لوحة شمسية شبه صلبة قابلة للمشي بقدرة 80 واط: لماذا تُعدّ المساحة التي تشغلها أهم من القدرة الكهربائية؟

وحدة قابلة للمشي ذات اتصال خلفي بأبعاد 990 × 407 × 4 مم للأسطح البحرية، وأسطح الشاحنات، والشرفات، ومنتجات الشركات المصنعة الأصلية - وكيفية قراءة ورقة البيانات الخاصة بها بشكل صحيح قبل تحديدها.

صُممت الألواح الشمسية القياسية لتناسب الأسطح القياسية. لا بأس بذلك، إلا إذا كان السطح الذي لديك ضيقًا أو منحنيًا أو مشغولًا بالفعل بشيء آخر.

أسطح القوارب وأسقف الشاحنات ليست مجرد مستطيلات فارغة. إنها مكتظة بالفتحات والتهوية والسكك والهوائيات، ويسير عليها الناس. ضع وحدة زجاجية مؤطرة في تلك المساحة وستجد فراغات لا يمكنك ملؤها أبدًا.

وهذا يجعل مسألة الشراء أضيق مما تبدو عليه في البداية. فبإمكان أي شخص تقريباً أن يبيعك لوحة شمسية بقدرة 80 واط.

قلة هم من يستطيعون إخبارك ما إذا كانت طاقة 80 واط ستناسب مساحتك - وما إذا كان جهاز التحكم الخاص بك سيقوم بتجميعها بالفعل.

نظرة عامة على الوحدة

إليكم المواصفات الفنية، مع الإشارة المرجعية CLM-080ME.

يتم تأكيد اسم الطراز والوزن وطول الكابل وشروط الضمان عند تقديم عرض السعر. هذه الأبعاد تصف تكوينًا واحدًا، وليست حدًا أقصى لما هو موجود في الكتالوج.

لا تُقارن الواطات، بل تُقارن الواطات لكل متر مربع.

يُصنّف المشترون الألواح الشمسية حسب قدرتها الكهربائية (بالواط). نظرياً، تتفوق الألواح بقدرة 80 واط على الألواح بقدرة 65 واط، ويبدو القرار محسوماً. لكن عملياً، تصبح هذه المقارنة عديمة الجدوى تقريباً.

جرّب الحساب بدلاً من ذلك. تشغل وحدتنا مساحة 0.99 متر × 0.407 متر، أي حوالي 0.403 متر مربع. اقسم 80 واط على هذه المساحة وستحصل على قيمة تقريبية. 198 واط/م².

الآن، قم بإجراء نفس العملية الحسابية على لوحة شمسية محمولة بقدرة 65 واط، شائعة البيع في سوق الملاحة البحرية في أمريكا الشمالية. تبلغ مساحتها 920 × 360 مم، أي ما يعادل 0.331 متر مربع، وهو ما يعادل حوالي 196 واط/متر مربع - ضمن هامش خطأ لا يتجاوز واحدًا بالمئة من قيمتنا.

الشاشة الأكبر ليست بالضرورة أفضل، إنها مجرد شاشة أكبر.

لذا، نتعامل مع 80 واط كنقطة انطلاق، وليس كمنتج نهائي. قد يُقدّم موردان عرضًا بنفس الكثافة، ومع ذلك يُقدّمان نتائج مختلفة تمامًا على نفس سقف السيارة.

لماذا تُعطيك خلايا 25% لوحة 20%

تُركز قوائم المنتجات عادةً على كفاءة الخلية. ستجد 25% أو 26% مكتوبة بخط عريض، ثم تجد أن الوحدة أقرب إلى 20%. يتساءل المشترون بحق أين ذهبت بقية المواصفات.

كلا الرقمين صحيحان. إنهما ببساطة يقيسان أشياء مختلفة: أحدهما خلية عارية تحت مصباح، والآخر لوحة كاملة تشمل كل ملليمتر منها ولا تحتوي على أي خلية على الإطلاق.

تتوافق قيمة 198 واط/م² لدينا مع كفاءة وحدة قريبة من 19.9%. بالمقارنة مع خلية تزيد قيمتها عن 25.2%، فإن هذه النسبة تقارب 79%. ومعظم هذا النقص يعود إلى الهندسة وليس إلى الفيزياء.

