هل الجهد والمخرجات الحالية للخلايا الشمسية متعددة الكريستالات مستقرة؟

استقرار الجهد والإخراج الحالي من الخلايا الشمسية متعددة البلورات لا يتأثر فقط بالظروف البيئية ، ولكن أيضًا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بعملية التصنيع واختيار المواد للخلية نفسها. بالمقارنة مع الخلايا الشمسية أحادية البلورة ، تكون الخلايا المتعددة الكريستالات عادة ما تكون أقل شأنا من حيث كفاءة التحويل الكهروضوئية واستقرار الخرج بسبب عدم انتظام بنية البلورة. على الرغم من أن الخلايا المتعددة البلورات لها تكلفة إنتاج منخفضة وهي مناسبة للتطبيقات واسعة النطاق ، فإن جهدها وتقلبات الناتج الحالية عادة ما تكون أكثر وضوحًا ، لا سيما في البيئات القاسية مثل الضوء المنخفض أو درجة الحرارة العالية.
تؤثر التغييرات في شدة الضوء بشكل مباشر على تيار الخلية. عادة ما يتناسب الناتج الحالي للخلايا الشمسية متعددة الكريستالات مع كثافة الضوء. عندما تكون شدة الضوء ضعيفة ، سينخفض ​​الناتج الحالي للخلية وفقًا لذلك ، مما يؤثر على ناتج الطاقة للخلية. تحت ضوء قوي ، سيرتفع التيار ، ولكنه قد يتسبب أيضًا في ارتفاع درجة الحرارة ، مما سيؤثر على الاستقرار طويل الأجل للخلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم وجود الضوء هو أيضًا عامل رئيسي يؤثر على استقرار الخرج للخلايا الشمسية الكريستالية. لا سيما في حالة الغطاء السحابي أو الأيام الغائمة أو التغييرات الكبيرة في زاوية الضوء ، فإن تيار الخرج والجهد للخلية عرضة للتقلبات ، مما يقلل من كفاءة توليد الطاقة الإجمالية.
كما أن درجة الحرارة لها تأثير كبير على الجهد والإخراج الحالي للخلايا الشمسية متعددة البلورات. عادة ما ينخفض ​​جهد الخرج للخلايا الشمسية مع زيادة درجة الحرارة. هذا لأنه عندما تزداد درجة حرارة مادة أشباه الموصلات في الخلية الشمسية ، يزداد تنقل الإلكترونات الموجودة بداخلها ، مما يؤدي إلى زيادة في المقاومة الداخلية للبطارية ، مما يقلل من جهد الخرج. لا سيما في بيئات الصيف أو ارتفاع درجة الحرارة ، ستتأثر كفاءة العمل للخلايا الشمسية متعددة البلورات ، مما يؤدي إلى انخفاض في جهد الإخراج ، مما يؤثر بدوره على الأداء الكلي للنظام. لذلك ، في بيئات درجة الحرارة العالية ، يتخذ المصممون عادة تدابير الإدارة الحرارية ، مثل إضافة أجهزة تبديد الحرارة أو تحسين بنية البطارية ، لتقليل التأثير السلبي لدرجة الحرارة على أداء البطارية.
تعد شيخوخة البطارية وتسوس الضوء عوامل تؤثر على استقرار الجهد والإخراج الحالي. مع امتداد وقت الاستخدام ، ستشهد الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات انخفاضًا معينًا في الأداء ، وستنخفض كفاءة التحويل الكهروضوئية للبطارية تدريجياً ، مما يؤدي إلى انخفاض في طاقة الإنتاج سنة بعد سنة. عادة ما تكون عملية التراجع بطيئة ، ولكن بعد الاستخدام طويل الأجل ، قد تتسبب في أن يصبح الجهد والإخراج الحالي للبطارية غير مستقر تدريجياً. من أجل تقليل تأثير الانخفاض ، تستخدم العديد من الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات عالية الجودة تقنية مكافحة التحلل ، والعديد من أنظمة الطاقة الشمسية مجهزة بمعدات مراقبة للكشف عن إخراج البطارية في الوقت الفعلي ، واكتشافها على الفور والتعامل معها مشكلة الإخراج غير المستقر.
للتعامل مع المشكلات المذكورة أعلاه ، عادةً ما يتم تجهيز أنظمة توليد الطاقة الشمسية الحديثة بمحولات وتقنية أقصى قدر من تتبع نقاط الطاقة (MPPT). يمكن لهذه التقنيات ضبط حالة العمل وفقًا للإخراج في الوقت الفعلي للبطارية لضمان الحفاظ دائمًا على جهد الخرج والتيار في النطاق الأمثل. العاكس مسؤول عن تحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة التيار المتردد والضبط ديناميكيًا وفقًا للجهد والتقلبات الحالية للبطارية ؛ في حين تضمن تقنية MPPT أن يحصل النظام دائمًا على أفضل ناتج طاقة في ظل ظروف الإضاءة ودرجة الحرارة المختلفة من خلال تتبع الحد الأقصى لنقطة الطاقة في البطارية في الوقت الفعلي. لقد حسنت هذه التقنيات بشكل كبير من استقرار الخلايا الشمسية متعددة البلورات في التطبيقات العملية ، وخاصة في ظل الظروف البيئية المتغيرة.
تعد الصيانة والتفتيش المنتظمين مفتاحًا لضمان استقرار إخراج البطارية. بعد التشغيل على المدى الطويل ، قد تتراكم الخلايا الشمسية من الغبار أو الأوساخ أو غيرها من الحطام ، والتي قد تمنع الضوء أو تؤثر على الإدارة الحرارية للبطارية ، مما يؤثر على إخراج البطارية. التنظيف والتفتيش المنتظم لسطح البطارية ، وكذلك ضمان أن وظيفة تبديد الحرارة لنظام البطارية أمر طبيعي ، يمكن أن تمتد بشكل فعال عمر خدمة البطارية والحفاظ على جهد مستقر نسبيًا وإخراج الحالي .