وحدات الطاقة الشمسية شبه الصلبة المصممة حسب الطلب: حلول تصنيع المعدات الأصلية (OEM) وتصميمها (ODM) للمنتجات البحرية، والمركبات الترفيهية، والأنظمة خارج الشبكة

الألواح القياسية مصممة للأسقف. ربما لا يكون استخدامك للأسقف.

هذا النقص هو السبب وراء وجود وحدات الطاقة الشمسية شبه الصلبة، ولماذا تلجأ العديد من العلامات التجارية إلى طلب تصميم مخصص بدلاً من الشراء من الكتالوج. يتناول ما يلي المشاكل التي يواجهها المشترون، والحلول الهندسية التي تقدمها، وكيفية إدارة برنامج تصنيع المعدات الأصلية (OEM) أو برنامج تصميم وتصنيع المعدات الأصلية (ODM) من أول بريد إلكتروني إلى مرحلة الإنتاج.

الوزن والسماكة يعيقان التطبيق

وحدة الزجاج المؤطرة ثقيلة الوزن. يزن جهاز CLM-150MBC الصلب الخاص بنا 7.5 كجم ويبلغ ارتفاعه 30 مم. لا يمثل ذلك مشكلة عند تركيبه على الأرض، لكنه يصبح مشكلة حقيقية عند تركيبه على سطح كرفان أو قارب أو مع مجموعة طاقة محمولة.

كل كيلوغرام يُحسب عليك في مكان ما. في المركبات، يُقلل من الحمولة. في القوارب، يرفع مركز الثقل. في المنتجات الاستهلاكية المشحونة، يُضاف إلى فاتورة الشحن لكل وحدة تبيعها.

نادراً ما يكون سطح التركيب مستوياً

أسطح القوارب منحنية. أسطح الشاحنات منحنية. أغطية المقطورات، وهياكل الطائرات بدون طيار، وخزائن الاتصالات، جميعها لها شكلها الخاص، بينما لا يتبع الزجاج الصلب أيًا من هذه الأشكال. لذلك، يلجأ الفنيون إلى استخدام القضبان والأقواس والفواصل لسد هذه الفجوة - وهي أدوات تزيد من الارتفاع، ومقاومة الهواء، والتكلفة، ومسار تسرب جديد لكل مثبت.

لا أحد يستطيع المشي عليه

مساحة السطح والشرفة محدودة. لوحة الطاقة الشمسية التي لا يمكن الدوس عليها تُصبح عائقاً. عندها يفقد المالك تلك المساحة مرتين: مرة بسبب اللوحة، ومرة أخرى بسبب الممر المتبقي حولها.

الجهد لا يتوافق مع النظام

معظم الألواح الكهروضوئية الموجودة في الكتالوج مصممة للعمل مع سلاسل الشبكة، بينما تعمل المنتجات غير المتصلة بالشبكة عادةً بجهد 12 فولت أو 24 فولت. إذا اخترت الخيار الخاطئ، فإن وحدة التحكم إما تتجاهل الطاقة التي كان من الممكن استخدامها، أو لا تصل أبدًا إلى عتبة الشحن في صباح غائم.

اللوحة الشمسية لا تتناسب مع الجهاز، وهي ليست ملكك.

المنتجات الحقيقية لها أبعاد حقيقية. يبلغ عرض فتحة الباب 980 مم، وغطاء الخزانة 620 مم، ولوحة العرض 1134 مم؛ لا يمكنك تقليص حجم وحدة الطاقة الشمسية المصفحة بعد ذلك. ثم هناك مسألة الملصق. شحن لوحة شمسية تحمل اسم شركة أخرى لا يعني بناء علامة تجارية، بل إعادة بيع علامة تجارية موجودة.

الملاحظة الأولى: "شبه صلب" يصف بنية، وليس مادة

هذا الأمر يُربك الكثير من المشترين، لأن الألواح الشمسية المرنة وشبه الصلبة غالباً ما تشترك في نفس الطبقة الأمامية ونفس مادة التغليف. يكمن الاختلاف في الطبقة الداخلية، بعيداً عن الأنظار.