• هامش الحافة. كل طبقة مصفحة تحتاج إلى حافة محكمة الإغلاق، ولا توجد خلايا تعيش هناك.
• تباعد الخلايا. تحتاج الهياكل شبه الصلبة إلى فجوات حتى تتمكن الطبقة الرقيقة من الانثناء دون إجهاد السيليكون.
• منطقة صندوق التوصيل. تبقى المنطقة أسفل الصندوق وحوله غير نشطة.

بإضافة هذه القيم، تغطي الخلايا النشطة ما يقارب 82% من سطح الوحدة. هذا العامل وحده يفسر معظم الانخفاض من 25% إلى 20%.

من الناحية الكهربائية، لا يُفقد الكثير هنا، ويعود السبب في ذلك إلى شكل الخلية. تُقسّم كل خلية إلى أربعة أجزاء قبل عملية التغليف، لذا يحمل كل جزء ربع التيار.

يزداد الفقد المقاوم مع مربع التيار، مما يجعل القطع فعالاً بشكل غير عادي. قام معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية ببناء وحدات نصف خلية تصل نسبة الطاقة بين الخلية والوحدة إلى 104% — ينتج عنها كمية أكبر من مجموع الخلايا التي دخلت فيها. الخلايا المقطوعة ربعياً تدفع في نفس الاتجاه.

تدقيق سريع لا يتجاوز 60 ثانية يمكنك إجراؤه على أي ورقة بيانات

قبل الوثوق بمواصفات أي ورقة بيانات، تحقق من تطابقها مع نفسها. ثلاثة اختبارات تكشف معظم الأرقام المختلقة.

يخفي السطر الثالث فخاً. يلجأ معظم المشترين إلى 0.69 فولت لكل خلية، وهو أمر مقبول لأنواع الخلايا الشائعة، ولكنه خاطئ هنا.

يرتفع جهد التلامس الخلفي. وتشير تقارير LONGi إلى وصول جهد الدائرة المفتوحة إلى 745 مللي فولت لكل خلية على منصة HPBC 2.0 الخاصة بها.

بتطبيق القيمة العامة، يتم حساب 42 خلية. بتطبيق قيمة التلامس الخلفي، يتم الوصول إلى القيمة الحقيقية وهي 40. عند التحقق من ذلك عند أقصى قدرة، تعطي نفس السلسلة 0.63 فولت لكل خلية، وهو ما يتوافق مع القيمة.

هل لديك ورقة بيانات من مورد آخر؟ أرسلها إلينا. سنجري هذا التدقيق قبل أن توافق على طلب الشراء.

اقرأ الفولتية قبل قراءة الواط

هنا تحديداً تفقد مشاريع الألواح القابلة للمشي طاقتها بهدوء، وهذا الأمر نادراً ما يظهر في مرحلة تقديم العروض.

تعمل وحدتنا بجهد 25.2 فولت عند أقصى طاقة. هذا الرقم وحده هو ما يحدد وحدة التحكم بالشحن، وهو ما يستبعد خيارًا شائعًا تمامًا.

هذه ليست لوحة PWM

يعمل جهاز التحكم PWM كمفتاح، حيث يسحب اللوحة إلى جهد البطارية. توضح شركة Victron Energy آلية عمل وحدة التحكم في ورقتها البيضاء..

قم بتوصيل هذه الوحدة ببطارية 12 فولت من خلال PWM وسيتم سحبها من 25.2 فولت إلى حوالي 13.6 فولت، بينما يظل التيار قريبًا من 3.4 أمبير.

وهذا يتجاوز بكثير ميزة MPPT من 25% إلى 30% التي يتم ذكرها عادة، والسبب هو الحساب وليس التسويق.

يفترض المعيار المألوف لوحة ذات جهد تشغيل (Vmp) يقارب 18 فولت. عند خفض الجهد من 18 فولت إلى 13.6 فولت، تفقد حوالي خُمس الجهد. وعند خفض الجهد من 25.2 فولت إلى نفس الجهد 13.6 فولت، يتضاعف الفقد أكثر من مرتين.

