«من رمال الكوارتز لضوء الشمس».. رحلة صناعة الألواح الشمسية لمواجهة الوقود الأحفوري

الخميس، 23 يوليو 2026 01:05 م

الألواح الشمسية

إيمان البصيلي

لوح زجاجي يميل إلي الزرقة، تلتقطه عينيك على أسطح المنازل والمصانع والمزارع، وربما في الصحراء الشاسعة، وبالتأكيد تعرف اسمه واستخدامته، ولكن هل فكرت يومًا كيف وصل إلينا هذا اللوح؟، مما صُنع؟، كيف يعمل؟، ما هى أنواعه؟، ولماذا أصبح ثورة في عالم الطاقة المتجددة وتتصارع على إنتاجه الدول؟، جميعها أسئلة مشروعة ولكن لمعرفة الإجابة عليها انضم إلينا في رحلة هذا التقرير.

وتبدأ رحلة تصنيع ألواح الطاقة الشمسية من رمل الكوارتز الغني بثنائي أكسيد السيليكون، لاستخراج السيليكون المعدني منه، ويُنقى هذا الرمل ثم يُحول إلى سيليكون إلكتروني نقي بنسبة 99%، ويُصهر السيليكون فائق النقاء عند درجات حرارة عالية لإنتاج سبائك السيليكون، التى تقطع إلى رقائق رقيقة للغاية باستخدام معدات متقدمة، ثم معالجة هذه الشرائح بتقنية الدوبينغ لإضافة شوائب معينة تزيد من كفاءة الخلايا الشمسية.

تجميع الخلايا الشمسية

وبعد ذلك تجمع الخلايا الشمسية بإنشاء النمط الشبكي، الذي يجمع وينقل الكهرباء عن طريق طباعة موصلات معدنية على سطح الرقاقة، وبعدها تجمع الوحدة، فالوحدة الشمسية الواحدة هي عدة خلايا شمسية ملحومة معًا على التوالي، ولضمان سلامة هيكلها، تُغلف هذه الخلايا بطبقات من مادة أسيتات فينيل الإيثيلين (EVA) وتُغطى بطبقة خلفية متينة وواجهة زجاجية مقساة جميعها مؤطرة بالألمنيوم.

ثم تأتي مرحلة إضافة طبقة مضادة للانعكاس لتحسين كفاءة امتصاص الضوء، وأخيرًا يتم تركيب الأقطاب الكهربائية على السطح، ثم اختبار كفاءة الألواح وجودتها في ظروف محاكاة للإشعاع الشمسي الفعلي باستخدام أجهزة قياس متخصصة، وتشمل الاختبارات قياس التحمل والمتانة و الجهد والتيار والكشف عن الشقوق الدقيقة تحت إضاءة قياسية، وذلك لضمان أداء أمثل، والتحقق من تحملها للظروف البيئية المختلفة، كالتقلبات الجوية والرطوبة والحرارة العالية والتعرض للأشعة فوق البنفسجية وضمان استمرارية توليد الطاقة بكفاءة عالية لفترة طويلة، وتعزيز دورها في مجال الطاقة المتجددة والاستدامة البيئية، قبل طرحها في الأسواق.

الأحادية أم الهجينة.. كيف تختار اللوح الشمسي المناسب لوحدتك؟

وتنقسم ألواح الطاقة الشمسية، إلى عدة أنواع، ولكل نوع مميزاته وعيوبه وتطبيقاته المناسبة، فهناك الألواح الشمسية أحادية البلورة، وهى أغلى أنواع الألواح، فتتميز بأنها أعلى كفاءة في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بنسبة تصل إلى 22٪، كما أنها ذو فعالية جيدة في الإضاءة المنخفضة، ولديها مظهر جذاب وعمر افتراضي طويل يصل إلى 30 عامًا،

وهناك الألواح الشمسية متعددة البلورات وتتميز بأنها أقل تكلفة من الألواح أحادية البلورة، وكفاءتها معقولة تصل إلى 17٪، كما أنها مناسبة جدًا للمناطق ذات الإضاءة العالية، ولكنها أقل كفاءة وجاذبية من الألواح أحادية البلورة، وذات عمر افتراضي أقصر يصل إلى 25 عامًا.

أما الألواح الشمسية الرقيقة، فتتميز بأنها أخف وزنًا وأكثر مرونة من الألواح الأخرى، ومناسبة جدًا للتطبيقات على الأسطح المنحنية، كما أنها أقل تكلفة من الألواح السيليكونية ولكنها ذات كفاءة أقل تصل إلى 13٪، وعمر افتراضي أقصريصل إلى 20 عامًا، وأقل متانة.

وهناك الألواح الشمسية الهجينة، وهى تجمع بين تقنيات السيليكون والألواح الرقيقة، وكفائتها معقولة تصل إلى 16٪، ومناسبة لمناطق الإضاءة المنخفضة، كما أن تكلفتها معقولة ولكن أقل كفاءة من الألواح أحادية البلورة، وذات عمر افتراضي متوسط يصل إلى 25 عامًا.

