دفع الطاقة الشمسية السكنية إلى آفاق جديدة
أطلقت شركة Aiko الصينية للطاقة الكهروضوئية وحدتها الشمسية All-Back-Contact (ABC) من الجيل الثالث، وهي لوحة بـ 60 خلية توفر ما يصل إلى 545 واط من الطاقة بكفاءة وحدة تتجاوز 25 في المائة. يستهدف الإطلاق في البداية السوق الأسترالية، ويضع التكنولوجيا كخطوة مهمة إلى الأمام لتركيبات الطاقة الشمسية السكنية والتجارية حيث يكون تعظيم إنتاج الطاقة لكل متر مربع أمراً حاسماً.
تبلغ أبعاد الوحدة الجديدة 1954 ملم × 1134 ملم × 30 ملم – وهو تنسيق مضغوط للأسطح – وتنتج حوالي 30 واطاً إضافياً لكل لوحة مقارنة بمنتجات TOPCon (tunnel oxide passivated contact) القابلة للمقارنة التي تهيمن حالياً على السوق. تؤكد Aiko على حوالي 15 في المائة من غلة الطاقة مدى الحياة الأعلى لكل متر مربع مقارنة باللوحات التقليدية، وهي ميزة مهمة عندما تكون مساحة السقف محدودة.
ما الذي يجعل التلامس الخلفي مختلفاً
تجمع الخلايا الشمسية التقليدية التيار من خلال قضبان التجميع المعدنية وخطوط الشبكة المطبوعة على سطح الخلية – الجانب الذي يواجه الشمس. هذه العناصر المعدنية ضرورية لنقل التيار الكهربائي خارج الخلية، لكنها تحجب أيضاً نسبة صغيرة من أشعة الشمس الواردة، مما يقلل من الكفاءة الكلية للخلية. كلما زاد عدد قضبان التجميع وخطوط الشبكة، انخفضت خسائر الظل لكن ارتفعت التعقيد في التصنيع.
تزيل خلايا التلامس الخلفي الكامل هذا المقايضة بالكامل بنقل جميع الجهات الكهربائية إلى الجزء الخلفي من الخلية. السطح الأمامي خالي تماماً من أي عناصر معدنية، مما يسمح بامتصاص الضوء الأقصى. يُنتج هذا التصميم أيضاً مظهراً موحداً أسود بالكامل يفضله العديد من أصحاب المنازل والمعماريين من حيث الجمال.
يجمع تصميم ABC من Aiko بين السطح الأمامي الخالي من الشبكات مع ما تسميه الشركة تخطيط الخلية بفجوة صفرية والربط الشريطي غير المرئي. تقلل هذه الابتكارات التصنيعية المناطق غير النشطة بين الخلايا داخل الوحدة، مما يزيد أيضاً من نسبة مساحة الوحدة التي تولد الكهرباء بنشاط.
الأداء في ظروف العالم الحقيقي
أرقام الكفاءة في المختبر مهمة، لكن الأداء في العالم الحقيقي تعتمد بشدة على كيفية سلوك اللوحات في الظروف غير المثالية – درجات الحرارة العالية والظل الجزئي والتدهور على المدى الطويل. تشير مواصفات Aiko إلى أن الوحدة الجديدة تعمل بشكل جيد على جميع الجبهات الثلاث.
معامل درجة الحرارة – الذي يقيس مقدار انخفاض الإنتاج عند ارتفاع درجة حرارة اللوحة – يُقيم بـ -0.26 في المائة لكل درجة مئوية، مقابل -0.29 في المائة لوحدات TOPCon القياسية. قد يبدو هذا فرقاً صغيراً، لكن على الأسطح الأسترالية الحارة حيث تتجاوز درجات حرارة اللوحات بانتظام 60 درجة مئوية، فإن التأثير التراكمي على مدار السنة كبير. اللوحات التي لها معاملات درجة حرارة أفضل تنتج طاقة أكثر بالضبط عندما تكون الإشعاع الشمسي في أعلى مستوياته.