ببساطة: كلما زاد جهد اللوحة لديك، زادت تكلفة وحدة التحكم PWM.

كما أنها ليست لوحة 24 فولت

عند جهد 25.2 فولت، تبدو هذه الوحدة قريبة بشكل مغرٍ من نظام 24 فولت. لكنها في الواقع فخ، لأن الجهد ينخفض مع ارتفاع درجة حرارة اللوحة.

تتيح لك المعاملات المنشورة تقدير انخفاض الجهد. تفقد وحدات التلامس الخلفي حوالي 0.26% من ذروة الطاقة لكل درجة مئوية، بينما يزداد تيار الدائرة القصيرة بحوالي 0.05%. اطرح أحدهما من الآخر، وسينخفض جهد الذروة Vmp بمقدار تقريبي 0.31% لكل درجة مئوية.

يمكن أن ترتفع درجة حرارة اللوحة الملتصقة بالسطح بمقدار 40 درجة مئوية فوق ظروف الاختبار في فترة ما بعد الظهيرة الصيفية. وهذا يمثل انخفاضًا قدره 12%، مما يجعل Vmp قريبًا من 22 فولت — تحت 28.8 فولت، تمتص مجموعة بطاريات 24 فولت. تقوم وحدات التحكم MPPT الشائعة من نوع Buck بخفض الجهد، ولا ترفعه أبدًا، لذلك لا يوجد ما يعيده.

تحقق من الطرف البارد أيضًا

يؤدي فصل الشتاء إلى انخفاض الجهد الكهربائي. يرتفع جهد الدائرة المفتوحة بمقدار 0.20% لكل درجة مئوية تحت ظروف الاختبار على الخلايا ذات التلامس الخلفي، لذا عند درجة حرارة -10 مئوية، يصبح جهدنا البالغ 28.8 فولت حوالي 30.8 فولت. وبتوصيل أربع وحدات معًا، يصل الجهد إلى حوالي 124 فولت. تأكد من حد إدخال وحدة التحكم قبل الطلب.

ما الذي ينجح فعلاً؟

• نظام 12 فولت: وحدة واحدة في وحدة تحكم MPPT. ملائمة ممتازة، مع هامش أمان إضافي حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
• نظام 24 فولت: وحدتان متصلتان على التوالي، مما يعطي حوالي 50 فولت عند أقصى طاقة.
• نظام 48 فولت: أربع وحدات متصلة على التوالي، تم التحقق منها مقابل الرقم المذكور أعلاه في حالة الطقس البارد.

وإذا كان منتجك يحتاج فعلاً إلى لوحة 12 فولت متوافقة مع تقنية PWM، فإننا نغير المواصفات بدلاً من التوصية. يتطلب جهد Vmp قريب من 18 فولت عددًا مختلفًا من الخلايا، لذلك نصممها وفقًا لذلك.

شبه صلب ليس مرنًا، وليس هشًا

ثلاثة تنسيقات، وخلط لا ينتهي. الفرق يكمن في طبقة واحدة.

اللوح المرن بالكامل عبارة عن طبقة رقيقة مغلفة بدون صفيحة هيكلية خلفها. اثنِها كثيراً وستتحمل؛ قف عليها ولن تتحمل.

وحدة زجاجية مؤطرة تقاوم كل شيء ولا تنحني أبدًا، وذلك على حساب حوالي 30 ملم من الارتفاع وكتلة كبيرة.

يتم وضع المادة شبه الصلبة بينهما عن طريق إضافة لوحة الدعم خلف الخلايا. تعمل الصفيحة على توزيع حمل مركز عبر الرقائق بدلاً من السماح للكعب بالضغط على خلية واحدة.

إن اختيارك لللوحة يحدد طابع اللوحة النهائية.

وبما أن الصفيحة تحل محل الإطار، فإن سمك الهيكل بأكمله يبقى عند 4 مم. وعادةً ما يبلغ وزن الوحدات القابلة للمشي من هذا النوع حوالي 6 إلى 7 كجم/م²، مقابل 10 إلى 12.5 كجم/م² للزجاج المؤطر.

