من الرمال للكهرباء، «الكوارتز» يقود مصر لتوطين صناعة الطاقة الشمسية

الخميس، 07 أغسطس 2025 03:39 م

ألواح الطاقة الشمسية

نفيسه محمود

تستخدم ألواح الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء أو تخزينها للاستخدام لاحقًا، وتعتمد بشكل أساسي على تجميع الطاقة الشمسية وتحويلها إلى حرارة،

لذلك، يعرض “إيجي إن”، عبر السطور التالية، آلية تصنيع وحدات الطاقة الشمسية، وتوطين هذه الصناعة في مصر.

خطوات تصنيع وحدات الطاقة الشمسية (الطاقة الكهروضوئية)

تصنيع الخلايا الشمسية السيليكونية

تعتمد معظم وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموجودة في السوق على السيليكون البلوري كمادة امتصاص، وتتكون هذه الوحدات من عدة خطوات تصنيع، عادةً ما تتم بشكل منفصل.

إنتاج السيليكون البلوري

السيليكون البلوري هو منتج عالي النقاء ودقيق الحبيبات، عادةً ما يكون على شكل قضبان أو خرزات، يختلف الشكل على حسب طريقة الإنتاج، ويُصنع السيليكون البلوري باستخدام طرق تعتمد على غازات شديدة التفاعل، تُصنع أساسًا باستخدام السيليكون المعدني (المُستخرج من رمل الكوارتز)، والهيدروجين، والكلور.

إنتاج السبائك والرقائق

لتحويل السيليكون البلوري إلى رقائق، يُوضع البولي سيليكون في وعاء يُسخّن حتى يُشكّل كتلة سائلة، تُبرّد الكتلة السائلة ببطء حتى تتصلب، مكونة سبيكة سيليكون متعددة البلورات كبيرة الحبيبات، بعد ذلك، تُقطّع سبائك السيليكون إلى رقائق بواسطة منشار دقيق.

تصنيع الخلايا

توضع رقائق السيليكون بعد ذلك في خلايا كهروضوئية، بعدها يبدأ الصقل الكيميائي لسطح الرقائق، مما يُزيل التلف الناتج عن المنشار ويزيد من كمية الضوء التي تصل إليها عند تعرضها لأشعة الشمس.

تجميع الوحدات

في مرحلة تجميع الوحدات، تُربط أشرطة نحاسية على السطح الأمامي لخلية واحدة لربطها مع السطح الخلفي لخلية مجاورة في عملية تُعرف باسم "الربط والتوتير".

الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة

تتم معالجة وحدات الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة كوحدة واحدة من البداية إلى النهاية، بحيث تتم جميع الخطوات في منشأة واحدة، ويبدأ التصنيع بزجاج عائم مطلي بطبقة شفافة، تُرسب عليه مادة الامتصاص الكهروضوئي في عملية تسمى “ التسامي المتقارب”، ويُستخدم النقش بالليزر لنقش شرائح الخلايا وتشكيل مسار ربط بين الخلايا المتجاورة.

أنظمة الرفوف

تُعرف هياكل الدعم المُصممة لدعم وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية على الأسطح أو في الحقول عادةً بأنظمة الرفوف، ويختلف تصنيع أنظمة الرفوف الكهروضوئية اختلافًا كبيرًا تبعًا لمكان التركيب، وتُصنع الرفوف الأرضية من الفولاذ، وعادةً ما يكون مطليًا لحمايته من التآكل، أما الأنظمة الأرضية الكبيرة فتستخدم عادةً آلية تتبع أحادية المحور، مما يساعد الألواح الشمسية على تتبع الشمس أثناء حركتها من الشرق إلى الغرب.

إلكترونيات الطاقة

تُجمّع إلكترونيات الطاقة لوحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، بما في ذلك مُحسِّنات الطاقة والعاكسات، على لوحات دوائر إلكترونية، وتُحوّل هذه الأجهزة كهرباء التيار المستمر، التي تُولّدها الألواح الشمسية، إلى كهرباء تيار متردد.

الابتكارات التي تقود صناعة الطاقة الشمسية

لا تزال الطاقة النظيفة المُستمدة من الألواح الشمسية تواجه تحدياتٍ عديدة فيما يتعلق بالكفاءة والاستدامة، ومع ذلك تُبشّر التطورات الرئيسية في المواد وتقنيات التصنيع بتطوراتٍ كبيرة، وفيما يلي أهم الابتكارات الجديدة:

التكنولوجيا المحسنة

الشائع في صناعة الطاقة الشمسية هو إنتاج خلايا شمسية تمتص الضوء من جانب واحد، وقد أتاحت الابتكارات الحديثة زيادة إنتاج وحدات ثنائية الوجه، مما يسمح بامتصاص الضوء من كلا جانبي الوحدة الشمسية.

المواد البديلة

اكتسبت المواد البديلة مؤخرًا اهتمامًا متزايدًا في هذا المجال، على سبيل المثال: تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من تيلورايد الكادميوم الرقيق والبيروفسكايت بقدرة امتصاص أكبر للأطوال الموجية، كما أنها توفر معدلات كفاءة أعلى مقارنةً بخلايا السيليكون البلورية التقليدية.

