مقارنة أداء التظليل بين BC وTOPCon: ما تثبته دراسة TÜV NORD الجديدة حقًا

يسمع مشتري الطاقة الشمسية ادعاءات مبالغ فيها يوميًا. "ألواح التوصيل الخلفي لا تفقد الطاقة أبدًا بسبب الظل." "شركة توبكون تتفوق دائمًا من حيث الإنتاجية." لكن لا يصمد أي من هذين الادعاءين أمام التدقيق.

أ دراسة جديدة من TÜV NORD, ، نُشر في طاقة شمسية في عام 2026، حسمت الأرقام النهائية الجدل الدائر حول التظليل. وأكدت أن وحدات التلامس الخلفي (BC) تتفوق على وحدات TOPCon في ظروف تظليل معينة، كما حددت بوضوح حدود هذا التفوق.

تُفصّل هذه المقالة نتائج الدراسة، وأسباب حدوثها، وما يعنيه ذلك عند شراء أو تركيب أو تحديد مواصفات الألواح الشمسية. كما نستعرض نقاط قوة شركة TOPCon، لنقدم لكم صورة شاملة، لا مجرد جانب واحد منها.

التظليل باستخدام BC مقابل التظليل باستخدام TOPCon: الإجابة السريعة

تتفوق وحدات BC على وحدات TOPCon عندما يكون التظليل صغيرًا ومتفرقًا. فكر في فضلات الطيور، أو بعض الأوراق المتساقطة، أو ظل عمود رقيق يعبر خلية أو خليتين.

بمجرد أن يتجاوز التظليل ثلاث خلايا في سلسلة واحدة، يختفي هذا التفوق. عندها تفقد كلتا التقنيتين ما يقارب نصف إنتاجهما من الطاقة. أما التظليل بين صفوف الخلايا في مزارع الطاقة الشمسية فلا يُظهر أي فرق يُذكر.

داخل دراسة TÜV NORD

تُعدّ TÜV NORD إحدى أكثر هيئات الاختبار المستقلة احترامًا في قطاع الطاقة الشمسية. تجدر الإشارة مُسبقًا إلى أن TÜV NORD وTÜV Rheinland جهتان منفصلتان تتنافسان في مجال منح الشهادات، وليستا قسمين من شركة واحدة. وقد ورد ذكر كلتيهما في هذه المقالة، لذا يُرجى مراعاة هذا التمييز عند الاطلاع على نتائج الاختبارات المنسوبة إلى كل منهما.

أجرى باحثون بقيادة المؤلف الرئيسي كوهين تشين عمليات محاكاة واختبارات معملية في منشأة معتمدة من قبل CNAS. واستخدموا جهاز محاكاة شمسي نبضي في ظل ظروف اختبار قياسية (STC).

قام الفريق بتصميم وحدات اختبار متطابقة من نوعي BC وTOPCon لضمان عدالة المقارنة. استخدمت كل وحدة تصميمًا مكونًا من 66 خلية، و132 نصف مقطوعة، مع ثلاث سلاسل فرعية، وحملت كل سلسلة فرعية صمامًا ثنائيًا جانبيًا خاصًا بها. لم يختلف بين العينات سوى تقنية الخلايا.

ثم قام الباحثون بتطبيق نموذج ثنائي مزدوج لمحاكاة سلوك الوحدة. يأخذ هذا النموذج في الحسبان التيار الضوئي، وفقدان الطاقة في الثنائي، وتأثيرات الانهيار العكسي. وهو مناسب تمامًا لرصد كيفية تفاعل الوحدة عندما يدخل جزء منها في الظل.

ستة أنماط تظليل واقعية

اختبرت الدراسة ستة سيناريوهات للتظليل تم تصميمها بناءً على ظروف ميدانية فعلية:

• تظليل النقاط - الغبار أو فضلات الطيور على الخلايا المفردة
• تظليل الرقعة — مجموعة من الأوراق المتساقطة
• التظليل الخطي — ظل من عمود أو سياج
• تظليل الصف الجانبي الطويل — وحدات الصف الأمامي تُظلل الصفوف الخلفية
• تظليل الصف الجانبي القصير — الظلال الناتجة عن المباني أو الأفق
• أنماط السلاسل الفرعية المتقاطعة المختلطة — تظليل متفرق عبر سلاسل فرعية متعددة

هذا النطاق مهم. استندت العديد من الادعاءات السابقة حول أداء تظليل BC على اختبار معملي واحد أو نمط تظليل واحد. اختبار ستة أنماط يعطي صورة أشمل وأكثر واقعية من الناحية الميدانية.