القدرة على تحويل أكبر كمية ضوء والمتانة والمقاومة أهم مواصفات اللوح الجيد

ومن أجل شراء ألواح شمسية جيدة يجب مراعاة بعض المواصفات للحصول على أداء مثالي واستفادة ممتازة، فيجب أن تتمتع الألواح بكفاءة عالية لتكون قادرة على تحويل كمية كبيرة من ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، ما يعزز كفاءتها في توليد الطاقة، إضافة إلى معايير المتانة والمقاومة فيجب أن تكون الألواح قادرة على تحمل الظروف الجوية المتغيرة، مثل الرياح القوية التي تصل إلى 140 ميلًا في الساعة، والعوامل البيئية الأخرى، مما يضمن استمرارية عملها وطول عمرها الافتراضي.

التكلفة أيضًا من المعايير التى يجب مراعاتها عند الشراء حتى تكون الألواح متوافقة مع الميزانية المحددة، وتقييم تكلفة الواط الواحد بعناية لضمان الحصول على أفضل قيمة مقابل المال المستثمر، مع وجود ضمان ملائم يغطي الألواح لفترة طويلة، يتراوح عادة بين 10 إلى 25 عامًا، مما يوفر الثقة للمستخدمين في جودة المنتج واستدامته.

كيف تعمل ألواح الطاقة الشمسية؟

وتعتمد ألواح الطاقة الشمسية على تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام فتتكون الألواح من خلايا شمسية تصطف على سطح مسطح، وعندما تتعرض لأشعة الشمس، تمتص الخلايا الفوتونات من الضوء وتحرر الإلكترونات من المواد الشبه موصلة، وهو ما يولد تيار كهربائي مباشر، وتحويل هذا التيار إلى تيار متناوب مناسب للاستخدام في المنازل والشركات باستخدام أجهزة تحويل مخصصة.

الصين تتصدر صناعة الألواح الشمسية بأكثر من 85%

وعلى الرغم من وجود بعض منشآت التصنيع المتميزة في الولايات المتحدة وأوروبا، إلا أن الصين تتصدر صناعة الألواح الشمسية، بحصة تصنيع وصلت لأكثر من 85%، كما أنها أصبحت موطنًا لأكبر عشرة موردين لمعدات تصنيع الطاقة الشمسية في العالم، فأرست الصين معايير صناعة متميزة بفضل أتمتتها المتطورة واقتصادات الحجم.

الألواح الشمسية VS الوقود الأحفوري.. أيهما يربح؟

وتشير الدراسات الصناعية الحديثة، إلى أن الاستثمار في محطات الطاقة الشمسية يساهم في خفض تكاليف تشغيل المصانع والمنشآت التجارية بنسبة كبيرة، ويحمي الاستثمارات من تذبذب أسعار الوقود الأحفوري التقليدي، نتيجة الصراعات والحروب المتتالية وأزمات سلاسل الإمداد العالمية، إضافة إلى عمرها الافتراضي الطويل الذي يصل إلى 25 عامًا.

ومع بدء تطبيق الاتحاد الأوروبي لـ«آلية تعديل حدود الكربون» (CBAM)، أصبحت المصانع والشركات التي تسعى لتصدير منتجاتها إلى الخارج ملزمة بخفض الانبعاثات الكربونية الناتجة عن عملياتها التصنيعية، وهو ما يجعل الاعتماد على الخلايا الشمسية خيارًا حتميًا للحفاظ على وصول المنتجات إلى الأسواق العالمية ونفاذها.

صراع الـ10 الكبار على إنتاج الطاقة المتجددة

ولحماية استثمارتها التجارية ودعم اقتصادها الوطني، حرصت الكثير من الدول على استغلال الطاقة الشمسية الاستغلال الأمثل والحصول على الطاقة النظيفة منها، فحسب منصة Ember المتخصصة في أبحاث الطاقة، فإن الصين تصدرت قائمة الدول الأكثر توليدًا للطاقة باستخدام الطاقة الشمسية بإجمالي توليد بلغ 1,174.94 تيراواط/ساعة، وبلغت مساهمة هذه الطاقة في الكهرباء المستخدمة في الدولة بنسبة 11.1%،وبلغت القدرة الإنتاجية الكلية 1,202.18 جيجاواط، بمعدل نمو سنوي بلغ 45.6%، وهو ما جعل نصيب الفرد من هذه القدرة يصل إلى 854 واط.

وفي المركز الثاني، جاءت الولايات المتحدة الأمريكية بإجمالي توليد بلغ 388.82 تيراواط/ساعة، ونسبة مساهمة في كهرباء الدولة وصل إلي 8.6%، وقدرة إنتاجية كلية بلغت 211.61 جيجاواط، ومعدل نمو سنوي وصل إلى 19.2%، أما نصيب الفرد من هذه القدرة فبلغ 626 واط.

أما الهند، فجاءت في المركز الثالث بإجمالي توليد بلغ 195.99 تيراواط/ساعة، وساهم ذلك في الكهرباء المستخدمة في الدولة بنسبة 9.4%، وقدرة إنتاجية كلية وصلت إلي135.53 جيجاواط، ومعدل نمو سنوي بلغ 37.6%، ووصل نصيب الفرد من هذه القدرة إلي 95 واط.

وفي المركز العاشر حلت كوريا الجنوبية بإجمالي توليد وصل إلى 37.80 تيراواط/ساعة، ونسبة مساهمة في كهرباء الدولة بلغت6.1%، ووصلت القدرة الإنتاجية الكلية إلي 30.35 جيجاواط، ومعدل نمو سنوي بلغ 13.8%، و وصل نصيب الفرد من هذه القدرة إلي 589 واط.