أفضل 10 ألواح شمسية في عام 2019 - اظهار أحدث التقنيات

أفضل 10 ألواح شمسية في عام 2019 - اظهار أحدث التقنيات 

12 أبريل 2019جيسون سفارك



مع وجود المئات من الألواح الشمسية المختلفة في السوق ، يصعب على من ليسوا في هذه الصناعة تحديد الألواح ذات الجودة العالية التي ستعمل على مدار 25 عامًا المتوقعة لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية. 

نسلط الضوء على أفضل الشركات المصنعة للألواح الشمسية باستخدام أحدث ابتكارات الخلايا الشمسية لتطوير الألواح الأكثر كفاءة وموثوقية مع أطول عمر وأعلى أداء.

التصنيف
تم تطوير تصنيف Tier بواسطة شركة Bloomberg New Energy Finance Corporation، ويستخدم بشكل أساسي لتقييم شركات تصنيع الألواح الشمسية من الناحية المالية

 لا يعني هذا التصنيف أن اللوحة تقدم أعلى أداء أو جودة، نظرًا لأن معظم الشركات المصنعة للوحات المنشأة تم تصنيفها الآن على أنها المستوى 1

 تقريبا جميع الألواح الشمسية لا تزال تستخدم سلسلة من خلايا السيليكون لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء

ما تغير بشكل كبير هو كفاءة الخلايا وأكثر من ذلك خفض التكاليف الضخم لتصنيع الألواح، التي انخفضت بنسبة تزيد عن 80 ٪ منذ عام 2008.

تستخدم لوحات LG Neon 2 أحادية البلورة خلايا عالية الأداء من النوع N مع 12 سلك باص

أفضل 10 الألواح الشمسية

فيما يلي قائمة أفضل مصنّعي الألواح الشمسية * استنادًا إلى الجودة والموثوقية والأداء والخدمة ، إلى جانب تعليقات من المتخصصين في صناعة الطاقة الشمسية. انظر لدينا استعراض مفصل جودة الطاقة الشمسية هنا . بإيجاز ، تعتبر SunPower و LG و REC و Winaico أفضل الشركات المصنعة للألواح الشمسية التي تقدم أفضل خدمة وأطول ضمانات وأعلى كفاءة وأدنى تدهور على مدار عمر الفريق.

1. LG
2. SunPower
3. Winaico
4. REC
5. Q Cells

ترينا سولار


جينكو سولار


الطاقة الشمسية الكندية


شركته


JA للطاقة الشمسية

هناك العديد من الشركات المصنعة للألواح الأخرى التي تحظى بتقدير كبير وتحظى بشعبية في الولايات المتحدة واليابان ، وفي جميع أنحاء العالم والتي إما غير متوفرة ، أو لديها إمدادات محدودة أو جديدة جدًا في أستراليا. فيما يلي قائمة قصيرة ببعض الشركات المصنعة للوحات شمسية الأخرى.


باناسونيك


فونو سولار


لونجي سولار


سيرافيم


ارتفع الطاقة


هيونداي سولار


تيندو سولار
ردود فعل محترفي الطاقة الشمسية




تقدم معظم الشركات المصنعة للألواح مجموعة من الطرز بما في ذلك أنواع البللورات أحادية وبولي (المعروف أيضًا باسم متعدد البلورات) مع تصنيفات طاقة وشروط ضمان مختلفة. زادت كفاءة الألواح الشمسية بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية بسبب العديد من التطورات في تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية بما في ذلك:


PERC - خلية التخليص باعث الخلفية


Bifacial - الألواح والخلايا ثنائية الوجه


Multi Busbar - أشرطة الشريط والأسلاك المتعددة


تقسيم الألواح - باستخدام خلايا نصف مقطوعة


زجاج مزدوج - زجاج فرملس مزدوج


خلايا متشابكة - خلايا متداخلة


IBC - خلايا الاتصال الخلفية المتداخلة


HJT - خلايا غير متجانسة



أنواع الألواح الشمسية الخمسة الرئيسية التي تستخدم بعضًا من أحدث تقنيات الخلايا الشمسية الكهروضوئية في عام 2019


توفر هذه الابتكارات والمزيد من التفاصيل الموضحة أدناه تحسينات متعددة للكفاءة وتحمل الظل وموثوقية متزايدة ، حيث تقدم الآن العديد من الشركات المصنعة ضمانات أداء تصل إلى 30 عامًا.

مع كل أنواع الألواح الجديدة المتاحة ، يجدر القيام ببعض الأبحاث قبل أن تستثمر في تركيب الطاقة الشمسية.