لماذا تتعامل خلايا سرطان الثدي مع الظلال الصغيرة بشكل أفضل

وتتلخص الميزة في خاصية كهربائية واحدة: جهد الانهيار.

تتعطل خلايا BC عند جهد منخفض، حوالي 5 فولت. عندما تتعرض خلية BC للظل، فإنها تسمح بمرور بعض التيار بدلاً من منعه تمامًا. يُطلق المهندسون على هذه الظاهرة اسم الانهيار التدريجي عند الجهد المنخفض.

تتميز خلايا TOPCon بجهد انهيار أعلى. تقاوم خلية TOPCon المظللة التيار بقوة أكبر، مما يدفع السلسلة الفرعية بأكملها نحو تفعيل ثنائي التجاوز بشكل أسرع.

تحمي الثنائيات الالتفافية الوحدة عن طريق توجيه التيار حول الجزء المظلل. كما يؤدي تفعيل الثنائي إلى إزالة مساهمة الطاقة من ذلك الجزء. وكلما تأخر تفعيل الثنائي، زادت الطاقة التي تحتفظ بها الوحدة.

يحتاج الصمام الثنائي الالتفافي إلى حوالي 15 فولت من الانحياز العكسي الكلي للتشغيل. تساهم كل خلية BC بحوالي 5 فولت في هذا الجهد. لذا، يتطلب الأمر ثلاث خلايا BC منحازة عكسيًا بالكامل لتشغيل الصمام الثنائي. تصل خلايا TOPCon إلى نفس الجهد باستخدام عدد أقل بكثير من الخلايا المظللة، نظرًا لأن جهد انهيارها أعلى بكثير لكل خلية.

هذا هو السبب المادي وراء الأرقام الرئيسية. مع تظليل خلية واحدة بالكامل، قام مختبر TÜV NORD بقياس ما يلي:

في هذا السيناريو، تبلغ خسارة TOPCon حوالي 2.6 ضعف خسارة BC. هذه فجوة كبيرة، وهي أوضح دليل حتى الآن على أن ميزة التظليل التي تتمتع بها BC حقيقية، وليست مجرد حيلة تسويقية.

قاعدة العتبة الثلاثية

هذا هو الجزء الذي تغفله معظم مواد المبيعات.

وجد فريق TÜV NORD أن ميزة BC لا تتحقق إلا عندما يتم تظليل ثلاث خلايا أو أقل عبر سلاسل فرعية مختلفة في سلسلة واحدة. إذا تجاوزنا هذه النقطة، تتغير قوانين الفيزياء.

عندما تدخل أربع خلايا أو أكثر في ظلام دامس، يتراكم انحياز عكسي كافٍ لتشغيل صمام التجاوز في كلا التقنيتين. ومن ثم، تفقد وحدات BC وTOPCon الطاقة بمعدل متقارب، حوالي 50%.

هذه ليست نتيجة لمرة واحدة. في وقت سابق دراسة أجريت عام 2025 من قبل شركة ترينا سولار وجامعة نانتشانغ توصلت دراسة مستقلة إلى النتيجة نفسها، باستخدام اختبارات التظليل الميدانية والمخبرية الخاصة بها. وخلصت تلك الدراسة إلى أن وحدات BC تتفوق على وحدات TOPCon فقط عندما يكون عدد الخلايا المظللة في سلسلة فرعية أقل من ثلاث خلايا، وعزت هذا التأثير إلى العلاقة نفسها بين جهد الانهيار من 5 فولت إلى 15 فولت.

توصل فريقان مستقلان، باستخدام أساليب مختلفة واهتمامات مؤسسية متباينة، إلى نفس العتبة الفيزيائية. هذا النوع من الاتفاق نادر في أبحاث الطاقة الشمسية. وهو مؤشر قوي على أن قاعدة الخلايا الثلاث تعكس فيزياء الجهاز الحقيقية، وليست مجرد خلل في إعداد اختبار واحد.

لماذا يُعد هذا الأمر مهمًا للمشترين؟

تتجاهل معظم الادعاءات التسويقية حول أداء تظليل BC العتبة تمامًا، إذ توحي بأن الميزة قائمة في جميع ظروف التظليل. لكن الأبحاث تُشير إلى خلاف ذلك.

