Have we been doing Solar wrong all along?

ربما تعودت على رؤية تركيبات الطاقة الشمسية المألوفة، ألواح متجهة للسماء لاصطياد أكبر قدر من الشمس. لكن الألواح الشمسية العمودية ثنائية الوجه بدأت تكتسب شعبية. بفضل تصميمها المرن، يجري تجريبها في كندا، النرويج ومواقع أخرى بسيناريوهات متنوعة. والمستخدمون يلاحظون نتائج مثيرة إنتاج طاقة يفوق التوقعات. أذهلت العوائد الطاقية المهندسين، ودراسة هولندية قد تكشف مصدر هذه الطاقة الزائدة. هل كان تركيب الألواح الشمسية خاطئًا طوال هذا الوقت، أم هو مجرد خطأ حسابي؟ وكيف ستؤثر هذه التقنية على حياتنا؟ أنا مات فار

يل، مرحبًا بكم في undecided. يُقدم لكم هذا الفيديو سيرفشارك، وسنتحدث عنه لاحقًا. الآن، دعونا نستعرض الألواح الشمسية العمودية ثنائية الوجه، المعروفة بـ VPVS أو BVPVS. من الصعب ذكر هذا المصطلح طوال الفيديو، لذا سنبسطه. انظروا إلى هذا. ها هي ذي، لا تختلف كثيرًا عن الألواح الشمسية الاعتيادية. لكن خلف الكواليس، الأمور مختلفة. قد لا تكونوا لاحظتم، ولكن هناك خلايا فوتوفولتية على الجانب الخلفي للوح كذلك. لماذا؟ في فيديوهات سابقة شرحنا عمل الألواح الشمسية، وإليكم ملخصًا: يوجد شبه موصل من السيليكون، يحتوي

على جوانب موجبة وسالبة. عندما تصطدم أشعة الشمس بخلية شمسية، تنطلق إلكترونات من ذرات السيليكون نحو الجانب السالب. في الظروف المثالية، يُجمع الإلكترون قبل أن يعود ليتحد مع ذرة سيليكون أخرى. على الجانب الآخر، يحدث تكوين فجوة. الجانبان يسعيان للاندماج مجددًا، مما يولد تيارًا كهربائيًا. الألواح الشمسية ترتبط بشرائط توصيل لتكوين طرفي دخول وخروج. لحماية المكونات من العوامل الجوية، يُغطى اللوح بزجاج وظهر معتم، ثم يُثبت في إطار ألومنيوم لزيادة المتانة. هذه خلية شمسية أحادية الوجه. بينما الخلية الشمسية ث

نائية الوجه، أو BPV، تستبدل الظهر المعتم بزجاج إضافي وأحيانًا مكونات أخرى. قد يبدو ذلك غير مجدي، إذ نادرًا ما تتعرض الألواح الخلفية لضوء الشمس المباشر. نتحدث دومًا عن مشكلة الطاقة الشمسية وطبيعتها المتقطعة، حيث تؤثر الأيام الغائمة سلبًا على إنتاج الطاقة. ومن الواضح أن توجيه الألواح بعيدًا عن الشمس ليس حلاً. لكن الخلايا الشمسية ثنائية الوجه تقدم حلاً فعالًا، إذ بفضل الضوء المنعكس أو "البياض"، تزيد كفاءتها حتى 15% مقارنةً بالخلايا أحادية الوجه. هذه الفائدة تتضاعف في مناطق مثل الصحاري أو على الأسطح

الفاتحة. حتى في الأيام الغائمة أو عندما يعكس الثلج الضوء، تستمر هذه الخلايا في الأداء بشكل جيد. وأعلم ما ستقوله يا صديقي مات، إذا كانت هذه الخلايا تمتص ضوءًا زائدًا، فمن هناك تأتي الزيادة في الطاقة. اللغز محلول. لكن الخبراء فكروا بذلك بالفعل. اللغز ما زال موجودًا. لم نناقش بعد الجزء العمودي في مصفوفة الخلايا الشمسية ثنائية الوجه. يجب أن تكون الطاقة الإضافية مرتبطة به. في الواقع، لا، ليس بشكل مباشر. الآن، بخلاف الخلايا الشمسية ثنائية الوجه، يمكن ملاحظة الفرق في الألواح الشمسية العمودية بوضوح. وق

