زجاج الإلكترونيات الضوئية ، المعروف أيضًا باسم زجاج الإلكترونيات الضوئية أو زجاج BIPV، هو مادة بناء متخصصة تدمج توليد الطاقة الشمسية. إنه لا يوفر خصائص نقل الضوء والعزل الحراري والجمالية للزجاج التقليدي فحسب، بل يحول أيضًا ضوء الشمس إلى كهرباء، مما يجعله تقنية رئيسية لتحقيق أهداف توفير الطاقة والبناء الخالي من الطاقة.
كيف زجاج الإلكترونيات الضوئية عمل؟
جوهر زجاج الإلكترونيات الضوئية تكمن في الخلايا الكهروضوئية المتكاملة. يمكن أن تكون هذه الخلايا عبارة عن خلايا سيليكون بلورية، أو خلايا ذات أغشية رقيقة (مثل السيليكون غير المتبلور، أو CdTe، أو CIGS)، أو تقنيات الألواح الشمسية الأخرى.
عندما يضرب ضوء الشمس سطح زجاج الإلكترونيات الضوئية، تخضع المادة الكهروضوئية الموجودة بداخله لتأثير كهروضوئي، مما يحول الطاقة إلى كهرباء ذات تيار مباشر. اعتمادًا على متطلبات التصميم والتطبيق، يمكن دمج هذه الخلايا الكهروضوئية بين طبقات من الزجاج في مصفوفات شفافة أو نصف شفافة أو معتمة. يوفر الزجاج نفسه حماية قوية للخلايا الكهروضوئية الهشة، مما يضمن تشغيلها الموثوق به على المدى الطويل على واجهات المباني أو الأسطح أو المناور.
لماذا تختار زجاج الإلكترونيات الضوئية؟
تكمن ميزة زجاج الإلكترونيات الضوئية في وظيفته المزدوجة:
- توليد الطاقة (توليد الطاقة): فهو يولد كهرباء شمسية نظيفة ومتجددة مباشرة على سطح المبنى، مما يساعد على تقليل الاعتماد على شبكة الطاقة التقليدية وخفض استهلاك الطاقة التشغيلية للمبنى.
- الجماليات المعمارية والوظيفة: يمكن أن تحل محل الجدران الستارية التقليدية، أو البلاط، أو النوافذ، مما يتيح تصميم واجهة المبنى المتكاملة. اعتمادًا على الاحتياجات، يمكن تصميم زجاج الإلكترونيات الضوئية بألوان مختلفة، ونفاذيات الضوء، وأنماط لتحقيق التوازن بين ضوء النهار والخصوصية. على سبيل المثال، في تطبيقات الحوائط الساترة، يوفر زجاج الإلكترونيات الضوئية الشفاف (مثل الوحدات الكهروضوئية) كلاً من التظليل الشمسي والعزل الحراري مع السماح للضوء الناعم بالاختراق في الداخل.
التطبيقات الرئيسية لزجاج الإلكترونيات الضوئية
يستخدم زجاج الإلكترونيات الضوئية على نطاق واسع في المباني الحديثة والبنية التحتية:
- بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV): يشمل التطبيق الأكثر شيوعًا الجدران الساترة الكهروضوئية في مباني المكاتب التجارية والأسقف والمناور الكهروضوئية في المباني السكنية. فهو يدمج بسلاسة توليد الطاقة الشمسية مع هيكل المبنى، مما يحول المبنى نفسه إلى "محطة طاقة".
- مواصلات: يمكن استخدامه في حواجز الضوضاء على الطرق السريعة، وأسطح محطات الحافلات، وأسطح محطات السكك الحديدية عالية السرعة، مما يوفر الظل وتوليد الطاقة الشمسية.
- الدفيئات الزراعية: يمكن لزجاج الإلكترونيات الضوئية المتخصص تصفية الأطوال الموجية للضوء التي لها تأثير ضئيل على نمو النبات، وذلك باستخدام جزء فقط من الطيف لتوليد الطاقة مع ضمان احتياجات محطات الضوء.
مع تزايد الطلب العالمي على التنمية المستدامة والطاقة النظيفة، فإن سوق زجاج الإلكترونيات الضوئية يحمل مستقبلًا واعدًا. أدت التطورات في التقنيات ذات الصلة، مثل زجاج اللوحة الإلكترونية المعززة للوحدة الكهروضوئية (مع خيارات للسمك المقسى/شبه المقسى، وسمك 2.5 مم/2.0 مم، والتشطيبات المطلية بالمينا/غير المينا)، إلى تحسين كفاءة توليد الطاقة ومتانة زجاج الإلكترونيات الضوئية بشكل مستمر. في المستقبل، مع انخفاض التكاليف وزيادة الكفاءة، سيصبح زجاج الإلكترونيات الضوئية عنصرًا لا غنى عنه في المباني الخضراء وبناء المدن الذكية.