لا تحتوي اللوحة المرنة على صفيحة هيكلية؛ فهي تنحني بحرية وتستند على أي سطح تُثبّت عليه. أما اللوحة الشمسية شبه الصلبة، فلها صفيحة داعمة ملتصقة بالطبقة الرقيقة، وهذه الصفيحة هي التي تتحمل الحمل وتحدد الصلابة.

لذلك عندما يقول المورد "شبه صلب"، فإن سؤالًا واحدًا يحسم معظم الأمر: ما هي المادة المصنوع منها اللوح الخلفي، وما هو سمكه؟

الرؤية الثانية: اللوحة الخلفية تحدد كل شيء تقريبًا

لا يوجد خيار واحد يفوز بشكل قاطع. فلوحة الطاقة الشمسية القابلة للمشي على سطح السفينة ولوحة الطائرة المسيّرة خفيفة الوزن تتنافسان في اتجاهين متعاكسين. وهذا ما يجعل اختيار اللوحة أول قرار هندسي حقيقي في أي مشروع، والقرار الذي يستحق النقاش والنقاش مبكراً.

الرؤية الثالثة: لا يقتصر دور مادة ETFE على استبدال الزجاج فحسب

ETFE عبارة عن غشاء من البوليمر الفلوري، والأرقام الموثوقة تأتي من مصنعي الراتنج وليس من كتيبات الألواح. تنتج شركة AGC غشاء Fluon ETFE الخاص بها عبر من 12 ميكرومتر إلى 250 ميكرومتر وتتراوح التقارير التي تفيد بأن ينقل غشاء بسمك 50 ميكرومتر ما يقارب 95% من الضوء الساقط. تتراوح سماكة الألواح الأمامية الشمسية عمومًا بين عشرات الميكرونات إلى مئات الميكرونات، والاختيار هو مقايضة مباشرة: فالطبقة السميكة تقاوم التآكل بشكل أفضل، بينما الطبقة الرقيقة تمرر المزيد من الضوء.

تُعدّ المتانة أبرز نقاط قوة هذا المنتج. تشير شركة AGC إلى عدم وجود أي تدهور تقريبًا بعد 16000 ساعة من التعرض المتسارع للعوامل الجوية، وهو ما يعادل أكثر من ثلاثين عامًا في الهواء الطلق. كما تُشير إلى زاوية تلامس الماء البالغة 106 درجات. هذه الزاوية الأخيرة هي السبب في سهولة إزالة الأوساخ وطبقة الملح بدلًا من التصاقها.

يُضفي سطح ETFE المُحكم ميزةً أخرى جديرة بالذكر: سطح مانع للانزلاق. هذا الملمس هو ما يجعل اللوح قابلاً للاستخدام على سطح مبلل بدلاً من أن يُشكّل خطراً.

الرؤية الرابعة: خلايا التلامس الخلفي تناسب الهياكل شبه الصلبة بشكل جيد للغاية

تُنقل خلايا التوصيل الخلفي (BC) جميع نقاط التوصيل الكهربائية إلى الخلف، مما يجعل الواجهة الأمامية خالية تمامًا. كل ذلك في وحدة مدمجة وخالية من الزجاج، توفر لك أربعة مزايا.

سلوك الظل. دراسة أجرتها شركة TÜV NORD ونُشرت في مجلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وجد أن تستهلك خلية BC واحدة مظللة بالكامل حوالي 12.9% من طاقة الوحدة، مقابل حوالي 33.9% لوحدة TOPCon مماثلة. الآلية محددة. تتعطل خلية BC عند حوالي 5 فولت، ولكن يلزم حوالي 15 فولت من الانحياز العكسي الكلي قبل أن يتم تفعيل الصمام الثنائي الالتفافي. بعبارة أخرى، يستمر التيار في التدفق، بينما في حالة سلسلة TOPCon الفرعية، يكون التيار قد توقف عن العمل بالفعل.