تعد كفاءة الألواح الشمسية أحد العوامل المهمة العديدة التي يجب مراعاتها وتعتمد على كل من نوع الخلايا الكهروضوئية والتخطيط الذي يحدده حجم اللوحة وتصميمها. زادت الكفاءة بشكل كبير خلال السنوات الأخيرة من حوالي 15٪ إلى أكثر من 20٪ ، حيث يطبق المصنّعون أحدث التقنيات الموضحة بالتفصيل أدناه

أحادية مقابل خلايا الكريستالات

هناك جدل طويل ومستمر حول تكنولوجيا الخلايا المتفوقة بين خلايا السيليكون أحادية البلورية والسيليكون متعدد البلورات. يتم قطع الخلايا أحادي البلورية (أحادية) من سبيكة بلورية واحدة أكثر كفاءة ولكن أكثر تكلفة للتصنيع. حتى وقت قريب ، كانت التكلفة الأعلى تمهد الطريق لتكنولوجيا البلورات لتصبح نوع الخلية المفضل المستخدم ؛ ولكن على مدار العامين الماضيين ، انخفضت تكلفة الويفر الأحادي بشكل كبير ، وقد عادت جميع الشركات المصنعة تقريبًا إلى خلايا أحادية بسبب الكفاءة العالية.

خلايا الكريستالات، المعروف أيضا باسم multicrystalline أو الخلايا متعددة، وتزرع من مادة بلورية متعددة الأوجه (نمت في اتجاهات متعددة) الذي هو أرخص لانتاج ولكن العرض أقل قليلا من الكفاءة. لا يزال كلاهما مصنعا على نطاق واسع وموثوقا للغاية ولكن الخلايا الأحادية تعتبر التكنولوجيا المتفوقة فيما يتعلق بالكفاءة . تقدم الخلايا الأحادية أيضًا أداءً أفضل قليلاً مع درجة حرارة أفضل تتسم بالكفاءة ومعدل انخفاض طفيف في التحلل الناجم عن الإضاءة (LID) بمرور الوقت.



تكون الخلايا أحادية البلورة سوداء داكنة / زرقاء اللون بشكل عام مع نقش الماس ، في حين أن خلايا بولي أو خلايا متعددة البلورات مربعة الشكل ، تظهر بلون أزرق ومركبة قليلاً.

لماذا خلايا أحادية البلورة أكثر كفاءة؟

تعود الفوائد الكامنة في السليكون أحادي البلورة إلى بنية بلورية موحدة خالية من حدود الحبوب والشوائب الأقل من خلال عملية التصنيع الفريدة من نوعها czochralski . الخلايا أحادية لديها أيضا درجة حرارة أفضل قليلا طفيف المشترك كفاءة كما هو موضح أدناه. في المقارنة ، تحتوي الخلايا متعددة الخلايا أو البلورية على حدود بلورية صغيرة جدًا ولكنها محددة يمكن أن تعمل كحواجز دقيقة وتقلل من الكفاءة. يمكن أن تكون الخلايا المتبلورة أكثر عرضة لتشكيل التشققات الدقيقة بعد عدة سنوات من الاستخدام بسبب الإجهاد الدوري والتمدد الحراري.
ارتفاع درجة الحرارة الأداء

الخلايا أحادية البلورة لديها درجة حرارة منخفضة للخلية بشكل طفيف ، مما يؤدي إلى أداء أعلى في درجة حرارة مرتفعة و درجة الحرارة القوة شارك في كفاءة هو مقدار فقدان الطاقة مع زيادة درجة حرارة الخلية. يتم تصنيف جميع الخلايا والألواح الشمسية باستخدام ظروف اختبار قياسية (STC - تقاس عند 25 درجة مئوية) وتقلل ببطء من خرج الطاقة مع زيادة درجة حرارة الخلية. عموما درجة حرارة الخلية 25-35 درجة مئوية أعلى من درجة حرارة الهواء المحيط الذي يعادل انخفاض 8-14 ٪ في انتاج الطاقة. الخلايا أحادية البلورة لديها خسائر أقل بسبب متوسط ​​درجة الحرارة المشترك (أو الخسارة) حوالي -0.38 ٪ لكل درجة مئوية في حين أن خلايا الكريستالات أعلى قليلاً عند -0.41 ٪ لكل درجةC.


صورة الأشعة تحت الحمراء الحرارية لمجموعة الشمسية


تتمتع خلايا IBC أحادية البلورة الموصوفة بمزيد من التفصيل أدناه بدرجة حرارة أقل بكثير من -0.30٪ لكل درجة مئوية. إلى حد بعيد ، فإن أفضل الخلايا أداءً في درجات الحرارة المرتفعة هي خلايا HJC من Panasonic والتي وصفناها في القسم الأخير من هذه المقالة .



PERC - خلايا فاعلة

على مدار العامين الماضيين ، ظهرت PERC كتقنية مفضلة للعديد من الشركات المصنعة في كل من الخلايا البلورية أحادية وبولي. يرمز PERC إلى " باعث التخميل والخلية الخلفية " وهو عبارة عن بنية خلية أكثر تقدماً تستخدم طبقات إضافية على الجانب الخلفي من الخلية لامتصاص مزيد من فوتونات الضوء وزيادة " الكفاءة الكمية ". تقنية PERC الشائعة هي Al-BSF المحلي أو حقل السطح الخلفي للألمنيوم المحلي (انظر الشكل التوضيحي أدناه) ولكن تم تطوير العديد من الاختلافات الأخرى مثل PERT (المرسل الخلفي المرتجع منتشر تمامًا) و PERL (باعث التخميل والناشر الخلفي محليًا).

