مع استمرار تطور تكنولوجيا الطاقة الشمسية، يتم استكشاف طرق جديدة ومبتكرة لالتقاط الطاقة الشمسية والاستفادة منها. ومن هذه الابتكارات: الألواح الشمسية العمودية تُغيّر هذه الألواح الشمسية نظرتنا إلى تركيبات الطاقة الشمسية، لا سيما في البيئات الحضرية ذات المساحات المحدودة. تُقدّم هذه الألواح مزايا عديدة قد لا تُوفّرها الألواح الأفقية التقليدية.

ما هي الألواح الشمسية العمودية ؟

الألواح الشمسية العمودية هي بالضبط ما يوحي به اسمها - ألواح شمسية تُركّب على سطح عمودي، مثل جوانب المباني أو الأسوار أو المنشآت المخصصة. بخلاف الألواح التقليدية، التي تُركّب على أسطح المنازل بزاوية موجهة نحو الشمس، تُركّب الألواح الشمسية العمودية بشكل عمودي، مواجهةً السماء.

تستخدم هذه الألواح نفس تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية (PV) مثل الألواح الشمسية التقليدية، ولكن توجيهها مختلف. عادةً ما يتم تركيبها في رفوف عمودية أو يتم دمجها في هندسة المباني، مما يوفر طريقة لالتقاط الطاقة الشمسية دون شغل مساحة أفقية ثمينة. شركة إس آي سي للطاقة الشمسية يمكن تكييف أنظمة التركيب للتركيبات الرأسية والأفقية، مما يوفر حلولاً مرنة لتلبية الاحتياجات الفريدة للمشاريع المختلفة.

كيف تعمل الألواح الشمسية العمودية؟

مثل الألواح الشمسية التقليدية، الألواح الشمسية العمودية العمل عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي تتكون الألواح من مواد شبه موصلة (عادةً السيليكون ) التي تُولّد الكهرباء عند تعرضها لأشعة الشمس. إليك كيفية عملها:

1. التعرض لأشعة الشمس تلتقط الألواح الشمسية العمودية ضوء الشمس، مما يُثير الإلكترونات في المادة شبه الموصلة، مُولِّدًا تيارًا كهربائيًا. ومع ذلك، نظرًا لتركيبها عموديًا، فقد تلتقط ضوء الشمس بزوايا وأوقات مختلفة من اليوم مقارنةً بالألواح الأفقية. وتعتمد كمية ضوء الشمس الملتقطة على اتجاه الألواح وميلها.

2. توليد الكهرباء الكهرباء المولدة من الخلايا الشمسية تكون على شكل تيار مستمر (DC). ثم يُحوّل هذا التيار المستمر إلى تيار متردد (AC) بواسطة عاكس، مما يجعله صالحًا للاستخدام في المنازل والشركات.

3. اتصال الشبكة :بمجرد تحويلها إلى تيار متردد، يمكن استخدام الكهرباء مباشرة أو تغذيتها إلى شبكة الطاقة، اعتمادًا على ما إذا كان النظام متصلاً بالشبكة أو مستخدمًا في إعداد خارج الشبكة.

مزايا الألواح الشمسية العمودية

رغم أن الألواح الشمسية الرأسية قد لا تكون مناسبة لكل المواقف، إلا أنها توفر العديد من المزايا الرئيسية التي تجعلها خيارًا جذابًا، خاصة في المناطق الحضرية.

1. تحسين المساحة

من أهم فوائد الألواح الشمسية العمودية قدرتها على استغلال المساحة على أكمل وجه. في البيئات الحضرية حيث تكون المساحة محدودة، قد لا يكون تركيب الألواح الشمسية على الأسطح أو على الأرض ممكنًا دائمًا. يمكن تركيب الألواح الشمسية العمودية على الجدران أو الأسوار أو الواجهات استغلال المساحات الرأسية غير المُستغلة. يُعدّ هذا مفيدًا بشكل خاص للمباني ذات مساحة الأسطح المحدودة أو في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية حيث الأراضي نادرة.

شركة إس آي سي للطاقة الشمسية تقدم حلول تركيب مرنة يمكن تخصيصها للتركيبات الأفقية والرأسية، مما يسمح للمستخدمين بتحسين مساحتهم بكفاءة.

