قصة شركة مبتكرة: صن باور

غالبًا ما توصف ألواح Sunpower بأنها أفضل الألواح الشمسية في العالم، ولكن هل هي كذلك بالفعل؟ في هذه المراجعة، سأقدم أولاً بإيجاز الشركة واللجنة. بعد ذلك، سأسلط الضوء على ثماني مشكلات محتملة تتعلق باللوحات التقليدية. بعد ذلك، سأوضح كيف قامت شركة SunPower بحل هذه المشكلات الثمانية من خلال إنشاء لوحة مختلفة تمامًا. بعد ذلك، سأقدم أفكاري حول الوضع المالي لشركة SunPower - هل تعتبر SunPower خيارًا محفوفًا بالمخاطر في مناخ تصنيع الألواح المتقلبة اليوم؟

تأسست شركة الألواح الشمسية ومقرها كاليفورنيا في عام 1985 على يد الدكتور ريتشارد سوانسون. مع كفاءة قياسية تبلغ 21 بالمائة، تم الترحيب بـ SunPower باعتبارها اللوحة الأكثر متانة في العالم، مع أقل تدهور، وأطول ضمان على الإطلاق، وعمر متوقع غير مسبوق يبلغ 40 عامًا. لا عجب أنه قد تم استخدام SunPower في بعض المشاريع الأكثر إثارة للاهتمام على وجه الأرض.

كثيرا ما توصف ألواح صن باور بأنها من بين نخبة الألواح الشمسية في العالم. لكن هل يفون حقا بوعودهم؟ في هذا التحليل، سأناقش أولاً نشأة العلامة التجارية وخصائص منتجاتها. وسأناقش بعد ذلك التحديات التي تواجهها اللوحات التقليدية والطريقة المبتكرة التي استجابت بها شركة SunPower لها. سأختتم كلامي بالتفكير في الاستقرار المالي لشركة SunPower في ظل المشهد المتقلب لمصنعي الألواح الشمسية.

تأسست شركة صن باور في كاليفورنيا عام 1985 على يد الدكتور ريتشارد سوانسون، وتميزت بمعدل كفاءة قياسي يصل إلى 21%. تعتمد سمعتهم على قوة منتجاتهم، ومقاومتها للتدهور، وضمان طويل بشكل استثنائي وعمر افتراضي يقدر بـ 40 عامًا. ولذلك ليس من المستغرب أن نراهم مرتبطين بمشاريع مبتكرة في جميع أنحاء العالم.

إضافة لطيفة إلى قائمتهم، أليس كذلك؟ قبل الوصول إلى جوهر الموضوع ومعرفة سبب تفضيل SunPower لهذه المبادرات، دعونا نلقي نظرة على معايير الجودة للألواح الشمسية الكلاسيكية.

تصميم الألواح الشمسية التقليدية:

اليوم، يتم تجميع لوحة شمسية نموذجية من حوالي 60 وحدة سيليكون، تسمى "الخلايا". تم تمييز كل خلية من هذه الخلايا أفقيًا بطبقة رقيقة من الفضة ومتصلة عموديًا بشرائط فضية.

يتم بعد ذلك تأطير المونتاج كعمل فني. يتم الحفاظ على هذه الخلايا بفضل طبقة EVA/بوليمر (تشبه الطبقة البلاستيكية)، مع نافذة في الأمام وطبقة واقية في الخلف. تم دمج كل شيء في إطار من الألومنيوم.

عندما يضرب ضوء الشمس خلية السيليكون، يتم إنتاج الكهرباء، وتمر عبر الفضة المطبوعة على الشاشة، على طول شرائط الربط، للوصول إلى صندوق التوصيل المتصل بالجزء الخلفي من اللوحة. تتصل هذه اللوحات ببعضها البعض باستخدام موصلات MC4.

إن التجميع الذي يتكون من خلية السيليكون، والأشرطة، والزجاج، ومادة البوليمر، والطبقة الواقية، والإطار، وصندوق الاتصال، ووصلات MC4 هو ما نسميه "قائمة المكونات" أو BOM؛

الألواح الشمسية الرخيصة مقابل صن باور؟

من الواضح أن إنتاج اللوحة يتطلب استخدام قائمة من المواد المتميزة، وذلك باستخدام معدات آلية حديثة ويتم صيانتها جيدًا. عندما نفكر في الألواح الشمسية المتطورة، نفكر على الفور في العلامات التجارية مثل SunPower وLG وWinaico. وتمثل شركات أخرى، مثل Canadian Solar وJA Solar وPhono، الجودة الصينية بتكلفة أكثر جاذبية. ومع ذلك، من بين العديد من اللوحات المتاحة، هناك واحدة على وجه الخصوص تتفوق على جميع اللوحات الأخرى.