ابتكر البروفيسور مارتن جرين ، مدير المركز الأسترالي لتقنية الطاقة الضوئية المتقدمة في جامعة نيو ساوث ويلز ، مفهوم PERC الذي يستخدم الآن على نطاق واسع من قبل العديد من الشركات المصنعة للطاقة الشمسية الرائدة في جميع أنحاء العالم.





الطبقة الخلفية PERC المحلية AI-BSF (حقل سطح الألومنيوم الخلفي) المستخدمة من قبل Trina Solar


كانت خلايا Q هي الأولى في دمج تقنية PERC في الخلايا متعددة البلورات ولكن تستخدم اسم Q.antum لمجموعة وحدات PERC الخاصة بها. Jinko الشمسية كسرت مؤخرا الرقم القياسي كفاءة الطاقة الشمسية مع 22.04٪ المسجلة من حجم multicrystalline القياسية ف نوع خلية السيليكون. تعد خلايا أحادي PERC الآن أكثر أنواع الخلايا شعبية وكفاءة حيث تستخدم معظم الشركات المصنعة ، بما في ذلك Winaico و Trina Solar و Q cells و LONGi Solar و Jinko Solar و Risen و JA Solar ، الآن بنية خلية أحادية PERC.
LTID - مشكلة PERC المحتملة

يمكن لخلايا PERC الشائعة من النوع P تعاني من ما يعرف باسم LeTID أو التدهور الناجم عن درجات الحرارة المرتفعة والخفيفة . تشبه ظاهرة LeTID LID المعروفة أو التحلل الناجم عن الضوء ، حيث يمكن أن تفقد لوحة ما بين 2-3 ٪ من الناتج المقنن في السنة الأولى من التعرض للأشعة فوق البنفسجية و 0.5 ٪ إلى 0.8 ٪ سنويا بعد ذلك. لسوء الحظ ، يمكن أن تكون الخسائر الناتجة عن LeTID أعلى مع خسارة تصل إلى 6٪ في أول عامين. إذا لم يتم احتساب هذه الخسارة بالكامل من قبل الشركة المصنعة ، فقد يؤدي ذلك إلى ضعف الأداء ومطالبات الضمان المحتملة.

لحسن الحظ ، لا تعاني خلايا السيليكون من النوع N التي تستخدمها LG و Sunpower وسلسلة N-peak الجديدة من REC من تأثيرات LeTID. كما طور العديد من المصنّعين الذين ينتجون خلايا P-type poly و PERC أحادية العمليات لتقليل أو التخلص من LeTID ، ويشمل ذلك خلايا Q التي تعد أول من يطالب بتكنولوجيا مكافحة LeTID في جميع اللوحات. تزعم REC و Winaico و Jinko solar و Canadian Solar أيضًا أنها خفضت أو قللت من آثار LeTID.


متعددة / سلك بسبار



الأصابع المعدنية الفضية الصغيرة عبر كل خلية نقل الحالية إلى أشرطة أشرطة 5.


أشرطة Busbars عبارة عن أسلاك أو شرائط رفيعة تعمل في أسفل كل خلية وتحمل الإلكترونات (الحالية) عبر اللوحة الشمسية. نظرًا لأن الخلايا الكهروضوئية أصبحت أكثر كفاءة ، فإنها تولد بدورها مزيدًا من التيار ، وخلال السنوات الأخيرة ، انتقل معظم المصنِّعين من 3 أشرطة إلى 5 أو 6 أشرطة. تخطت العديد من المصنوعات مثل LG energy و REC و Trina و Canadian Solar خطوة واحدة إلى الأمام وطورت أنظمة متعددة الأسلاك باستخدام ما يصل إلى 12 سلكًا دائريًا رقيقًا للغاية بدلاً من أشرطة باص مسطحة ، كما هو موضح بمزيد من التفاصيل أدناه. الحل الوسط هو أن أشرطة التظليل تقوم بالفعل بتظليل جزء من الخلية وبالتالي يمكن أن تقلل بشكل طفيف من الأداء إذا كانت كبيرة للغاية ، لذلك يجب أن تكون مصممة بعناية. من ناحية أخرى ، توفر قضبان التوصيل المتعددة مقاومة أقل ومسارًا أقصر لتنقل الإلكترونات مما يؤدي إلى أداء أعلى.


إذا حدثت صدع صغير للخلية بسبب التأثير أو الأحمال الثقيلة أو الأشخاص الذين يمشون على الألواح ، فإن المزيد من أشرطة البارات تساعد في تقليل فرصة تطور الكراك / البقع إلى نقطة ساخنة حيث توفر مسارات بديلة لتدفق التيار.



إل جي نيون 2 الخلايا مع 12 أشرطة الأسلاك المستديرة.


