ألواح شمسية

ألواح التسقيف الشمسية ، أو ما يُسمى أيضاً بألواح التسقيف الكهروضوئية ، هي ألواح شمسية مصممة لتبدو وتعمل كمواد تسقيف تقليدية، مثل ألواح الأسفلت أو الأردواز، مع قدرتها على إنتاج الكهرباء أيضاً. تُعدّ ألواح التسقيف الشمسية نوعاً من حلول الطاقة الشمسية المعروفة باسم الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV).

تتنوع أنواع ألواح الطاقة الشمسية، منها ألواح صلبة بحجم ألواح التسقيف التقليدية، وألواح شبه صلبة تحتوي على عدة خلايا شمسية سيليكونية بحجم ألواح التسقيف التقليدية، وأنظمة أحدث تستخدم تقنيات خلايا شمسية رقيقة تضاهي ألواح التسقيف التقليدية في الحجم والمرونة. كما توجد منتجات تستخدم عددًا أكبر من الخلايا الشمسية السيليكونية لكل لوحة، تصل قدرتها إلى 100 واط تيار مستمر لكل لوح. ^{[ 1 ]}

تُصنّع ألواح الطاقة الشمسية من قبل عدة شركات. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

أصبحت ألواح الطاقة الشمسية متاحة تجاريًا في عام 2005. ^{[ 4 ]} وفي مقابلة أجرتها وكالة رويترز عام 2009، قدّر متحدث باسم شركة داو كيميكال أن دخولهم سوق ألواح الطاقة الشمسية سيُدرّ عليهم إيرادات بقيمة 5 مليارات دولار بحلول عام 2015 و10 مليارات دولار بحلول عام 2020. أُتيحت ألواح الطاقة الشمسية من داو، المعروفة باسم نظام باورهاوس الشمسي، لأول مرة في كولورادو في أكتوبر 2011. وتم ترخيص الجيل الثالث من نظام باورهاوس الشمسي حصريًا لشركة آر جي إس إنرجي للتسويق التجاري من عام 2017 حتى عام 2020، حين أعلنت آر جي إس إنرجي إفلاسها. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

في أكتوبر 2016، دخلت تسلا مجال ألواح الطاقة الشمسية في مشروع مشترك مع سولار سيتي . ^{[ 7 ]} استحوذت تسلا لاحقًا على سولار سيتي، ووُصف منتج ألواح الطاقة الشمسية بأنه "فاشل" في عام 2019. ^{[ 8 ]} راجعت منصة EnergySage، المزودة لسوق الطاقة الشمسية ، المنتج الذي يحمل الآن اسم "سقف تسلا الشمسي"، مشيرةً إلى أنه "واجه انتكاسات كبيرة أدت إلى تأخير تصميمه وإنتاجه ونشره". ^{[ 9 ]} في يناير 2022، أعلنت شركة GAF Materials Corporation أنها ستبدأ ببيع منتج ألواح الطاقة الشمسية. ^{[ 10 ]}

ألواح التسقيف الشمسية عبارة عن وحدات كهروضوئية، تلتقط ضوء الشمس وتحوله إلى كهرباء. يبلغ مقاس معظم ألواح التسقيف الشمسية 300 مم × 2180 مم، ويمكن تثبيتها مباشرةً على قماش التسقيف. عند تركيبها، يكون هناك شريط مكشوف من السطح بمقاس 130 مم × 2180 مم . تختلف متطلبات التركيب باختلاف أنواع الألواح. يمكن تركيب بعضها مباشرةً على لباد التسقيف المختلط مع ألواح الأسفلت العادية ، بينما قد يتطلب البعض الآخر تركيبًا خاصًا.            

استخدمت بعض الشركات المصنعة الرائدة تقنيات الأغشية الرقيقة الشمسية، مثل CIGS، لإنتاج الكهرباء، وهي أقل شيوعًا في صناعة الطاقة الشمسية من الخلايا القائمة على السيليكون. أما الشركات المصنعة الحالية، مثل RGS Energy وCertainTeed وSunTegra، فقد اختارت استخدام خلايا السيليكون الشمسية أحادية البلورة أو متعددة البلورات، وهي المعيار الصناعي، في منتجاتها POWERHOUSE 3.0 وApollo II وSunTegra Shingle على التوالي. تتميز بعض حلول الألواح الشمسية بسهولة تركيبها مقارنةً بالألواح التقليدية، إذ لا تتطلب تحديد مواقع العوارض الخشبية، كما أنها تُركّب بطريقة أقرب إلى تركيب ألواح الأسفلت منها إلى الألواح الشمسية التقليدية. في المقابل، تُعدّ أنواع أخرى من الألواح الشمسية، مثل Tesla Solar Roof، أكثر صعوبة وتكلفة في التركيب، إذ تتطلب إزالة السقف الحالي واستبداله.

تميل أسطح المنازل المغطاة بالقرميد الشمسي إلى أن تكون ذات لون داكن مائل إلى البنفسجي أو الأسود، ولذلك تبدو مشابهة للأسطح الأخرى في معظم الحالات. قد يفضل أصحاب المنازل القرميد الشمسي لأن الألواح الشمسية الكبيرة قد تكون ظاهرة للعيان وتؤثر سلبًا على جمالية المنزل. ^{[ 11 ]}

تتراوح تكلفة تركيب ألواح الطاقة الشمسية على الأسطح بين 3.80 دولارًا أمريكيًا و9.00 دولارات أمريكية لكل واط، وذلك بحسب الشركة المصنعة والتقنية المستخدمة وحجم النظام. ^{[ 12 ]} ووفقًا لجمعية صناعة الطاقة الشمسية ، بلغ متوسط ​​تكلفة تركيب الألواح الشمسية التقليدية على أسطح المنازل في الولايات المتحدة في مايو 2019 ما يزيد قليلًا عن 3.00 دولارات أمريكية لكل واط. [ ^{13 ] ورغم} أن تركيب ألواح الطاقة الشمسية على الأسطح عادةً ما يكون أغلى من تركيب الألواح الشمسية التقليدية، فقد حققت بعض الشركات في السنوات الأخيرة منذ عام 2014 تقدمًا ملحوظًا في تقليص الفجوة بين تكلفة تركيب الألواح الشمسية التقليدية وتكلفة تركيب ألواح الطاقة الشمسية على الأسطح.

بحسب تقارير شركة داو كيميكال، قد تصل تكلفة تركيب نظام شمسي منزلي نموذجي يتكون من 350 لوحًا شمسيًا إلى 20 ألف دولار على الأقل؛ إلا أن الحوافز الفيدرالية وحوافز الولايات، بحسب الموقع، قد تخفض التكلفة بشكل ملحوظ. ^{[ 4 ]}

عادةً ما يقدم مقاولو الطاقة الشمسية لأصحاب المنازل سعرًا شاملاً لتركيب أنظمة الطاقة الشمسية، يشمل شراء المعدات، وإعداد وتقديم التصاريح، والتسجيل لدى شركة الكهرباء المحلية، وضمانات جودة العمل، والتركيب الكامل في الموقع. ولأن أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية تُنتج الطاقة على شكل تيار مستمر (DC)، بينما التيار المتردد (AC) هو التيار القياسي في المنازل ، فإن جميع أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة تتضمن محولًا لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد.

• الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني
• تنمية الطاقة
• التكنولوجيا الخضراء
• طاقة شمسية
• ألواح شمسية رقيقة على أسطح معدنية