أين تختفي ميزة BC: تظليل الصفوف

اختبرت دراسة TÜV NORD أيضًا تظليل الصفوف الطويلة والقصيرة. هذا هو النمط الذي ينتج عندما يُلقي صف من الألواح المثبتة على الأرض بظلاله على الصف الذي يليه.

النتيجة: لا يوجد فرق يُذكر بين BC وTOPCon. في حالة التظليل على الجانب الطويل، أظهرت كلتا الوحدتين نفس منحنى الإخراج المتدرج ثنائي النمط. أما في حالة التظليل على الجانب القصير، فلم تدخل الخلايا المظللة في أي من الوحدتين في انحياز عكسي، وبالتالي لم تُفعّل أي منهما الآلية التي تُعطي BC ميزتها.

لهذا الأمر تبعات عملية مباشرة على مطوري مشاريع الطاقة واسعة النطاق. يُعدّ التظليل بين الصفوف النوع الأكثر شيوعًا في المصفوفات الأرضية الكبيرة، وهو تحديدًا النوع الذي لا يُقدّم فيه التظليل بين الصفوف أي ميزة.

تكمن قوة شركة BC الحقيقية في مكان آخر: التلوث المعزول والعوائق الصغيرة على الخلايا الفردية. وهذا يشير مباشرة إلى أسطح المنازل والألواح المحمولة والمنتجات المدمجة في المباني، وليس إلى مزارع الطاقة الشمسية.

الجانب الآخر: إلى أين يقود مؤتمر توب كون

لا يقتصر الأمر على التظليل فقط. تشير العديد من الاختبارات الميدانية إلى ميزة منفصلة وموثقة جيدًا لتقنية TOPCon: إجمالي إنتاج الطاقة السنوي، خاصة في ظروف الإضاءة المنخفضة والغيوم.

الآلية المقترحة متسقة في جميع هذه التقارير: كفاءة ثنائية الوجه أعلى وتحكم أدق في تيار التسريب في ظروف الإضاءة المنخفضة. تعمل وحدات TOPCon من النوع N النموذجية بكفاءة ثنائية الوجه تتراوح بين 80 و85%، مقابل حوالي 70% للعديد من وحدات BC ثنائية الوجه من النوع N. يساعد هذان العاملان TOPCon على الاستمرار في توليد الطاقة بشكل أكثر اتساقًا خلال الأيام الغائمة، وعند الفجر، وعند الغسق.

تحذير هام للمشترين: تنطبق هذه المقارنة على الوحدات ثنائية الوجه المصنوعة من الزجاج. أما الألواح المرنة ذات التلامس الخلفي المصنوعة من مادة ETFE، الشائعة في التطبيقات المحمولة والبحرية وتطبيقات الأسطح المنحنية، فتستخدم طبقة خلفية معتمة بحكم تصميمها، وهي أحادية الوجه. ولا تُعدّ ثنائية الوجه معيارًا مناسبًا للمقارنة في هذه الفئة من المنتجات، لأن هذه الألواح غير مصممة أساسًا لالتقاط الضوء من الجهة الخلفية.

ليست جميع وحدات BC متماثلة

هناك نقطة مهمة يجب مراعاتها: تقنية BC ليست تقنية موحدة. تختلف نتائج الاعتماد باختلاف الشركة المصنعة وتصميم الخلية.

حصلت تقنية HPBC 2.0 من شركة LONGi (المستخدمة في وحدة Hi-MO X10) على جائزة حصلت شركة TÜV Rheinland على تصنيف A+ لأداء مقاومة التظليل في يونيو 2025. تحت تأثير التظليل النقطي مثل الغبار أو فضلات الطيور، وجدت الاختبارات المستقلة المعتمدة من CPVT ما يلي:

• بلغت درجة الحرارة المحلية القصوى حوالي 100 درجة مئوية على جهاز HPBC 2.0، مقابل أكثر من 160 درجة مئوية على جهاز TOPCon تحت نفس ظروف التظليل، بفارق حوالي 77 درجة مئوية.
• مع تظليل خلية واحدة 50%، بلغ متوسط فقد الطاقة في HPBC 2.0 10.15%، مقابل 36.48% لـ TOPCon، أي ما يقارب أربعة أضعاف الفرق.