و LG حدات نيون 2 حيث كان أول من استخدم 12 صغيرة القضبان والأسلاك المستديرة التي تشير LG باسم التكنولوجيا "التشيلو" والتي تقف على "اتصال الخلية، وفقدان منخفضة كهربائيا أقل جهد والبصرية تعزيز امتصاص. إنه جزء من الفم ممتلئ ولكن تقنية Cello متعددة الأسلاك تقلل من المقاومة الكهربائية وتزيد من الكفاءة.



Multi-busbar مقارنة بشريط بسبار قياسي - صورة الائتمان Trina Solar (انقر للتكبير)


بدأت شركة Trina solar جنبًا إلى جنب مع العديد من الشركات المصنعة الأخرى في تقديم خلايا بسبار رفيعة مستديرة السلك تحت اسم multi بسبار (MBB) كخيار على مجموعة من الوحدات النمطية لعام 2019. كما أوضح سابقًا ، هناك ميزة أخرى تتمثل في وجود المزيد من قضبان التوصيل وهي إذا كان التكسير المصغر يفعل تحدث في خلية بسبب الضغوط الخارجية هناك فرصة أقل لهذا تشكيل نقطة ساخنة لأن الإلكترونات لديها العديد من أشرطة بديلة لتدفق على طول. يظهر هذا في الرسم البياني المعاكس.

اطلع على لوحة Trina Solar الكاملة ومراجعة التكنولوجيا هنا


وحدات انقسام مع خلايا نصف مقطوعة



لوحة مع خلايا نصف مقطوعة أحادية - خلايا س


هناك ابتكار حديث آخر وهو استخدام خلايا نصف حجم أو نصف حجم بدلاً من خلايا مربعة بالحجم الكامل ونقل مربع الوصلات إلى مركز الوحدة. هذا يقسم الألواح الشمسية بشكل فعال إلى لوحين أصغر بسعة 50٪ يعمل كل منهما بشكل متوازٍ. هذا له فوائد متعددة بما في ذلك زيادة الأداء بسبب انخفاض خسائر المقاومة من خلال أشرطة الحافلات (جامعي الحالي). نظرًا لأن كل خلية بحجم نصف ، فإنها تنتج نصف التيار بنفس الجهد ، مما يعني أنه يمكن تقليل عرض شريط بسبار بمقدار النصف ، مما يقلل من تظليل الخلية وفقدانها. يترجم التيار السفلي أيضًا إلى انخفاض درجات حرارة الخلية مما يؤدي بدوره إلى تقليل التكوين المحتمل وشدة النقاط الساخنة بسبب التظليل أو التلف أو تلف الخلايا.



كانت لوحات REC Twin Peak من أوائل الألواح المتوفرة مع خلايا نصف مقطوعة (انقر للتكبير)


بالإضافة إلى ذلك ، فإن المسافة الأقصر إلى مركز اللوحة من الأعلى والأسفل تعمل على تحسين الكفاءة بشكل عام ، مما يمكن أن يزيد من ناتج الطاقة الخاص بلوحة بحجم مماثلة حتى 20 واط. فائدة أخرى هي أنه يسمح للتظليل الجزئي في الجزء العلوي أو السفلي من اللوحة بعدم التأثير على خرج الطاقة بالكامل للوحة.

تتوفر مجموعة REC ذات الذروة المزدوجة من الألواح المنقسمة لبعض الوقت ، والآن تتبع معظم الشركات المصنعة للوحات majar اللوحات المنقسمة التي تم إصدارها بواسطة Trina Solar و Q-cells و Canadian Solar و LONGi Solar و JA Solar و Risen و Phono solar. و Jinko الشمسية .



تستخدم لوحة Hanwha Q Cells Q.Peak Duo G5 خلايا PERC أحادية النصف مقطوعة مع 6 قضبان سلكية مستديرة



وحدات الطاقة الشمسية BiFacial



الجانب الخلفي من ذات وجهين LG نيون 2 وحدة


لقد أصبحت تكنولوجيا الطاقة الشمسية ثنائية الطيف متاحة لعدة سنوات ولكنها بدأت تصبح شائعة حيث أن تكلفة تصنيع الخلايا أحادية البلورة عالية الجودة المطلوبة لا تزال في انخفاض. تمتص الخلايا ثنائية الشعاع الضوء من كلا جانبي اللوحة وفي الموقع الصحيح ويمكن أن تنتج الظروف طاقة أكثر بنسبة 27٪ من الألواح أحادية الوجه التقليدية. تستخدم الألواح الشمسية ثنائية المحور عادة واجهة زجاجية وطبقة خلفية من البوليمر الخلفي الصافي لتغليف الخلايا التي تتيح دخول الضوء المنعكس من الجانب الخلفي للوحة. يمكن لوحدات Bifacial أيضًا أن تستخدم جانبًا زجاجيًا خلفيًا يدوم لفترة أطول ويمكن أن يقلل بشكل كبير من خطر الفشل ، حيث تقدم بعض الشركات المصنعة الآن ضمانات أداء لمدة 30 عامًا على طرازات الألواح ثنائية الشفة.