يُقيم التدهور على المدى الطويل بـ 1 في المائة في السنة الأولى و 0.35 في المائة سنوياً بعد ذلك، مما يعني الاحتفاظ بـ 90.6 في المائة من الإنتاج الأصلي بعد 30 سنة. هذا تنافسي مع أفضل اللوحات في السوق ويمثل تحسناً كبيراً على التصاميم الخلفية للجيل السابق التي عانت أحياناً من التدهور الأسرع.
وجدت درجات حرارة النقطة الساخنة – الحرارة الموضعية التي يمكن أن تلحق الضرر بالخلايا عندما يكون جزء من اللوحة مظللاً – أن تكون أقل بأكثر من 30 في المائة من وحدات TOPCon القابلة للمقارنة في الاختبارات. النقاط الساخنة هي مصدر قلق تتعلق بالموثوقية يمكن أن تقلل من عمر اللوحة وفي الحالات القصوى تشكل مخاطر حريق، لذا فإن درجات حرارة النقطة الساخنة الأقل تمثل ميزة الأداء والسلامة على حد سواء.
التطبيقات التجارية والصناعية
بينما يستهدف التنسيق 60 خلية في الأساس الأسطح السكنية، تستهدف Aiko أيضاً التركيبات التجارية والصناعية. على سطح تجاري نموذجي بمساحة 660 متر مربع باستخدام 196 وحدة، فإن استبدال لوحات TOPCon القياسية 510W باللوحات الجديدة 545W سيزيد من إجمالي سعة النظام من 100 كيلوواط إلى 107 كيلوواط دون تغيير موضع الأساس المادي. بالنسبة للشركات التي تكون مساحة السقف فيها ثابتة لكن الطلب على الكهرباء ينمو بسبب شحن المركبات الكهربائية ومضخات الحرارة وأحمال الكهربة الأخرى، قد تكون هذه السعة الإضافية بمثابة الفرق بين تلبية احتياجات الطاقة والفشل في القيام بذلك.
بالنسبة للتركيبات خارج الشبكة والنائية، تقدم Aiko متغيرات أحادية الزجاج مع زجاج أمامي بسمك 3.2 ملم معتمد لتأثير البرد بارتفاع 35 ملم بموجب معايير TUV و PVEL. تحمل الإصدارات ثنائية الزجاج شهادة IEC Fire Class A، مما يجعلها مناسبة للمناطق المعرضة لحرائق الأراضي الحرجة – وهي اعتبار مهم في السوق الأسترالية حيث يشكل خطر الحرائق البرية أكواد البناء ومتطلبات التأمين.
السياق والتوافر في السوق
تشهد صناعة الطاقة الشمسية انتقالاً تكنولوجياً من خلايا PERC، التي هيمنت على السوق على مدى العقد الماضي، إلى التصاميم من الجيل التالي بما في ذلك TOPCon والعقد المتغاير والعمارة الخلفية. اكتسبت TOPCon حصة سوقية بسرعة على مدى السنتين الماضيتين، لكن التصاميم الخلفية مثل ABC من Aiko تعد بالخطوة التالية في مكاسب الكفاءة.
من المتوقع أن تكون الطرز المقيمة بـ 535W إلى 540W متاحة بشكل عام اعتباراً من أواخر أبريل، مع نسخة الرائد 545W المتاحة بكميات محدودة في البداية. ستتبع متغيرات إضافية ثنائية الزجاج وسوداء بالكامل لاحقاً في السنة. تلقت الوحدات موافقة مجلس الطاقة النظيفة الأسترالي، مما يسمح بالتركيب بموجب برامج الحوافز للطاقة المتجددة في البلد.
مع ارتفاع أسعار الكهرباء وزيادة ربط أصحاب المنازل للطاقة الشمسية بالبطاريات والمركبات الكهربائية ومضخات الحرارة، فإن الطلب على أقصى إنتاج سقف لكل متر مربع سيكثف فقط. اللوحات التي توفر 545 واتاً في تنسيق سكني قياسي تمثل المعيار الجديد الذي سيحتاج المنافسون إلى مطابقته.
تستند هذه المقالة إلى التقارير الصحفية من PV Magazine. اقرأ المقالة الأصلية.
