فرق السعر بين وحدة بيرك أحادية ولوحة الطاقة الشمسية متعددة الطبقات

ارتفاع التكاليف في صناعة الطاقة الشمسية

في السنوات الأخيرة، استمرت تكاليف العمالة والأراضي في الارتفاع. ويحدث الأمر نفسه حتى في دول مثل الهند، نظرًا للتنمية الاقتصادية وندرة الأراضي الصالحة للتركيب. وبالنظر إلى السلع السائبة، مثل الألومنيوم (دعامات التركيب) والكابلات المستخدمة في بناء أنظمة الطاقة الشمسية/محطات الطاقة الشمسية، نجد أنها تشهد أيضًا ارتفاعًا في الطلب.

خفض التكاليف من خلال الكفاءة

في مثل هذا النمط الكبير، من أجل الاستمرار في خفض تكلفة بناء أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، بالإضافة إلى خفض سعر الوحدات الشمسية، فإن الطريقة الأكثر فعالية هي تحسين الكفاءةفي بعض أنظمة الطاقة الشمسية، تشكل التكلفة المرتبطة بالمساحة نصف إجمالي تكلفة المشروع، وسيكون تأثير خفض التكاليف الناتج عن زيادة الكفاءة في المستقبل أكبر بكثير من مجرد خفض سعر الألواح الشمسية.

فهم التكاليف المرتبطة بالمنطقة

تشير التكلفة المرتبطة بالمساحة إلى التكلفة المرتبطة مباشرةً بالأمتار المربعة للألواح الشمسية أثناء إنشاء محطات الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، تكاليف النقل والتركيب والكابلات والتركيب والأرض والتشغيل والصيانة جميعها تكاليف مرتبطة بالمساحة. إن اختيار وحدات الطاقة الشمسية عالية الكفاءة لا يمكن أن يقلل فقط من تكلفة المساحة المرتبطة بالاستثمار الأولي، بل يوفر أيضًا تكاليف الصيانة مثل التنظيف واستبدال الكابلات واستبدال التركيب وما إلى ذلك.

تحليل التكلفة لكل وحدة

تعتمد تكلفة المساحة على وحدة شمسية واحدة. قد تؤدي أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المختلفة (الأنظمة المتصلة بالشبكة، والأنظمة الهجينة/الشبكية، والأنظمة المستقلة عن الشبكة)، واختلاف مساحات البناء، وتكاليف العمالة، إلى اختلافات كبيرة في تكلفة المساحة. ومع ذلك، نجد أن تكلفة المساحة تتراوح غالبًا بين $80 و$119 للوحدة. أي أنه أثناء بناء نظام الطاقة الشمسية، عادةً ما تتجاوز تكلفة النقل والتركيب والكابلات وأساسات الخوازيق والأرض لوحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المكونة من 60 خلية $80. لذلك، أصبح خفض تكلفة الوحدة مسألة ملحة تحتاج إلى حل، وهو أيضًا الأساس المنطقي الاقتصادي لوحدات الطاقة الشمسية عالية الكفاءة ذات السعر المرتفع.

مقارنة إنتاج الطاقة

نظراً لاختلاف طرق التغليف وجودة الرقاقات والخلايا، قد يختلف خرج الطاقة المُصنّف (Pmax) للوحدات الشمسية اختلافاً كبيراً. يبلغ خرج الطاقة المُصنّف (Pmax) للوحدات الشمسية متعددة البلورات التقليدية ذات الـ 60 خلية حالياً 275 واط. في المقابل، يصل خرج الطاقة المُصنّف (Pmax) للألواح الشمسية أحادية PERC عالية الكفاءة إلى 310 واط فأكثر، وقد يصل إلى 325 واط.

تحليل التكلفة والفائدة

لنختر محطة طاقة شمسية بتكلفة مساحة قدرها $80. يمكننا الحصول على تكلفة المساحة لكل واط لوحدة شمسية متعددة الألواح (سلسلة CL-275P6-60) وهي 80 ÷ 275 = $0.291؛ وتكلفة الواط لوحدة شمسية أحادية PERC (سلسلة CL-310M6-60) هي 80 ÷ 310 = $0.258. فرق السعر هو 80 ÷ 275 – 80 ÷ 310 = $0.033. ويبين ذلك أن الألواح الشمسية عالية الكفاءة تتمتع بتكلفة أقل مرتبطة بالمساحة، وهو المصدر الأساسي لاختلاف السعر المعقول.