تمتص الوحدات الشمسية ثنائية الطور أيضًا طاقة الضوء المنعكسة على الجانب الخلفي للخلايا - صورة ائتمانية طاقة LG


عادةً ما كانت الألواح الشمسية ثنائية الوجه تستخدم فقط في التركيبات المثبتة على الأرض في مواقع فريدة حيث يتم ارتداد ضوء الشمس بسهولة أو عكسه عن الأسطح المحيطة ، لا سيما المناطق المعرضة للثلوج وخطوط العرض القصوى. على الرغم من أنها أثبتت أنها تعمل بشكل جيد عندما يتم تثبيتها على الأسطح الرملية الخفيفة كما أنها قادرة أيضًا على تحقيق إنتاج أعلى بنسبة تصل إلى 10٪ حتى على أسطح المنازل ذات الألوان الفاتحة عند الإمالة. تشمل الشركات المصنعة لإنتاج الألواح الشمسية ثنائية الطور طاقة LG و Trina solar و Jinko Solar و Yingli Solar.


ألواح الزجاج المزدوج



LONGI الألواح الزجاجية الشمسية المزدوجة مع ضمان لمدة 30 عامًا


العديد من الشركات المصنعة تنتج الآن ما يعرف الزجاج من الزجاج ، الزجاج المزدوج أو الزجاج المزدوج الألواح الشمسية التي لا ينبغي الخلط بينه والتكنولوجيا ذات وجهين. يحل الزجاج الخلفي محل الطبقة الخلفية التقليدية للبلاستيك EVA (البلاستيك) ويخلق شطيرة من الزجاج الزجاجي والتي تعتبر متفوقة لأن الزجاج مستقر للغاية وغير تفاعلي ولا يتدهور بمرور الوقت أو يعاني من تدهور الأشعة فوق البنفسجية. نظرًا للعمر الأطول للألواح الزجاجية ، فإن بعض الشركات المصنعة مثل Trina solar تقدم الآن ضمانات أداء لمدة 30 عامًا.
لوحات فرملس

العديد من الألواح الزجاجية المزدوجة هي أيضًا بدون إطار بدون إطار من الألومنيوم مما يمكن أن يعقد تركيب الألواح لأن أنظمة التثبيت الخاصة مطلوبة. ومع ذلك ، تقدم الوحدات بدون إطار العديد من المزايا خاصة فيما يتعلق بالتنظيف ، مع عدم وجود إطار لالتقاط الأتربة والغبار ، فإن الوحدات ذات الإطار بدون إطار عندما تكون مائلة أو مسطحة أسهل في التنظيف وأكثر ميلًا للمساعدة من الرياح والأمطار إلى التنظيف الذاتي مما يؤدي إلى زيادة انتاج الطاقة الشمسية. ومع ذلك ، بدون قوة إطار من الألومونيوم ، فإن الألواح الزجاجية المزدوجة ، على الرغم من كونها أكثر متانة ، ليست قاسية ويمكن أن تظهر في حالة ثني أو رضوخ ، خاصة عند تركيبها بشكل مسطح أو أفقي.

وتشمل الشركات المصنعة لإنتاج الألواح الشمسية الزجاجية المزدوجة Jinko solar و LONGi Solar و Trina Solar و Yingli Solar و JA solar.


اللوحات الذكية ومُحسِّن الطاقة



التكنولوجيا التي أصبحت أكثر شعبية هي إضافة محسنات القدرة DC داخل اللوحة الشمسية. تُعرف أدوات Optimisers جنبًا إلى جنب مع المحولات الصغيرة باسم MLPE أو Module Level Power Electronics ، والتي كما يوحي اسمها تتكون من وحدات تحويل طاقة صغيرة متصلة مباشرة بألواح شمسية فردية. تم تصميم Optimisers لتوفير الجهد الأمثل لتوليد الطاقة القصوى. إذا كانت اللوحة مظللة أو متسخة أو تحت الأداء مما أدى إلى انخفاض الجهد أو التيار ، فيمكن للمحسنين تجاوز أو تعويض لوحة الأداء الرديئة لتوفير الجهد الأمثل للعاكس.

بتيميسيرس الطاقة من الشركات مثل شركة تيجو و SolarEdge كانت متاحة كعنصر الإضافية لسنوات عديدة ولكن الآن كل من SolarEdge وتيجو نعمل على تطوير لوحات مع بتيميسيرس يحمل في ثناياه عوامل داخل مربع تقاطع على الجزء الخلفي من لوحة. يختلف SolarEdge عن Tigo من حيث أنه يجب استخدام محولات SolarEdge مع محولات SolarEdge بينما يمكن إرفاق محوّلات Tigo بأية لوحات موجودة كمحسِّن إضافي. انظر التفاصيل الكاملة للمحسن Tigo هنا.



SolarEdge العاصمة السلطة محسن



تتمثل ميزة كبيرة من محسِّن "الوظائف الإضافية" مثل تلك الموجودة في Tigo و SolarEdge في القدرة على مراقبة أداء كل لوحة شمسية بشكل فردي ، مما يساعد أيضًا في تسليط الضوء على أي أخطاء ومشكلات في مجموعة شمسية. المحولات الدقيقة تقدم أيضًا هذه الميزة على محولات السلسلة الشائعة.