هناك حدّان لهذا الرقم، ونادرًا ما يُذكران. أولًا، قُيست الميزة بانتشار التظليل على أجزاء فرعية مختلفة ضمن سلسلة واحدة. ثانيًا، تتلاشى هذه الميزة بسرعة - تتفوق تقنية BC عندما تكون ثلاث خلايا أو أقل مظللة، وبمجرد تجاوز التظليل أربع خلايا، تتقارب التقنيتان في الخسائر قرب 50%. وقد وجدت دراسة منفصلة أجرتها شركة Trina Solar وجامعة نانتشانغ، ونُشرت في أغسطس 2025، نفس العتبة. لذلك، تتفوق تقنية BC في الظل الخفيف والمتقطع: كقضيب سكة حديد، أو عمود، أو ورقة شجر، أو فضلات طائر. أما إذا وُضعت تحت ظل حقيقي، فستختفي الميزة.

تستحق الأدلة المضادة أيضاً تسليط الضوء عليها. في اختبارات ميدانية معتمدة من TÜV Nord في كاغوشيما، اليابان،, سجلت وحدة TOPCon نسبة أداء بلغت 94.19% مقابل 91.99% لـ BC من النوع p و 89.29% لـ BC من النوع n. أُجريت هذه الاختبارات بتكليف من مصنعي TOPCon، لذا ضع ذلك في اعتبارك عند قراءتها، لكن الفكرة الأساسية سليمة. يُعدّ تحمل الظل أحد المتغيرات العديدة، وليس العامل الوحيد المؤثر في الإنتاجية. بالنسبة للمنتجات المدمجة غير المتصلة بالشبكة والتي توجد بها عوائق قريبة باستمرار، عادةً ما يكون هذا المتغير هو الذي يحدد النتيجة. أما في حالة المصفوفات الشمسية غير المظللة، فإنّ جدوى تقنية BC تعتمد على عوامل أخرى تمامًا.

السلوك الحراري. تحمل وحدات BC عادةً رمز P_الأعلى معامل قريب من -0.26%/°C. مع ذلك، كن دقيقًا بشأن حجم هذا المكسب: تُقدّر شركة LONGi التحسن مقارنةً بـ TOPCon بحوالي 0.03%/°C, وهذا يضع تقنية TOPCon السائدة عند درجة حرارة تقارب -0.29%/°C. ميزة حقيقية، وإن كانت متواضعة. تبرز أهميتها بشكل خاص في المناطق التي ترتفع فيها درجة حرارة الخلايا. فاللوحة الشمسية الملتصقة بشكل مسطح بسطح خشبي، دون وجود تهوية خلفها، ترتفع درجة حرارتها بشكل كبير. وهذا هو الجانب السلبي أيضاً: فأسلوب التركيب نفسه يقلل من كفاءة الطاقة التي توفرها تقنية الخلايا.

الإجهاد الميكانيكي. تتميز الواجهة الأمامية الخالية من قضبان التوصيل بتركيزات إجهاد أقل، وهذا أمر مهم في لوحة من المتوقع أن تنثني قليلاً وأن تتعرض للدوس.

مظهر. لا توجد خطوط شبكية، ولا وصلات مرئية. على سطح اليخت أو السطح المعماري، يبدو اللون الأسود الموحد وكأنه لمسة نهائية أنيقة.

الرؤية الخامسة: الغطاء لا يحدد الطاقة، بل الخلايا هي التي تحددها

إليكم مقارنة ستفاجئ الناس. خذوا مثالنا الجامد CLM-150MBC وأعد بناء مصفوفة التلامس الخلفي المتطابقة 3 × 12 كطبقة رقيقة شبه صلبة من مادة ETFE. نفس الخلايا، نفس عدد الخلايا المتصلة على التوالي، نفس المساحة. المواصفات الكهربائية متطابقة، لأن الزجاج لم يكن يولد الطاقة أصلاً.