مزايا توليد الطاقة

ومع ذلك، فإن صيغة الحساب البسيطة المذكورة أعلاه لها عيب كبير، أي أنها لا تأخذ في الاعتبار الألواح الشمسية أحادية PERC عالية الكفاءة ستحقق مكاسب في توليد الطاقة تبلغ حوالي 3%وتدعم البيانات التجريبية مكاسب توليد الطاقة، وأسبابها النظرية واضحة نسبيًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى:

أداء مُحسَّن في الإضاءة المنخفضة

أولاً، تتميز وحدات PERC الأحادية عالية الكفاءة بأداء أفضل في ظروف الإضاءة المنخفضة، حيث تمتص الضوء بشكل أفضل. هذا يعني أن محطة الطاقة الشمسية تبدأ العمل مبكرًا وتتوقف متأخرًا، وهو ما يُعادل رفيقًا جيدًا يعمل مبكرًا وينام متأخرًا كل يوم.

إدارة درجة الحرارة الفائقة

ثانيًا، تتميز وحدات الطاقة الشمسية أحادية البلورة PERC بدرجة حرارة تشغيل منخفضة. وبفضل كفاءتها العالية في التحويل، تقل الطاقة المُبددة على شكل حرارة أثناء التشغيل. نعلم جميعًا أن ارتفاع درجة الحرارة لا يُساعد على توليد الطاقة. يبلغ مُعامل درجة الحرارة العام للوحدة 0.46%، مما يعني أنه مع كل زيادة درجة حرارة الخلية الشمسية بمقدار درجة واحدة، ينخفض توليد الطاقة بمقدار 0.46%. ومع ذلك، يبلغ مُعامل درجة حرارة وحدة الطاقة الشمسية أحادية البلورة PERC عالية الكفاءة من شركة Coulee Limited 0.36%، مما يعني أنه عند زيادة درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة، ينخفض توليد الطاقة بمقدار 0.36% فقط. لذا، يُعد انخفاض درجة حرارة التشغيل سببًا قويًا آخر لزيادة توليد الطاقة، مما يؤدي إلى ارتفاع سعرها بنحو $0.01 لكل واط.

فوائد تقنية نصف الخلية

لننظر الآن إلى تقنية نصف الخلية. عندما تكون وحدات الطاقة الشمسية التقليدية كاملة الخلية مظللة أو مغطاة بالغبار، قد ينخفض إنتاج الطاقة إلى الصفر، ويزداد احتمال حدوث تأثير البقع الساخنة بشكل ملحوظ؛ وعندما يتم دمج تكنولوجيا نصف الخلية، يمكن لوحدة الطاقة الشمسية الاحتفاظ بنصف توليد الطاقة على الأقل. بعد النظر في مكاسب هذا الجزء، هناك قسط آخر يبلغ حوالي $0.005.

الصيانة والاعتبارات طويلة الأمد

إذا أخذنا في الاعتبار تكاليف التشغيل والصيانة، فسنصل إلى نتيجة مفاجئة. كلما انخفضت الكفاءة، زاد حجم مصفوفات الطاقة الشمسية، مما يؤدي أيضًا إلى ارتفاع تكلفة التنظيف والاستبدال. لذلك بالنسبة لـ وحدة الطاقة الشمسية المكونة من 60 خلية، من المعقول بيع وحدة الطاقة الشمسية أحادية البلورة PERC بقدرة 310 وات مقابل $0.048 أكثر من وحدة الطاقة الشمسية متعددة البلورات 275 واط!

النظرة المستقبلية

تجدر الإشارة إلى أننا افترضنا أن تكلفة المساحة هي $80 فقط، وعند رفعها إلى $119 نظرًا لارتفاع تكاليف العمالة والأرض مستقبلًا، ستزداد أهمية المساحة المتميزة بالتأكيد. وقد تجلّت فعالية استخدام الألواح الشمسية عالية الكفاءة. ونستطيع أن نحكم على أن الكفاءة العالية هي خيار لا مفر منه للمستقبل.