شارك
الرئيسية
2 دقائق 
تعد الدرجة 25 مئوية هي الدرجة المثلى لتعمل الألواح الشمسية بكفاءة، لكن ترتفع درجات الحرارة في بعض أجزاء العالم إلى أعلى من ذلك بكثير، ما يؤثر سلباً على عمل الألواح، لذلك يجب تزويد منظومة الطاقة الشمسية بنظام تبريد. وفيما يلي عدة طرق لتبريد الألواح الشمسية ورفع كفاءة عملها في المناطق الحارة.
الحرارة المثلى لعمل منظومة الطاقة الشمسية
تمتص الألواح الشمسية أقصى قدر من ضوء الشمس وتحوله إلى طاقة قابلة للاستخدام عند درجة الحرارة 25 مئوية، ولكنها تعمل بكفاءة أيضاً من الدرجة 15 حتى 35 مئوية.
تختلف درجة تحمل أجزاء منظومة الطاقة الشمسية للحرارة بين الأجزاء المكونة لها، فالعاكس يتحمل درجات حرارة تصل إلى 45 درجة مئوية، بينما يجب أن توضع البطاريات والمحولات في أماكن باردة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
اقرأ أيضاً: ما أنواع الطاقة الشمسية وما أبرز مميزاتها وعيوبها؟
لماذا يجب تبريد الألواح الشمسية؟
يؤثر ارتفاع درجات حرارة الألواح الشمسية سلباً على عملها، فهو يقلل الكفاءة ويؤدي إلى أعطال فيها؛ إذ تؤثر الحرارة المرتفعة لفترات طويلة سلباً على مكونات المنظومة وتؤدي إلى إتلاف الألواح، وبالتالي استبدالها وإنفاق المال، كما يؤدي ارتفاع حرارة الألواح إلى فقدان الطاقة.
اقرأ أيضاً: ما كمية الطاقة الكهربائية التي تولدها الألواح الشمسية؟
طرق تبريد الألواح الشمسية لرفع الكفاءة في المناطق الحارة
توجد عدة طرق لتبريد ألواح الطاقة الشمسية، ومنها:
التبريد بالمراوح
يمكن أن يؤدي تبريد الألواح الشمسية بالمراوح إلى خفض درجة الحرارة إلى نحو 15 درجة مئوية، ما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الناتج الإجمالي للنظام. عادة ما تكون المراوح المستخدمة في تبريد الألواح الشمسية مزودة بأجهزة استشعار لدرجة الحرارة، فتعمل فقط عند الحاجة إليها.
التبريد بالماء
يعتبر التبريد بالماء الطريقة الأكثر شيوعاً لتبريد الألواح، ويتضمن رش ماء بارد ونقي على سطح الألواح لتبرد.
بالإضافة إلى التبريد، يعمل الماء على تنظيف الألواح، ويمكن جمع هذا الماء الساخن بطرق معينة واستخدامه لأغراض التدفئة الأخرى في المنزل. من المهم هنا استخدام طريقة الرش، وليس ضخ الماء القوي الذي يؤدي إلى إتلاف الألواح.
اقرأ أيضاً: كيف يتم تسخين الماء بالطاقة الشمسية؟
تبريد الهواء المحيط
يعتمد تبريد الألواح بالهواء المحيط على مبدأ نقل الحرارة بين سطح الألواح الشمسية والهواء المحيط. وفيه يتم بناء نظام حول الوحدات الشمسية، مع مدخل ومخرج للهواء المحيط، لكن هذه الطريقة أقل فعالية من الطرق الأخرى عندما يكون الجو حاراً.
التبريد بالنيتروجين السائل
التبريد بالنيتروجين السائل هو الطريقة الأكثر فعالية، وتتطلب هذه الطريقة وجود وحدات تسييل يتم فيها تحويل النيتروجين أولاً إلى نيتروجين سائل، ومن ثم يتم تدوير الحرارة الناتجة عن الألواح الشمسية والتقاطها بواسطة النيتروجين السائل الذي يبرد الألواح. يمكن بعد ذلك تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء، ما يزيد من الناتج الإجمالي للنظام.
اقرأ أيضاً: مرة أخرى: تم تحطيم الرقم القياسي للناقلية الفائقة في الحرارة المرتفعة
التبريد باستخدام توربينات الرياح
تعمل توربينات الرياح الدوارة التي توضع فوق الألواح الشمسية على تدوير الهواء البارد حول الألواح وتبريدها بالطريقة نفسها التي تعمل بها المراوح.
وتسهم توربينات الرياح أيضاً في توليد الكهرباء عند هبوب الرياح، وبالتالي فهي تكمل أيضاً عمل الألواح الشمسية في توليد الكهرباء، وإنتاج قدر أكبر من الطاقة.
اقرأ أيضاً: ما تأثيرات مزارع الرياح على البيئة المحيطة بها؟
التبريد الذاتي
تمتص هذه الألواح الماء لتبريد نفسها، ويساعد على هذه العملية وجود ورقة هيدروجيل مضغوطة على الجانب الخلفي. يعمل الهيدروجيل ليلاً على جمع الماء من الهواء، وفي النهار، تُسحب الحرارة من الألواح الشمسية عندما يتبخر الماء بمبدأ التعرّق نفسه.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن الاستفادة من هذا الماء الناتج بتنظيف الألواح من الغبار آلياً.