دليلنا إلى ألواح شمسية شبه صلبة يمكنك المشي عليها بالفعل يتعمق أكثر في طبقات الصورة، ويمكنك رؤية تنسيق أكبر في صورتنا. وحدة قابلة للمشي بقدرة 290 واط.

ما يفعله السطح الأمامي المصنوع من مادة ETFE

يحلّ غشاء ETFE محل الزجاج في الواجهة الأمامية. وهو غشاء من الفلوروبوليمر، ويتميز بأربع مزايا.

• يبقى الوضع واضحاً. تنشر شركة AGC بيانات نفاذية الضوء التي تتجاوز 90% عبر نطاق ETFE الخاص بها، بسماكات تتراوح من 12 إلى 250 ميكرومتر.
• إنه مقاوم للأشعة فوق البنفسجية. أفادت شركة AGC بـ 16000 ساعة من التعرض المتسارع للعوامل الجوية دون أي تدهور مرئي - وهو اختبار للمورد، يستحق القراءة على هذا النحو بدلاً من اعتباره ضمانًا ميدانيًا.
• إنها تتخلص من الأوساخ. السطح مقاوم للالتصاق، وهو أمر مهم بالنسبة لطبقة الملح وفضلات الطيور.
• إنه ينحني. لا يمكن للزجاج أن يتبع سطحًا منحنيًا. أما مادة ETFE فيمكنها ذلك.

لا يُعدّ هذا السطح ذو الملمس الخشن مجرد عنصر تزييني، بل يُضيف ثباتًا للقدم ويُخفف من انعكاسات الضوء، وهو أمرٌ بالغ الأهمية على متن القارب أكثر مما تُشير إليه معظم بيانات المواصفات الفنية.

والآن نأتي إلى الجزء الذي يستحق الصراحة. لا يمتلك الرقائق الخالية من الزجاج حاجزًا حقيقيًا للرطوبة كما هو الحال في الوحدات الزجاجية؛ إذ تتغلغل الرطوبة ببطء عبر كلا الوجهين بدلاً من الحواف فقط.

لذا، تعتمد المتانة على المدى الطويل على مادة التغليف، وحواف المنتج، وعملية التغليف، وليس على مادة ETFE وحدها. هذه مسألة تصنيعية، وهي تحديداً ما يميز الموردين.

يؤثر تركيب الجهاز على درجة حرارته أثناء التشغيل

يمكن أن ينتج لوحان متطابقان طاقة مختلفة بشكل ملحوظ على مدار موسم كامل. وعادةً ما يكون المتغير هو الهواء.

تعتمد درجة حرارة اللوحة على الإشعاع الشمسي، والهواء المحيط، والرياح، وطريقة التركيب، وكلها عوامل تعمل معًا. أما العامل الأخير فهو فقط ما يمكنك التحكم فيه.

قم بلصق لوحة مسطحة على سطح السفينة، وسيختفي الحمل الحراري الخلفي. عندها، يخرج الحرارة بشكل رئيسي من خلال الشيء الذي تم لصقها به.

تتميز الخلايا ذات التلامس الخلفي بأداء أفضل من معظم الخلايا الأخرى هنا. تنشر شركة LONGi معامل درجة حرارة ذروة الطاقة وهو -0.26% لكل درجة مئوية لوحدات HPBC 2.0, وهو أفضل بنحو 0.03 نقطة من معيار TOPCon السائد. ومع ذلك، لا يزال هذا يعني حوالي 2.6% انخفاض في الإنتاج لكل ارتفاع قدره 10 درجات مئوية.

لا يوجد خيار صحيح بشكل مطلق. أخبرنا كيف سيتم تثبيت اللوحة وسنصمم ميزات التثبيت بناءً على هذا القرار، بدلاً من اكتشافه لاحقاً.

على متن القارب، يكون الظل هو الوضع الطبيعي

صُممت أنظمة الألواح الشمسية المثبتة على أسطح المنازل لتتعرض للسماء المفتوحة، بينما لا تتمتع الشرفات بهذه الميزة. فالصاري أو الذراع أو الدعامة الخلفية أو الهوائي أو حامل السقف يسحب ظلاً متحركاً عبر اللوحة من الفجر حتى الغسق.