2. الجاذبية الجمالية

يمكن دمج الألواح الشمسية العمودية بسلاسة في تصميم المباني، خاصةً في العقارات التجارية أو السكنية حيث تُعدّ الجوانب الجمالية أمرًا بالغ الأهمية. كما يُمكن دمج هذه الألواح في تصميم المباني، مما يجعلها حلاً مثاليًا للبيئات الحضرية الحديثة التي تتطلب الطاقة الشمسية دون المساس بالتصميم الجمالي.

3. إمكانية تحقيق كفاءة أعلى في بعض البيئات

بينما تعمل الألواح الشمسية الأفقية بشكل أفضل عند إمالتها نحو الشمس، فإن الألواح الشمسية العمودية تتفوق على الألواح التقليدية في بعض المناخات. على سبيل المثال، في المناطق التي تكون فيها الشمس منخفضة في السماء خلال أشهر الشتاء، تستطيع الألواح العمودية التقاط ضوء شمس أكثر من الألواح التقليدية، التي قد لا تتمكن من امتصاص الضوء بكفاءة خلال هذه الأوقات.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للألواح الرأسية الاستفادة من الضوء المنتشر ، والذي يحدث في الأيام الملبدة بالغيوم عندما تنتشر أشعة الشمس في جميع الاتجاهات، مما يسمح للألواح الرأسية بتوليد الطاقة حتى عندما لا تكون السماء صافية تمامًا.

4. تقليل خطر ارتفاع درجة الحرارة

قد تنخفض كفاءة الألواح الشمسية عند ارتفاع درجة حرارتها، خاصةً في المناخات الحارة. تتميز الألواح الشمسية العمودية، عند تركيبها عموديًا، بتدفق هواء أفضل حولها، مما يُبقيها أكثر برودةً من نظيراتها الأفقية. هذا يمنع ارتفاع درجة الحرارة ويضمن تشغيل النظام بكفاءة أكبر مع مرور الوقت.

5. بناء التكامل

يمكن دمج الألواح الشمسية العمودية في واجهات المباني مما يجعلها جزءًا من البنية نفسها. يُشار إلى هذا النهج غالبًا باسم الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتكاملة في المباني (BIPV) من خلال دمج الألواح الشمسية مباشرة في الهندسة المعمارية، فإنها لا توفر الطاقة النظيفة فحسب، بل يمكنها أيضًا استبدال مواد البناء التقليدية مثل النوافذ أو الكسوة، مما يضيف طبقة أخرى من الوظائف إلى تصميم المبنى.

شركة إس آي سي للطاقة الشمسية حلول التركيب قابلة للتكيف مع مثل هذه التركيبات، مما يضمن تثبيت الألواح الرأسية بشكل آمن مع تعظيم إنتاج الطاقة.

تحديات الألواح الشمسية العمودية

رغم أن الألواح الشمسية العمودية تتمتع بالعديد من المزايا، إلا أنها تواجه أيضًا بعض التحديات.

1. انخفاض الكفاءة في بعض المواقف

قد لا تكون الألواح الشمسية العمودية بنفس كفاءة الألواح الأفقية من حيث إنتاج الطاقة الإجمالي. ونظرًا لاختلاف زاوية توجيهها، فقد لا تلتقط القدر الكافي من ضوء الشمس طوال اليوم، خاصةً إذا كانت بعيدة عن الشمس. ولهذا السبب، تُستخدم الألواح الشمسية العمودية غالبًا بالتزامن مع حلول الطاقة المتجددة الأخرى، أو حيث يكون تحسين المساحة أولوية أعلى من تعظيم إنتاج الطاقة.

2. تكلفة أولية أعلى

قد يكون تركيب الألواح الشمسية العمودية أكثر تكلفةً مقارنةً بالألواح الشمسية التقليدية. وقد تزيد أنظمة التركيب المتخصصة اللازمة للتركيبات العمودية من التكلفة الإجمالية للنظام. ومع ذلك، يمكن تعويض ذلك بتوفير مساحة الأرض أو الأسطح، خاصةً في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية.

3. تطبيق محدود للاستخدام السكني

في حين أن الألواح الشمسية الرأسية مثالية للمباني التجارية أو البيئات الحضرية، إلا أنها قد لا تكون الخيار الأفضل للمنازل السكنية، وخاصة في المناطق الضواحي أو الريفية حيث تكون مساحة السطح وفيرة والتعرض لأشعة الشمس هو الأمثل.