من الناحية البصرية، هذا صحيح. فالزجاج الشمسي المطلي بطبقة مضادة للانعكاس والطبقة الأمامية الرقيقة من مادة ETFE ينقلان الضوء ضمن نطاق نقطتين متقاربتين، لذا فإن مصفوفة الخلايا المتشابهة تُنتج نفس القدرة الكهربائية. ما يتغير هو كل شيء هيكلي - وهذا هو جوهر الفكرة.

اقرأ الجدول وستتضح لك الحجة. كل صف كهربائي متطابق. ما تبقى هو 25 ملم من السماكة وعدة كيلوغرامات. على متن قارب أو شاحنة، كان هذا هو الفرق الوحيد المهم.

لماذا يُعتبر عدد الثنائيات نطاقًا وليس رقمًا؟

لاحظ أن المثال شبه الصلب يذكر من واحد إلى ثلاثة ثنائيات تجاوز بدلاً من عدد ثابت. هذا مقصود، لأن عدد الثنائيات في الوحدات الصغيرة يُعد قرارًا تصميميًا ذا عواقب حقيقية.

يُعدّ الصمام الثنائي الواحد الأرخص ثمناً ويشغل أقل مساحة في صندوق التوصيل ذي التصميم المنخفض. كما أنه يحمي وحدة الطاقة الشمسية كوحدة واحدة، لذا عند تعرضها للظل، يتوقف عمل اللوحة الشمسية بالكامل. يقسم صمامان ثنائيان سلسلة من 36 خلية إلى نصفين. أما ثلاثة صمامات ثنائية فتقسمها إلى ثلاثة أجزاء: عندها، يؤدي وجود زاوية مظللة إلى انخفاض الإنتاج إلى الثلث بدلاً من انخفاضه بالكامل، وذلك بتكلفة صندوق أكبر ومزيد من التوصيلات.

هناك تفصيل خاص بخلايا BC يستحق المعرفة هنا. نظرًا لأن خلايا BC تتلف تدريجيًا، فإنها تتحمل الظل الخفيف داخليًا قبل تشغيل الصمام الثنائي، مما يغير نطاق عمل الصمام الثنائي. في اللوحات التي يمكن المشي عليها، غالبًا ما تحدد القيود الفيزيائية ذلك: فالطبقة الرقيقة تترك مساحة محدودة لصندوق التوصيل، والصناديق منخفضة الارتفاع تحتوي على عدد أقل من الصمامات الثنائية. لذا، أخبرنا بنمط التظليل الذي تتوقعه، وسيتم تحديد العدد بناءً على ذلك وليس بناءً على الإعدادات الافتراضية في الكتالوج.

الجهد الكهربائي هو خيار تصميمي، وليس خاصية ثابتة

يُحدد عدد الخلايا المتصلة على التوالي الجهد، بينما يُحدد حجم الخلية وتصميمها التيار. بتغيير أيٍّ منهما، يتغير أداء نظام الألواح الشمسية تبعًا لذلك. يُعد الجهد العامل الأقل استخدامًا في تصميم الوحدات الشمسية المخصصة، وهو العامل الذي غالبًا ما يُؤجل تحديده.

إذن، سلسلة CLM-150ME تريد نقطة الطاقة القصوى, وهذا يحوّل الجهد الزائد إلى تيار شحن إضافي. اعتبر ذلك ميزة، لا قيدًا. كما أن زيادة جهد المصفوفة يعني كابلًا أرقّ وانخفاضًا أقل في الجهد على مسافة طويلة - وهو ما تحتاجه أسطح القوارب أو الحافلات تحديدًا.