د تعرف أن الألواح الشمسية القياسية ليست مستوية تمامًا. لأقصى استفادة، يجب ضبط الألواح بزاوية مماثلة لخط العرض. مثلاً، في نيو إنجلاند حيث أعيش، خط العرض حوالي 42 درجة، فتُضبط الألواح عندي على زاوية مقاربة لذلك. إنها أمور بسيطة، وعمومًا يُفضل توجيه الألواح نحو الجنوب لزيادة التعرض للشمس. لكن، إذا كانت زاوية التهيئة واضحة، فلماذا الألواح الشمسية العمودية؟ انظر إلى هذا الرسم البياني من دراسة جامعة لايبزيغ للعلوم التطبيقية. الألواح الشمسية ثنائية الوجه موجهة شرقًا وغربًا تجمع طاقة أكثر صباحًا ومساءً.

قارن ذلك برسوم الطلب الذروي للطاقة. ورغم عدم التطابق التام، فهي تتوافق أكثر مع احتياجاتنا من الألواح الأفقية. إذًا، هل حلت لايبزيغ لغز العوائد العالية؟ لا، هذه ميزة إضافية لكن لا تشرح الزيادة في الجهد الكهربائي. أبقيتك في حالة ترقب كافية، فلنكشف الآن من أين تأتي تلك العوائد الإضافية الغامضة. إذا كنت تتابع من المنزل، هذه فرصتك للتخمين. اكتب توقعاتك في التعليقات وسأنتظر. وبينما ننتظر، دعونا نتحدث عن راعي الحلقة، Surfshark. Surfshark هي شبكة VPN سريعة وسهلة الاستخدام، تقدم ميزات مذهلة وتعمل على أج

هزة لا محدودة بحساب واحد. عادةً ما ننظر لشبكات VPN كوسيلة لحماية الخصوصية أثناء التنقل عالميًا، لكن فوائدها تتعدى ذلك. بإمكانك أن تظهر عنوان IP الخاص بك كأنه من موقع مختلف، مما يتيح لك تجاوز القيود الجغرافية لمحتوى خدمات البث. وليس هذا فحسب، فأحيانًا تختلف أسعار التسوق حسب الموقع، وبتغييره قد تحصل على صفقات أفضل. خدمات VPN مثل Surfshark تقدم إضافات مثل Surfshark Alert التي تنبهك إذا تم تسريب معلوماتك الشخصية أونلاين. احمِ خصوصيتك بSurfshark واستخدم كود القسيمة undecided لثلاثة أشهر إضافية مجانًا

. تقدم Surfshark ضمان استرداد الأموال لمدة ٣٠ يومًا، فلا خطر من تجربتها. أستخدمها لسنوات وأحبها كثيرًا. الرابط أدناه في الوصف. شكرًا لـSurfshark ولدعمكم القناة. هل قدمت تخمينك بالتعليقات؟ لحل اللغز، يجب أن ننظر بشكل مختلف للألواح الشمسية. هذه الألواح ترتفع حرارتها، وهذا متوقع لأنها تتعرض للشمس طوال اليوم ومصممة لتحمل الحرارة إلى حد. لكن الأجهزة تؤدي بشكل أسوأ عندما تسخن جدًا، كما يحدث مع هاتف أو كمبيوتر قديم. هل واجهت رسالة تحذير على هاتفك الذكي بعد تعرضه لحرارة سيارة مرتفعة؟ قد تشير الرسالة إلى

أن الهاتف حار جدًا وتم تعطيل بعض وظائفه لحمايته. تأثير الحرارة يختلف بين الأجهزة، وحتى الألواح الشمسية قد تتأثر سلبًا، مما يقلل جهد التشغيل. جهد اللوح الشمسي يتغير بتأثير كمية الضوء ودرجة حرارة الخلية. وزيادة الإشعاع الشمسي ترفع الجهد بطريقة لوغاريتمية. من المحبط أن ارتفاع درجة الحرارة مع الشمس الحارة يؤدي لانخفاض كفاءة الألواح الشمسية بنحو 0. 3 إلى 0. 4 بالمئة لكل درجة مئوية. وبالضبط عندما يُتوقع أن تكون في أفضل أداء، تواجه صعوبات. إحدى أسباب انخفاض الكفاءة هي تزايد الحركة البراونية بارتفاع در