مكسيم المتكاملة قد ذهب خطوة أبعد وضعت حدة ثانويه رقائق محسن. تتجاوز هذه الرقاقات الذكية من Maxim Integrated أداة تحسين الوظائف الإضافية التقليدية وتفصل اللوحة إلى 3 سلاسل من الخلايا التي تمكن اللوحة من العمل بجهد MPPT الأمثل عند التظليل أو التلف جزئيًا. تجدر الإشارة إلى أن بعض المُثبِّتين أبلغوا عن عملاء يواجهون مشكلات في تداخل RFI (تلفزيون وراديو) باستخدام هذه التقنية الجديدة ، لكن يُدعى أن شرائح Maxim من الجيل التالي قد حلت مشكلة RFI.



مكسيم محسن الطاقة الشمسية المتكاملة تحسين الأداء بشكل كبير عندما يتم تظليل الخلايا الفردية.




خلايا خشبية



SunPower P سلسلة الألواح الشمسية Shingled


الخلايا المتشابكة هي تقنية ناشئة تستخدم شرائط رقيقة متراكبة يمكن تجميعها إما أفقياً أو رأسياً عبر اللوحة. تصنع الخلية العازلة بالليزر من خلال قطع خلية بالحجم الطبيعي العادي إلى 5 أو 6 شرائح ووضعها في تكوين لوحة خشبية باستخدام لاصق اتصال الجانب الخلفي. يخفي التداخل البسيط لكل قطاع خلية شريطًا مفردًا يربط شرائط الخلية. يغطي هذا التصميم الفريد مساحة أكبر من مساحة اللوحة حيث لا يتطلب توصيلات بسبار الجانب الأمامي التي تظليل الخلية جزئيًا ، مما يزيد من كفاءة اللوحة تمامًا مثل خلايا IBC الموضحة أدناه.



سيرافريم إكليبس يستخدم تنسيق خلية القوباء المنطقية الأفقية.


فائدة أخرى هي أن الخلايا ذات القوباء المنطقية الطويلة ترتبط عادة بالتوازي مما يقلل بشكل كبير من آثار التظليل مع كل خلية طويلة تعمل بفعالية بشكل مستقل. كما أن الخلايا المتشابكة تكون رخيصة نسبيًا بحيث يمكن أن تكون خيارًا عالي الأداء فعال التكلفة ، خاصة إذا كان التظليل الجزئي يمثل مشكلة.

كانت سيرافيم واحدة من أوائل الشركات المصنعة التي قامت بإطلاق وحدات الخلايا المتشابكة مع وجود مجموعة من لوحات Eclipse عالية الأداء . تعد سلسلة SunPower P إضافة أحدث إلى مجموعة SunPower توفر خيارًا أقل تكلفة للتطبيقات ذات الحجم الكبير بشكل أساسي. وتشمل الشركات المصنعة الأخرى التي تنتج الألواح الشمسية ذات الخلايا المتشابكة Yingli Solar و Znshine.



تستخدم لوحات سلسلة SunPower P19 نسق الخلية المترابط verticle حتى 405Wp.


لوحة وقوة الخلية

إلى جانب العديد من التطورات الخلوية لتحسين الكفاءة ، هناك أيضًا تقنيات جديدة لزيادة الموثوقية والأداء على مدار عمر 25 عامًا المتوقع لوحدة الطاقة الشمسية. يمكن وضع الألواح الشمسية تحت ضغط شديد بسبب قوى رفع الرياح ، والاهتزازات ، والحرارة الشديدة والبرد البارد المتسبب في التمدد والانكماش. هذه يمكن أن تتطور الشقوق الصغيرة ، النقاط الساخنة و PID (التدهور المستحث المحتمل) داخل الخلايا مما يؤدي إلى انخفاض الأداء والفشل المتسارع.



المقربة من Winaico خلية HeatCap PV


صُنعت شركات مثل Winaico و LG من الطاقة إطارات ألومنيوم قوية للغاية للمساعدة في تقليل ضغوط الخلايا والوحدة . قطعت شركة وين وين تكنولوجي الأم وينوايكو خطوة واحدة إلى الأمام وطورت ما يعرف باسم تقنية "HeatCap" التي هي أساسًا بنية معززة للخلايا تساعد على منع الشقوق الصغيرة والبقع الساخنة التي تتطور عندما تكون الخلايا تحت ضغوط شديدة وتحميل. هذه التكنولوجيا لديها أيضا فائدة إضافية تتمثل في تحسين الأداء في درجات حرارة الخلية العالية. اقرأ المزيد عن تقنية HeatCap هنا .
خلايا IBC - قوة عالية ومتانة

خلايا السيليكون IBC الموضحة بالتفصيل أدناه ليست فقط أكثر كفاءة ولكنها أيضًا أقوى بكثير من الخلايا التقليدية لأن الطبقات الخلفية تعزز الخلية بأكملها وتساعد على منع التكسير الجزئي الذي قد يؤدي في النهاية إلى الفشل.