إذا كان المنتج يتطلب العمل مع وحدة تحكم PWM منخفضة التكلفة، فاذكر ذلك في الموجز. عندها سنقوم ببناء سلسلة جهد اسمي 12 فولت حقيقية باستخدام V_{عضو البرلمان} في نطاق الجهد 17-18 فولت - نفس تصميم الألواح الشمسية، ولكن عدد التوصيلات مختلف. وهذا تحديدًا هو سبب وجوب ذكر الجهد في الرسالة الأولى وليس الأخيرة.

يُعرض هنا نموذج CLM-150ME كنموذج توضيحي مبني على مصفوفة خلايا CLM-150MBC. يتم تأكيد القيم النهائية على الرسم المعتمد وقت الطلب.

الرؤية السادسة: عملية شراء المعدات الأصلية (OEM) وعملية شراء التصميم والتصنيع الأصلي (ODM) ليستا عملية شراء واحدة

في الواقع، تقع معظم المشاريع بين هذين النمطين. يأتي المشتري برسم تخطيطي أولي وجهد البطارية، ويتولى المصنع إكمال التصميم. هذا الأسلوب ناجح تمامًا، شريطة أن يكون الجميع على دراية تامة بمن يوقع على ماذا.

الرؤية السابعة: بيانات الاختبار تتجاوز حاجز الشهادة

عادةً ما تُصنع النماذج المُخصصة لتلبية معايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) أو تجاوزها، بدلاً من اعتمادها بشكل فردي، لأن كل نموذج يُعد تصميمًا قائمًا بذاته. من المهم توضيح معنى هذه العبارة بدقة. فعبارة "مُصنّع وفقًا لمعيار IEC 61215" هي ادعاء من جهة التصنيع، بينما الشهادة هي تقرير اختبار صادر عن جهة خارجية مرتبط بقائمة مواد محددة. وهما ليسا متطابقين.

يعتمد اختيارك على السوق المستهدف، وليس على اللوحة نفسها. تُعتبر الوحدة المُثبّتة على سطح قارب أو سقف مركبة من المعدات المتنقلة، وبالتالي لا تخضع لقوانين البناء. أما تثبيت وحدة على مبنى في الولايات المتحدة، فيتطلب عادةً شهادة اعتماد من مختبرات الاختبارات الوطنية (NRTL) وفقًا لمعيار UL 61730 قبل أن يُجيزها المفتش. توضح شركة UL Solutions كيف تُحفز معايير NEC وIBC وIRC هذا الشرط.. في الاتحاد الأوروبي، تُطبق التزامات علامة CE. يجب تسوية هذا الأمر في مرحلة التصميم الأولي، لأن إضافة شهادة لاحقة إلى تصميم ثابت يُعدّ الخطأ الأكثر تكلفة في هذا المجال.

بالنسبة للنقاط المرجعية التقنية،, IEC 61215-2:2021 هذا هو المستند الذي يجب معرفته. أضافت طبعته الثانية اختبار انحناء (MQT 22) مصمم خصيصًا للوحدات المرنة. كما أُضيف اختبار الحمل الميكانيكي الدوري (MQT 20) واختبار كشف PID (MQT 21) في نفس المراجعة. أما اختبار الحمل الساكن (MQT 16)، واختبار الحرارة الرطبة، واختبار التدوير الحراري، واختبار التجميد والرطوبة، فتغطي جوانب الرطوبة والإجهاد. كما نقحت هذه الطبعة اختبار الصمام الثنائي الالتفافي الحراري (MQT 18)، وهو أمر بالغ الأهمية إذا كان تصميمك يحتوي على أكثر من صمام ثنائي.

