كهربائيا في أشباه الموصلات وبواســطتها يتم تحديد علامات الخلل الأساسية وقياس تركيزها في المواد. وقد اتبع الفريق هذه التقنية من أجل العثور على نقاط الضعف في السيليكون، حيث كشف الفريق العلمي عن وجود عيب كامن في استخدام السيليكون لتصنيع الخلايا، إذ أنه يتم تحويل للشحنة الإلكترونية داخل الجزء الأكبر من الخلية الشمســية السيليكونية تحت أشعة الشمس. وقد وجد الفريق أن هذا التحويل ينطوي على عائق يمنع تدفق ناقلات الشــحنة المولدة بما يشبه الفخ الذي تقع فيه الشحنات المتدفقة. وحســب ما قاله الباحثون فإن تدفــق الإلكترونات هذا هو ما يحدد حجم التيار الكهربائي الذي يمكن للخلية الشمســية توصيله إلى الدائرة، وبالتالي فإن أي شــيء يعيقه يقلل بشــكل فعال من كفاءة الخلايا الشمسية وكمية الطاقة الكهربائية التي يمكن توليدها وفقا لأشعة الشمس الواصلة إليها. ووجد الفريق البحثي أن هذا العيب يظل خامدا إلى أن تسخن الألواح الشمسية. ووفقــا لما توصل إلية الباحثون في هذه الدراســة فان العائق الــذي يؤثر على انخفاض كمية الطاقة الألواح الشمســية يحدث بسبب عيوب فنية تتطلب إصلاحا هندسيا. كفاءة الطاقة الشمسية العيب الرئيسي في كفاءة الألواح الشمسية د. عبدالحكيم محمود - اليمن ���� ������ ����� 467.indd 42 6/4/24 6:18 PM