تستخدم صن باور طبقة الأساس الخلفية IBC المصنوعة من النحاس الصلب عالية الجودة على تصميم خلايا "Maxeon" الحاصلة على براءة اختراع بالإضافة إلى مرآة معدنية عاكسة للغاية مثل السطح لتعكس أي ضوء يمر عبر الخلية مرة أخرى. الجانب الخلفي من خلية IBC 'Maxeon' المبينة أدناه متسامح للغاية مع الضغط والانحناء على عكس الخلايا التقليدية التي تعتبر هشة نسبياً بالمقارنة.



الجانب الخلفي لخلية IBC Sunpower 'Maxeon' تُظهر موصلات الشبكة المعدنية الدقيقة التي تعمل على تحسين الكفاءة ، وتساعد على تقوية الخلية وتمنع التكسير الجزئي.


كفاءة عالية N- نوع الخلايا الشمسية

في حين أن PERC و bifacial هما الحديث عن العالم الشمسي ، فإن أكثر التقنيات كفاءة وموثوقية لا تزال الخلية أحادية البلورة من النوع N. النوع الأول من الخلايا الشمسية التي طورتها معامل بيل في عام 1954 ، استخدم رقاقة من السيليكون المخدر من النوع N ولكن بمرور الوقت ، أصبح السيليكون من النوع P الأكثر فعالية من حيث التكلفة نوع الخلية السائدة مع أكثر من 80 ٪ من السوق العالمية في عام 2017 باستخدام P-type الخلايا. نظرًا لأن الحجم الكبير والتكلفة المنخفضة هما العاملان الرئيسيان وراء نوع P ، فمن المتوقع أن تصبح الفئة N أكثر شيوعًا مع انخفاض تكاليف التصنيع وزيادة الكفاءة.



تحقق خلايا SunPower IBC N-type ذات الدعم النحاسي الصلب كفاءة عالية جدًا تتجاوز 22٪ - Image credit Sunpower Corp

IBC Cell Technology

تحتوي خلايا IBC أو خلايا التماس الخلفي المتشابكة على شبكة من 30 موصلًا أو أكثر مدمجة في الجانب الخلفي من الخلية ، على عكس الخلايا القياسية التي تحتوي عادةً على 4 إلى 6 أشرطة أشرطة مرئية كبيرة وأصابع متعددة على الجانب الأمامي للخلية. المشكلة الأكثر وضوحا في تصميم شريط بسبار المكشوف الأكثر شيوعا هو أنها تظليل الخلية جزئيا وتعكس بعض الفوتونات الضوئية التي تقلل من الكفاءة ، في حين أن خلايا IBC لا تعاني من هذه المشكلة وباعتبارها مكافأة تبدو أكثر نظافة وبدون تعريض القضبان.
الألواح الشمسية الأكثر كفاءة - IBC N- نوع

تصنع SunPower و LG الألواح الشمسية الأكثر كفاءة والأفضل أداءً في العالم باستخدام خلايا السيليكون أحادية البلورية من النوع IBC N ، وعلى الرغم من أنها أغلى ، إلا أنها بلا شك أكثر الألواح المتوفرة موثوقية وأعلى جودة.


SunPower - Maxeon 3 - 22.6 ٪ من الكفاءة


طاقة LG - نيون R - كفاءة 21.7 ٪

القائمة الكاملة لألواح الطاقة الشمسية الأكثر كفاءة في عام 2019.

بالنسبة للكثيرين ، فإن التكلفة العالية لهذه الألواح الشمسية من النوع N الممتاز (دولار واحد أو أكثر لكل W) تفوقها الكفاءة العالية التي تتراوح من 20 إلى 22.6 ٪ ، وتحسين الأداء في درجات حرارة أعلى وأدنى حد من التدهور الناجم عن الإضاءة ، والذي يعني إنتاجية طاقة أعلى بكثير على مدى عمر اللوحة. يتم تقديم ضمان الأداء الرائد في هذا المجال على كل من لوحات SunPower Maxeon 2 و 3 Series التي تصل إلى 92٪. إن ألواح LG Neon R و Neon 2 مغطاة أيضًا بضمان منتج لمدة 25 عامًا وضمان أداء جديد بحد أدنى 90 إلى 90.8٪ بعد 25 عامًا.



وحدات LG Neon R الشمسية ذات خلايا IBC N عالية الكفاءة - حتى 370 واط (60 خلية)


غير متجانسة - خلايا HJT

يتم استكشاف تكنولوجيا HJT من قبل العديد من الشركات المصنعة للطاقة الشمسية ولكن في الوقت الحاضر باناسونيك هي الشركة الوحيدة التي تنتج لوحات كبيرة باستخدام خلايا غير متجانسة. ومع ذلك ، فقد أعلنت مجموعة REC للتو عن لوحات Alpha الجديدة التي تستخدم خلايا HJC مع 16 قضيب باص صغير لتحقيق كفاءة مذهلة تبلغ 21.7 ٪. بعد العمل المبدئي لتطوير HJC الذي قامت به UNSW و Sanyo ، ابتكرت Panasonic مجموعة "HIT" الفعالة من اللوحات وأصبحت رائدة في تكنولوجيا خلايا HJT لسنوات عديدة.