تساعد الخلايا ذات التلامس الخلفي، والآلية حقيقية. فهي تتعطل تدريجياً تحت تأثير الانحياز العكسي، لذا تستمر الخلية المظللة في تمرير التيار بدلاً من خنق السلسلة.

أفادت شركة LONGi بأن هذا النهج يقلل من فقد الطاقة الناتج عن التظليل بنحو 70% مقارنةً بتقنية TOPCon، مع انخفاض درجة حرارة النقاط الساخنة بمقدار 28%. هذه أرقام الشركة المصنعة، لذا فإن السؤال المهم هو ما الذي ستقوله الدراسات المستقلة حول حدود هذا النهج.

اتضح أن الإجابة كانت محددة بشكل غير عادي، بل وكثيرة جداً.

اقرأ ذلك كقاعدة تصميمية وليس كخيبة أمل، لأنه يتوافق تماماً مع الواقع البحري.

تلامس الظلال الرقيقة - كحبل رفع الصاري، أو حبل التثبيت، أو سوط الهوائي، أو سلك الدرابزين - خلية أو خليتين في كل مرة. هذه هي بالضبط الفترة التي ينتصر فيها التلامس العكسي، ويحدث ذلك طوال اليوم.

يمثل ذراع التوصيل الممتد عبر اللوحة مشكلة مختلفة، ولا توجد تقنية خلوية تحلها. يتحمل عدد ثنائيات التجاوز وتصميم السلسلة هذا العبء بدلاً من ذلك، ولهذا السبب نتعامل مع كليهما كمتغيرات تصميمية بدلاً من ميزات ثابتة. مقارنتنا لـ أداء التظليل عبر أنواع الخلايا يدرس الأدلة بشكل كامل.

أين تبرز أهمية لوحة بحجم 990 × 407 مم

يتميز هذا الجهاز بتصميم طويل ورفيع، مما يجعله مناسباً للأسطح الواسعة من جهة والضيقة من جهة أخرى.

• بحري. أسطح قاع السفن، والأسطح الجانبية، والأسطح الصلبة للقوارب ذات الهيكلين، وأسطح الكبائن التي يسير عليها الطاقم.
• الشاحنات الصغيرة والمركبات الترفيهية. شرائط السقف بين فتحات التهوية ومكيفات الهواء والرفوف.
• الشرفة والواجهة. ألواح الدرابزين والحواف الضيقة حيث يصبح وزن الزجاج مشكلة هيكلية.
• المركبات المتخصصة. هياكل الخدمة والمقطورات والمعدات المتنقلة ذات الأسقف المنحنية أو المزدحمة.
• منتجات مصنعة من قبل الشركات المصنعة الأصلية. خزائن خارجية، ووحدات طاقة محمولة، ومعدات متكاملة تعمل بالطاقة الشمسية.

يتكرر النمط في كل مرة: كان السطح موجودًا أولاً، وكان على اللوحة أن تتكيف معه.

المنتج ليس اللوحة، بل العملية.

معظم الموردين يسألون عن الطراز الذي تريده. أما نحن فنفضل أن نسأل عن احتياجات التطبيق، ثم ننطلق من الإجابة لنحدد الخيار الأنسب.

كل ما يلي هو متغير، وليس سمة ثابتة.

يستحق الجهد الكهربائي اهتمامًا خاصًا، لأن المشترين يعتمدون عليه بشكل أكبر على الحظ مقارنةً بأي عامل آخر. يحدد عدد الخلايا قيمة Vmp، وتحدد قيمة Vmp بدورها وحدات التحكم التي ستعمل مع لوحتك الشمسية.

لذا، أخبرنا بجهد البطارية ونوع وحدة التحكم. سنقوم بتصميم النظام ليتوافق معها، بدلاً من مطالبتك بشراء قطع غيار للوحة موجودة لديك بالفعل.

عشرة أسئلة يجب إرسالها إلى أي مورد للألواح القابلة للمشي

ألصق هذا في استفسارك التالي. ستخبرك إجابة المورد بمعلومات أكثر مما يمكن أن تقدمه لك ورقة البيانات.

