ما هي عوامل تحديد عمر الألواح الشمسية؟

كتب - حاتم صدقي:

من الحقائق المعروفة والمؤكدة أن الألواح الشمسية التي تحتوي على الخلايا الفوتوفولطية، لا تظل تعمل بكفاءة إلى الأبد ولكن لها آجال محددة، فبعد أن يتم تركيب وحدات الخلايا الشمسية، فإنها تعمل لبضع عقود ولكنها لا تظل تعمل بنفس الكفاءة التي كانت تعمل بها عند بداية تركيبها.

يُعرف الانخفاض البطيء في كفاءة توليد الكهرباء من ألواح الخلايا الشمسية بـ "معدل التدهور"، فعندما يصل إنتاج وحدات الطاقة الشمسية إلى أقل من 80% من إنتاجيتها القصوى التي كانت تنتجها وهي جديدة، تعد فاشلة، ويُوصي معظم العاملين في مجال تركيب وتشغيل وحدات الخلايا الشمسية، في مثل هذه الحالات، بضرورة استبدال الوحدات بأخرى جديدة بدلًا منها.

وقد وجد المعمل القومي للطاقة المتجددة، أن تدهور إنتاجية وحدات الطاقة الشمسية يبدأ عندما تصل إنتاجيتها إلى 80% سنويًا.

وبمعنى آخر، تنخفض كفاءة إنتاجية وحدات الطاقة الشمسية بعد العام الأول إلى 99.2%، مقارنة بنسبة 100%، عند تركيبها، وبعد عشر سنوات كاملة تنخفض إنتاجية الكهرباء من وحدات الخلايا الشمسية إلى 92%، وقد وُجد أن معدل انخفاض إنتاجية وحدات الخلايا الشمسية المنتجة حاليًا لا يزيد عن 0.3% فقط سنويًا، ولكنها تكون أغلى من الوحدات السابقة.

وتستمر بعض الوحدات في العمل بكفاءة لفترات طويلة قد تمتد إلى 25 عامًا دون أن تنخفض إلى 80%، ويتحدد معدل التدهور السنوي في إنتاجية وحدات الخلايا الشمسية من الكهرباء، بناء على نوع وجودة الخلايا الشمسية، حيث تميل خلايا السليكون البلورية إلى التدهور بمعدل 0.5% سنويًا، في حين أن الخلايا الشمسية المصنوعة من الأغشية الرقيقة تميل إلى التدهور بمعدلات أقرب إلى 1% كل عام، على الرغم من أن التقدم في تكنولوجيا الخلايا الرقيقة أدى إلى انخفاض مطرد في المعدلات السنوية لتدهورها.

كذلك يعد الموقع من العوامل الرئيسية الأخرى التي يمكن أن تؤثر على عمر ألواح الخلايا الشمسية، فإذا كانت الألواح مثبتة في منطقة معتدلة، فمن المرجح أن تستمر تعمل بكفاءة لفترة أطول مما هي عليه عند خط عرض أعلى، حيث يمكن أن يسبب التمدد والانكماش الموسمي الإجهاد وإدخال بعض الشروخ الدقيقة التي تؤثر على كفاءة الخلايا الفوتوفولطية (الشمسية).

كما أن الألواح التي تُوضع في المناطق الثلجية قد تتأثر أيضًا مما يخصم من عمرها سنوات أخرى، لأن الثلوج يمكن أن تحني الإطار الذي يحيط بالألواح، وتعرض المكونات الداخلية للوحة للرطوبة والجليد، وفي بعض الحالات، يؤدي لإزالة الألواح تمامًا من الإطار المعدني المحيط بها، كما يمكن للثلوج أن تخفف أو تحني الحامل الذي يحمل الألواح، مما يزيد من احتمال تلفها.