كما أن الخلايا الشمسية الكهروضوئية متوافقة مع الأسطح المنحنية والمرنة وهي أرق بشكل عام من خلايا السيليكون البلورية، مما يخلق إمكانيات جديدة لتكنولوجيا الطاقة الشمسية.

التحديات في تصنيع الألواح الشمسية

ورغم أن تكاليف إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية انخفضت بنسبة 90% في السنوات الأخيرة، إلا أن تحسين الكفاءة يظل أمرًا بالغ الأهمية لضمان المزيد من خفض التكاليف والقدرة التنافسية في سوق الطاقة النظيفة.

يُعد إنتاج الألواح الشمسية عالية الكفاءة أكثر تكلفة، ولذلك، يتعين على مصنعي الألواح الشمسية التكيف مع الحاجة إلى طاقة شمسية بأسعار معقولة، وللمساعدة في التغلب على هذا التحدي، تركز صناعة الطاقة الشمسية حاليًا على تقنيات الطاقة الشمسية المحسنة، مثل الخلايا الشمسية TOPCon والخلايا الشمسية غير المتجانسة HJT.

صعوبات التصنيع

سلسلة توريد الطاقة الشمسية الكهروضوئية معقدة، وكثيرًا ما تتسبب عوامل متعددة، بما في ذلك قيود التجارة الدولية والتعريفات الجمركية، والتحديات التقنية، ونقص المواد الأساسية (مثل البولي سيليكون والفضة)، في تأخيرات بين شركات الطاقة الشمسية.

قضايا الاستدامة

تُنتج الألواح الشمسية طاقة نظيفة، إلا أن عملية تصنيعها قد تتطلب موارد ضخمة، فعلى سبيل المثال، استيراد المواد الخام يسبب بصمة كربونية هائلة، كما يتطلب تصنيع أشباه موصلات السيليكون كميات هائلة من المياه.

كيف تستفيد صناعة الطاقة الشمسية من تقنية الليزر؟

إن تصنيع الألواح الشمسية باستخدام عملية ليزر له فوائد كبيرة تتضمن الآتي:

ضمان الدقة العالية والمتسقة
تحسين الكفاءة وأوقات الدورة
تعزيز قدرات إعادة التدوير
تقليل البصمة الكربونية
تقليل الخردة وإعادة العمل

مصر تُسرع خطواتها لتوطين صناعة ألواح الطاقة الشمسية

أصدر مركز المعلومات ودعم اتخاذ القرار بمجلس الوزراء، معلومات هامة بشأن الفرص المتاحة التي تدعم التوجه لصناعة ألواح الطاقة الشمسية في مصر، ونعرض ملخص لما ورد:

بلغ حجم سوق الطاقة الشمسية العالمي حوالي 447 جيجا وات لعام 2023 بزيادة قدرها 87% مقارنة بـ 2022.
توقعات لوكالة الطاقة الدولية بزيادة الطلب العالمي ما بين 860 و900 جيجا وات في الفترة المتوقعة 2035 - 2050.
استثمرت الصين أكثر من 50 مليار دولار أمريكي بنسبة تخطت 80% في تصنيع الألواح الشمسية عالميا، وهي تعتبر المصدر الأول لأكبر 10 مستورين للطاقة الشمسية في العالم.
أدى التوسع الصيني في هذه الصناعة إلى انخفاض تكاليف إنتاج الكهرباء بنسبة 90% بين عامي 2010-2023 بسبب الاعتماد على الطاقة الشمسية.
تتزايد فرص صناعة الألواح الشمسية في مصر بسبب زيادة الطلب العالمي، وتوفير مستلزمات التشغيل للمشروعات ذات الصلة، وآفاق التصدير الحيوية، وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
مصر تمتلك مقومات تتيح أمامها الفرصة لصناعة الألواح الشمسية منها: وجود أحجار الكوارتز بكميات كبيرة والتي تستخدم في إنتاج ألواح الطاقة الشمسية وخاصة بعد افتتاح الحكومة لمجمع مصانع إنتاج الكوارتز بالعين السخنة في مايو 2023.

مصر تُسرع خطواتها لتوطين صناعة ألواح الطاقة الشمسية، فرص ذهبية في ظل ارتفاع الطلب

"بـ200 مليون دولار"، إنشاء مشروع لإنتاج مستلزمات الطاقة الشمسية بالعين السخنة

تابع موقع إيجي إن عبر تطبيق (نبض) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن عبر تطبيق (تليجرام) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن عبر قناة (يوتيوب) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن عبر تطبيق (واتساب) اضغط هــــــــنا

إيجي إن-Egyin، هو موقع متخصص في الصناعة والاقتصاد، ويهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري، بالاضافة للتغطية والمتابعة على مدار 24 ساعة، لـ أسعار الذهب، أسعار العملات، أسعار السيارات، أسعار المواد البترولية، في مصر والوطن العربي وحول العالم.