1. ما هو وحدة نمطية الكفاءة، بوحدة واط/م² أم كنسبة مئوية؟
2. كم عدد الخلايا في الخيط، وهل هي مقطوعة؟ إلى كم قطعة؟
3. ما هي مادة لوحة الدعم التي تستخدمها، وما هو سمكها؟
4. تحت أي حمل، وما هي مساحة التلامس، وما هي الركيزة التي تسمح بالمشي على اللوحة؟
5. ما هو سمك طبقة ETFE، ومن يقوم بتوريدها؟
6. ما هي مادة التغليف المستخدمة، وما هو هامش الحافة؟
7. كم عدد الثنائيات الالتفافية المُركّبة، وكيف تقوم بتقسيم السلسلة؟
8. ما هي معاملات درجة الحرارة لـ Pmax و Voc و Isc؟
9. هل يمكنك مشاركة صور اختبار الوميض وصور الإضاءة الكهربائية من دفعة إنتاج حقيقية؟
10. هل يمكن تغيير Vmp ليتوافق مع وحدة التحكم الخاصة بي، وبأي كمية؟

السؤال التاسع هو الأسرع في التمييز بين الموردين. يصف تقرير اختبار الوميض اللوحة التي تشتريها بالفعل، وتكشف صورة التألق الكهربائي عن الشقوق التي لا يمكن لأي فحص بصري أن يكتشفها.

الأسئلة الشائعة

هل يمكنني حقاً المشي على هذه اللوحة؟

نعم، ضمن الحدود التي يحددها التثبيت. عند تثبيتها بشكل متساوٍ على سطح صلب، توزع لوحة الدعم وزنك على عدة خلايا. أما إذا امتدت عبر فجوة، فستصبح نفس الخطوة حملاً مُسبباً للانحناء. يُرجى إخبارنا دائماً بنوع السطح.

هل سيشحن بطارية 12 فولت مباشرة؟

لا يمكن ذلك بدون وحدة تحكم MPPT. عند جهد 25.2 فولت، يكون الجهد أعلى بكثير من 12 فولت، لذا فإن تقنية PWM ستفقد ما يقارب 40% من الخرج. تقوم وحدة تحكم MPPT بتحويل هذا الجهد الزائد إلى تيار شحن إضافي.

لماذا يتم تقطيع الخلايا إلى أرباع بدلاً من تقطيعها إلى خلايا كاملة؟

هناك سببان، وهما يدعمان بعضهما البعض. فالقطع الأصغر حجماً تتناسب مع الوحدة الضيقة بكفاءة أكبر، وكل قطعة تحمل ربع التيار. ولأن الفقد المقاومي يزداد مع مربع التيار، فإن القطع يقلل معظم فقد الأسلاك.

كيف تتم مقارنته باللوحة المرنة؟

تنحني الألواح المرنة لمسافة أبعد بكثير وتزن أقل، لكنها تفتقر إلى صفيحة لمقاومة الأحمال المركزة. في الأماكن التي لا يقف عليها أحد، غالباً ما يكون الخيار الأمثل هو الألواح المرنة. دليلنا لـ وحدات اتصال خلفية مرنة يغطي هذا التنسيق.

هل يمكنك صنعه بحجم مختلف؟

نعم، وهذا هو السبب الرئيسي الذي يدفع العملاء لاختيارنا. أرسل لنا الأبعاد الدقيقة لمنطقة التركيب، وسنقوم بتصميم تخطيط الخلايا بما يتناسب معها.

كيف يمكن لسمك 4 ملم أن يبقى حياً في الهواء الطلق لسنوات؟

لا يُعدّ السُمك هو ما يحمي الخلايا. بل يقوم بذلك الغلاف الخارجي وحافة التغليف وعملية التغليف، ولهذا السبب يدوم الغلاف المصفح ذو السُمك 4 مم بشكل أفضل من الغلاف المصفح ذو السُمك 6 مم ذي السُمك الرديء.

هل توفرون أدوات التثبيت؟

نقوم بتصميم خصائص تثبيت اللوحة، بما في ذلك مواقع فتحات التثبيت وتجهيزات الحواف للأقواس أو القضبان. يتم توفير المعدات اللازمة لكل مشروع على حدة، لذا يُرجى طرح هذا الموضوع أثناء الاستفسار وليس بعده.