تجدر الإشارة إلى أن هذه الأرقام مستقاة من اختبارات معتمدة من جهات خارجية (TÜV Rheinland، CPVT)، وليست من مواد التسويق الخاصة بالشركات المصنعة، والتي قد تُشير أحيانًا إلى أرقام تحسين أكبر وأقل تحديدًا. وهذا يُوضح للمشترين أمرًا عمليًا: ضمن فئة الخلايا الشمسية، لا تزال بنية الخلية وجودة الاعتماد مهمة. فوجود علامة "BC" عامة على ورقة البيانات لا يضمن تطابق مقاومة التظليل لدى جميع الموردين.

كفاءة الوحدات في عام 2026: لمحة سريعة

وفقا ل متتبع أفضل وحدات الطاقة الشمسية من TaiyangNews, كانت وحدات BC أول تقنية سيليكون بلوري تصل إلى كفاءة تجارية تبلغ 25%، وهو إنجاز تاريخي تحقق في أبريل 2026. ومن الجدير بالذكر أن هذا الرقم القياسي يعود حاليًا إلى تصميمات التلامس الخلفي الهجينة الأحدث، التي تجمع بين هندسة التلامس الخلفي والتخميل من نوع الوصلة غير المتجانسة، وليس إلى وحدات التلامس الخلفي القياسية بشكل عام. وقد تجاوزت TOPCon حاجز 24% التجاري في الشهر نفسه.

على مستوى الخلية، تشير التقديرات الشائعة في الأدبيات التقنية الصناعية إلى أن بنى التلامس الخلفي تتمتع بسقف نظري يزيد بنحو 1.2 إلى 2 نقطة مئوية عن بنية TOPCon التقليدية، ويعود ذلك أساسًا إلى أن إزالة خطوط الشبكة الأمامية تُزيل فقدًا بصريًا صغيرًا ولكنه مستمر. يُرجى اعتبار هذا تقديرًا تقريبيًا، وليس رقمًا ثابتًا، لأنه يختلف باختلاف تصميم الخلية.

لا تزال تقنية TOPCon تستحوذ على الحصة الأكبر من سوق الوحدات العالمية، والتي تُعرف عادةً باسم 70-80%. أما تقنية BC وغيرها من أنواع التوصيل الخلفي، فتتراوح حصتها اليوم بين خانة الآحاد العليا، مع توقعات العديد من خطط الصناعة بنمو ملحوظ في حصتها بحلول نهاية العقد مع استمرار انخفاض تكاليف التصنيع.

اختيار التكنولوجيا المناسبة حسب نوع المشروع

استخدم هذا الجدول كنقطة انطلاق، وليس كإجابة نهائية. لكل موقع نمط تظليل خاص به، وشكل هندسي للسقف، ومناخ خاص به.

أياً كانت التقنية التي تختارها، تأكد من أن الوحدة لا تزال تستوفي معايير السلامة والمتانة الأساسية IEC 61215 وIEC 61730. يُعدّ أداء التظليل أحد العوامل العديدة، وليس بديلاً عن شهادة المطابقة للمعايير.

قائمة مراجعة للمشتري قبل اتخاذ القرار

قبل اختيار تقنية وحدة نمطية بناءً على ادعاءات التظليل فقط، راجع هذه القائمة:

الأسئلة الشائعة

النقاط الرئيسية

تحدث إلى أخصائي الوحدة

يعتمد اختيارك بين BC و TOPCon على نمط التظليل الفعلي لمشروعك، وتصميم التركيب، والظروف المناخية، وليس على رقم واحد. فكل موقع يختلف عن الآخر.

تقوم شركة كولينرجي بتصميم وتصنيع ألواح التلامس الخلفي المرنة المصنوعة من مادة ETFE، ووحدات التلامس الخلفي الصلبة، وتكوينات OEM/ODM المخصصة للموزعين والفنيين وفرق المشاريع في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا. يمكن لفريقنا الفني مساعدتك في اختيار تقنية الخلايا المناسبة لظروف موقعك، سواء كان ذلك تركيب نظام BIPV ذي سطح منحني، أو سطح مبنى ذي تظليل مختلط، أو مصفوفة أرضية واسعة النطاق.

توضح الأرقام المذكورة أعلاه لشهادة LONGi HPBC 2.0 المستقلة أفضل ما يمكن أن تبدو عليه شهادة التظليل في أفضل حالاتها، وليست ادعاءً يخص منتجاتنا. اطلب منا مباشرةً تقارير اختبار IEC 61215/61730 وبيانات التظليل الخاصة بالوحدة التي تقوم بتقييمها من Couleenergy - فنحن نفضل أن تتحقق بنفسك بدلاً من الاعتماد على كلامنا.