جة الحرارة. تخيل ذرات الموصلات كشبكة تهتز؛ كلما زادت حرارتها، زاد اهتزاز الذرات. للإلكترون الصغير الذي يشكل التيار الكهربائي، يصعب المرور عبر شبكة سريعة الاهتزاز. ببساطة، ترتفع المقاومة الكهربائية لمعظم المواد مع زيادة الحرارة. هذا ما أكدته نتائج دراسة منظمة الأبحاث العلمية التطبيقية الهولندية (TNO). قامت TNO بتركيب نظام صغير للألواح الشمسية الثنائية الوجه بتوجيه عمودي شرقي غربي في بيتن بهولندا. جمعوا بيانات من هذه الألواح وأنشأوا محاكاة بنموذج رقمي مزدوج. مكّن ذلك TNO من التحكم بشكل أكبر في الم

تغيرات وسهّل مقارنة النتائج مع الألواح الأفقية. الآن، ما اكتشفوه مثير للدهشة: الألواح الشمسية الثنائية الوجه العمودية أبرد بكثير من الأفقية. لماذا؟ معاملات انتقال الحرارة للألواح الشمسية الثنائية الوجه العمودية أقل بكثير من المتوقع، مما يجعلها تحافظ على درجة حرارة أقرب للبيئة المحيطة ولا تسخن إلا نصف ما تسخنه الألواح الأفقية. هذا يعود على الأرجح لتوجهها الذي يقلل من تأثير الحرارة الشديدة. درجات الحرارة المنخفضة تقلل من فقدان الجهد الكهربائي بسبب السخونة، مما يسمح لهذه الألواح بتوليد طاقة أكبر. ب

اس ب. فان آكن، مؤلف الدراسة، يوضح أن درجات التشغيل المنخفضة تؤثر إيجابيًا على الجهد التشغيلي وتزيد من توليد الطاقة، خاصة في ظروف الإشعاع العالي. فكم طاقة إضافية تولدها هذه الألواح؟ حسنًا، تصل الزيادة إلى 4% في الأيام المشمسة، وهذا يعادل تقريبًا 2. 5% زيادة سنوية في الطاقة. قد لا يبدو هذا كثيرًا، لكن في مجال التحسينات التقنية، حتى الزيادات الصغيرة مهمة. كل نسبة مئوية صغيرة تُحتسب، خصوصًا مع تقنيات قابلة للتوسع مثل الألواح الشمسية. في مزارع الطاقة الشمسية التي تضم مئات أو آلاف الألواح، تُسهم هذه ا

لتحسينات الطفيفة في تعزيز الأداء بشكل ملحوظ. فما تأثير هذه الدراسة علينا؟ أخبار جيدة للفرق المختصة بتركيب الألواح الشمسية الثنائية الوجه بتوجه شرقي غربي، حيث تُتيح المزيد من الطاقة من نفس المساحة، وهو بالتأكيد مفيد. في الفضاء، الألواح الشمسية تعمل بكفاءة أفضل. لكن، هل من عيوب؟ يمكن النقاش حول دراسة TNO التي اعتمدت على النمذجة الحاسوبية وليست بالضرورة قاطعة. منهجيتهم محل تساؤل. تشير الدراسة إلى تعطل الألواح لستة أسابيع في مارس وأبريل، وهو أمر غير مثالي. لا أقول إن TNO لم تبذل العناية اللازمة. مخا

وفي تكمن في أن التقنيات الناشئة قد تبدو مذهلة في المختبر، لكنها تصطدم بعقبات عند التطبيق العملي. وأحيانًا يكون التشكيك مبررًا. الألواح الشمسية الثنائية الوجه العمودية معروفة منذ الأربعينات ومتوفرة تجاريًا منذ ١٩٨٣. هذه التقنية ليست حديثة. فلماذا إذًا تظل أقل انتشارًا من الألواح الأفقية؟ الألواح الثنائية الوجه تكون أغلى قليلاً من الألواح الشمسية التقليدية بسبب استخدامها مواد متطورة وتصميم معين. هذا يزيد تكاليف التصنيع. تذكر، هذه الألواح تتطلب معدات تثبيت خاصة. لضمان توليد الكهرباء من كلا الجانبين