تستخدم الخلايا الشمسية HJT قاعدة من السليكون البلوري الشائع مع طبقات رقيقة إضافية من السيليكون غير المتبلور على جانبي الخلية مكونة ما يعرف بالترابط . على عكس خلايا الوصلات PN الشائعة ، فإن خلايا الوصل غير المتجانسة متعددة الطبقات لديها القدرة على زيادة الكفاءة بشكل كبير من خلال الاختبارات المعملية التي تحقق كفاءات تصل إلى 26.5٪ عند دمجها مع تقنية IBC.



إنشاء خلية Panasonic HiT (HJT) - اعتماد الصورة Panasonic Corporation
منتدى معلومات الطاقة الشمسية


طورت باناسونيك خلية HIT باستخدام قاعدة سيليكون عالية الأداء من نوع N لإنتاج ألواح بكفاءة تصل إلى 20.0 ٪ وأداء ممتاز في درجات الحرارة العالية. تقدم خلايا السيليكون من النوع N أيضًا أداءً استثنائيًا على المدى الطويل يضمن إنتاجًا بنسبة 90.76٪ بعد 25 عامًا ، وهو ثاني أعلى مستوى متاح خلف SunPower. انظر المواصفات الكاملة - Panasonic HIT N335W .
HJT الرائدة عالميا في أداء درجات الحرارة العالية



Panasonic HIT N330 96 خلية وحدة


السمة الأكثر إثارة للإعجاب للخلايا باناسونيك HIT هي درجة الحرارة المنخفضة بشكل لا يصدق بشكل فعال والذي يمثل حوالي 40 ٪ تحسن على الخلايا البلورية أحادية ومتعددة مشتركة. يتم تصنيف إخراج اللوحة عند درجة حرارة خلية تبلغ 25 درجة Celcius STC (ظروف الاختبار القياسية) وكل درجة أعلى من ذلك تقلل إلى حد كبير من إخراج الطاقة.

تشير درجة الحرارة المشتركة الفعالة إلى مقياس تخفيض الطاقة مع زيادة درجة حرارة الخلية.

في الخلايا المشتركة متعددة الخلايا أحادية ، هذا هو 0.38 ٪ إلى 0.42 ٪ لكل درجة مئوية والتي يمكن أن تضيف ما يصل إلى خفض إجمالي الناتج بنسبة 20 ٪ أو أكثر خلال أيام الرياح الحار جدا. في المقارنة ، تتمتع خلايا HIT من باناسونيك بنسبة منخفضة جدًا تبلغ 0.26٪ لكل درجة حرارة مئوية ، وهي الأقل في أي خلية يتم تصنيعها اليوم.


تتأثر درجة حرارة اللوحة ولوحة الخلايا أيضًا بلون السقف وزاوية الإمالة وسرعة الرياح ، وبالتالي فإن لوحات التثبيت المسطحة على سطح مظلمة جدًا ستؤدي عادةً إلى تقليل أداء اللوحة مقارنة بأسطح المنازل ذات الألوان الفاتحة.

تتوفر لوحات Panasonic HIT الفريدة فقط في اليابان وأمريكا الشمالية ، وللأسف غير متوفرة حاليًا في أستراليا. بالنظر إلى ارتفاع متوسط ​​درجات الحرارة في أستراليا فإنها ستكون خيارًا رائعًا للأسطح والتطبيقات التجارية واسعة النطاق ... تلميحًا!




معلومات اكثر
كيف تصنع الألواح الشمسية؟

يتم تصنيع الألواح الشمسية باستخدام سلسلة من الخلايا الكهروضوئية المحمية بالزجاج وإيفا وطبقة واقية خلفية مثبتة في إطار من الألومنيوم الصلب. يجب تصميم المكونات لتحمل سنوات من درجات الحرارة المناخية الشديدة وقوى الرياح العالية. نوضح هنا كل مكون بالتفصيل ولماذا هو أمر حيوي للأداء طويل المدى للوحة الشمسية.

اشتراك في قناة اليوتيوب ليصلك كل جديد https://goo.gl/nzhjsD تابعني على: Facebook https://goo.gl/yKcrpC Twitter https://goo.gl/RuFMmM My Blogger

shorturl.at/MPUX8

https://goo.gl/79q7Rt

https://www.mik1111.blogspot.com https://www.facebook.com/kauifi

بقلم محمد الكويفي

اعلامي ومدون من غزة -فلسطين- ماجستير ادارة إعلام، بكالوريوس صحافة واعلام، دبلوم تكنلوجيا معلومات، دبلوم لغة انجليزية في الصحافة والسياسة، مدرب اعلام وانتاج ....

Posted in: طاقة شمسية