ما يمكنك تخصيصه

• الأبعاد والشكل ونصف قطر الزاوية
• الطاقة، فولت_{عضو البرلمان}, ، الخامس_oc, وتصميم الخلايا لجهد 12 فولت أو 24 فولت أو أعلى
• مادة وسمك اللوحة الخلفية
• عدد ثنائيات التجاوز وحدود السلسلة الفرعية
• السطح الأمامي: شفاف، أو ذو ملمس، أو مانع للانزلاق
• لون الغلاف الخلفي، بما في ذلك الأسود الكامل
• طول الكابل، وقطره، وموضع خروجه، ونوع الموصل
• أنواع صناديق التوصيل، بما في ذلك الصناديق منخفضة الارتفاع والصناديق ذات المخرج الجانبي
• طريقة التركيب: حلقات معدنية، سطح جاهز للصق، مسامير ملصقة، أو شريط حافة
• تقنية الخلايا: معيار HPBC، مع توفر ABC أو TBC
• العلامة التجارية الخاصة، والشعار المطبوع، والترقيم التسلسلي، والتغليف حسب الطلب

1. أظهرت دراسة أجرتها شركة TÜV NORD أن ميزة التلامس الخلفي مقارنةً بتقنية TOPCon تقتصر على ظروف التظليل الخفيفة. — مجلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، 8 يوليو 2026. مصدر بيانات الخلايا المفردة 12.9% / 33.9%، وعتبة الخلايا الأربع، وآلية انهيار 5 فولت / تنشيط الصمام الثنائي 15 فولت. يُشير التقرير إلى ورقة بحثية بعنوان "دراسة مقارنة لأداء وحدات BC وTOPCon في ظروف التظليل الجزئي"، نُشرت في طاقة شمسية, ودراسة جامعة نانتشانغ/ترينا سولار التي أجريت في أغسطس 2025 والتي وصلت إلى عتبة مماثلة.
2. تؤكد شركتا جينكو سولار وترينا أن وحدات TOPCon تتفوق على ألواح التلامس الخلفي من النوع p. — مجلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، 18 أكتوبر 2024. تقرير مستقل عن الاختبارات الميدانية التي تم التحقق منها من قبل TÜV Nord في كاغوشيما ونسب الأداء 94.19% / 91.99% / 89.29%.
3. إطلاق LONGi Hi-MO X10 / HPBC 2.0 — LONGi. مصدر معامل −0.26%/°C وفرق ~0.03%/°C مقابل TOPCon.
4. IEC 61215-2:2021 — وحدات الطاقة الشمسية الأرضية: تأهيل التصميم والموافقة على النوع، الجزء 2: إجراءات الاختبار (متجر IEC الإلكتروني). يضيف الإصدار الثاني اختبار الانحناء MQT 20 وMQT 21 وMQT 22 للوحدات المرنة، ويراجع اختبار MQT 18 الحراري للثنائي الجانبي.
5. IEC 63092-1:2020 — الخلايا الكهروضوئية في المباني، الجزء 1: متطلبات وحدات الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني.
6. اختبار واعتماد أنظمة الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني — حلول UL، مدرجة في قائمة NRTL و UL 61730 بموجب NEC و IBC و IRC.
7. فيلم فلون إي تي إف إي و الوظائف والمزايا — شركة AGC للمواد الكيميائية. نطاق سمك الفيلم، نفاذية 95% عند 50 ميكرومتر، نتيجة التجوية لمدة 16000 ساعة، زاوية التلامس 106 درجة.
8. أي نوع من منظمات شحن الطاقة الشمسية تفضل: PWM أم MPPT؟ — مذكرة فنية من شركة فيكترون للطاقة. تشرح سبب قيام وحدة التحكم PWM بخفض جهد المصفوفة إلى جهد البطارية.
9. ألواح شمسية شبه صلبة للقوارب والشاحنات الصغيرة وأرصفة الموانئ — كولينرجي.
10. HPBC أم ABC؟ قارن بين تقنيات الألواح الشمسية ذات التلامس الخلفي — كولينرجي.
11. وحدات الطاقة الشمسية من شركة BC Solar، والألواح المرنة، وحلول تصنيع المعدات الأصلية المخصصة من الصين — كولينرجي.
12. الألواح الشمسية في الظل: اختبار HPBC 2.0، وABC مقابل TOPCon — كولينرجي.