، هناك عوامل إضافية في التركيب يجب مراعاتها. ولأن الجانبين معرضان للعناصر، قد تكون هناك حاجة لصيانة إضافية. بالنظر لهذه العوامل، تكاليف البداية والصيانة تميل للارتفاع. ليست أنظمة الطاقة الشمسية الثنائية الوجه دائمًا الخيار الأمثل. لكن، تشير TNO إلى أن درجة الحرارة التشغيلية الأقل قد تقلل التدهور وتطيل عمر الأنظمة. إنها معقدة. هناك حالات تكون فيها الألواح الشمسية العمودية ثنائية الوجه أفضل. لنستعرض بعض فوائدها الإضافية. الألواح العمودية تشغل مساحة أقل من الأفقية. لكن لا يمكنك إضافة ألواح شمسية في

نفس المساحة دون تأثير؛ فكما ذكرنا، قد يحجب ذلك ضوء الشمس ويؤثر على العوائد. يمكن مشاركة المساحة مع أشياء لا تحجب الشمس كثيرًا. فما يحب الشمس وليس طويلًا؟ بعض المحاصيل القصيرة كالبازلاء والجزر لا تحجب الألواح وتستفيد من ظلها. الناس يحتاجون للطاقة والطعام، والأرض محدودة، فلم لا نستغلها مرتين؟ هناك فرع في هندسة الطاقة الشمسية يُعرف بالزراعة الكهروضوئية، يدرس دمج الزراعة الشمسية مع الزراعة التقليدية. - الألواح الشمسية العمودية مهمة في الزراعة الكهروضوئية، إذ تناسبها بين صفوف الخضروات بسهولة. سأشارك

رابط فيديو عن هذا الموضوع في الوصف. - الفوائد لا تقتصر على الريف. تورونتو تعتزم استخدام الألواح العمودية ثنائية الوجه كحواجز للضوضاء بجانب الطرق والسكك الحديدية، والتي ستولد طاقة خضراء أيضًا. - فكرة مبتكرة. - وهناك مبتكرون يطورون وحدات صغيرة من الألواح العمودية لتناسب شرفات الشقق. تتبع الشركة النرويجية أوفر إيزي سولار مسارًا مبتكرًا في خلايا الطاقة الشمسية الكهروضوئية العمودية للنجاح بالمدن الكبرى. تنتج وحدات مصغرة، ألواح شمسية عمودية ثنائية الوجه لأسطح المباني. العام الماضي، في مرحلة تجريبية،

نشروا تركيبًا بقوة 102 كيلوواط على مبنى تجاري بمساحة 1200 متر مربع في أوسلو. مجلة PV ذكرت دراسة TNO، وأشار تريغفي مونجستاد، الرئيس التنفيذي لأوفر إيزي، إلى أن وحداتهم العمودية أظهرت نتائج تفوق التوقعات مقارنة بالألواح المائلة. لكن، هل الألواح العمودية ثنائية الوجه هي الحل الأمثل لكل المواقف؟ لا، قد تكون هناك حالات يفضل فيها الاستخدام الأفقي لأسباب مالية أو غيرها. أود رؤية المزيد من الاختبارات والدراسات لتأكيد نتائج TNO قبل استخلاص استنتاجات. التقارير الشفهية عن عوائد مرتفعة مثيرة للاهتمام، لكنها

ليست حاسمة. الأدلة الأولية تشير إلى تفوق الخلايا الشمسية الكهروضوئية العمودية ثنائية الوجه على الأفقية، ومن المتوقع تحسن التكنولوجيا. هذا قد يؤثر بشكل كبير على مزارع الطاقة الشمسية والأسطح التجارية. يبرز أهمية التجريب والتعاون لتحقيق تحسينات مهمة، حتى فيما نظن أننا نفهمه جيدًا. حان الوقت لتألق الخلايا الشمسية العمودية ثنائية الوجه. هل تفكر في تركيبها حيث تسكن؟ شاركني رأيك بالتعليقات. ولا تنس متابعة بودكاستي "لم يتحدد بعد" لمناقشة آرائكم. شكرًا للداعمين الذين يتلقون فيديوهات بدون إعلانات، دعمكم

يساعد في استمرارية الفيديوهات الأسبوعية. لدعم القناة ومشاهدة الفيديوهات مبكرًا، الرابط موجود بالوصف. سأراك المرة القادمة.