لماذا تعتبر ألواح Sunpower هي الأفضل؟

تعد خلية Maxeon من SunPower العنصر المركزي في لوحات SunPower. وقد أتاح تصميمها الفريد التغلب على ما لا يقل عن ثمانية تحديات تواجهها عادة الألواح الشمسية التقليدية.

الخلية الهشة مقابل خلية سنباور!

في بعض الأحيان، خلال اجتماع مع أحد العملاء، أعرض خلية شمسية كلاسيكية وأشرح كيفية عملها. ومن الغريب أنهم غالبًا ما يلتقطونه، وفي غضون ثوانٍ ينكسر. كانت دهشتهم واضحة، لكنني مستمر في التظاهر بالدهشة لإبراز التأثير. ثم أسلط الضوء على الطبيعة الدقيقة للخلايا الشمسية التقليدية.

تتطلب الألواح الشمسية معالجة دقيقة. الأخطاء الشائعة، مثل التعامل أو النقل غير المناسب، يمكن أن تسبب شقوقًا صغيرة. بالإضافة إلى ذلك، مع التطورات التكنولوجية والبحث عن خفض التكلفة، أصبحت مكونات اللوحة أرق فأرق، مما يزيد من المخاطر. على الرغم من أن هذا الخطر موجود حتى مع اللوحات عالية الجودة، إلا أن هناك استثناءات.

هذا هو الحال مع صن باور. بعد عرض الهشاشة، كثيرًا ما أعرض خلية SunPower. وهذا الأخير، المعزز بقاعدة نحاسية، أكثر قوة بكثير. ومن خلال الجمع بين هذه المتانة وجودة زجاج وإطار SunPower، تكون هذه الخلايا محصنة فعليًا ضد الشقوق الصغيرة، حتى في ظروف الاستخدام في العالم الحقيقي. »

موثوقية استثنائية:

استثمر بثقة، مع العلم أن جودة ألواح SunPower Maxeon مثبتة. في اختبار ميداني حقيقي على مدار 8 سنوات ومع 800 لوحة في 000 موقعًا، أظهرت الألواح الشمسية SunPower Maxeon أقل معدلات تدهور في الصناعة،264 مما يمثل موثوقية أكبر بنحو 1 مرات. اللوحات التقليدية (انظر اختبار PVEL 2023).

التسامح وتأثير التظليل على خلية ماكسيون:

توفر لوحات SunPower أداءً أفضل في التظليل الجزئي. وفيما يلي شرح موجز:

تحتوي خلية السيليكون التقليدية على القطب الموجب من جهة والقطب السالب من جهة أخرى. وبسبب هذا الفصل الكهربائي الكبير، عندما تكون الخلية مظللة، فإنها تولد جهدًا عكسيًا مرتفعًا نسبيًا للتغلب على المقاومة. بشكل عام، يتراوح هذا الجهد بين 15 فولت و20 فولت للخلية القياسية. هذا الجهد العالي يمكن أن يسبب نقاط ساخنة ضارة ويقلل من كفاءة اللوحة. إذا أصبح هذا الجهد العكسي مرتفعًا جدًا، يتم تنشيط الصمام الثنائي الجانبي، المصمم لحماية اللوحة. وفي كل مرة يتم تنشيط أحد هذه الثنائيات، ينخفض ​​إنتاج اللوحة بمقدار الثلث. وهذه الثنائيات لها عمر افتراضي محدود: كلما زاد استخدامها، كلما زادت سرعة تعرضها للفشل.

قامت شركة SunPower بخلية Maxeon الخاصة بها بوضع القطبين الموجب والسالب على الجزء الخلفي من الخلية، قريبين جدًا من بعضهما البعض. لذلك، في حالة التظليل، يكون الجهد العكسي 2,5 فولت فقط (السلسلة X) أو 5,5 فولت (السلسلة E). مزايا هذا التصميم في ظروف التظليل متعددة:

• يتم تقليل الجهد العكسي.
• يتم توليد حرارة أقل.
• يتم إنتاج المزيد من التيار والطاقة.
• يتم استخدام الثنائيات الالتفافية بشكل أقل، مما يزيد من عمرها الافتراضي.

هل تحتوي اللوحات على الثنائيات الالتفافية؟

خلافًا للاعتقاد الشائع، تحتوي لوحات SunPower على صمامات ثنائية. على الرغم من أن فيديو SunPower يدعي أن كل خلية تحتوي على خلية واحدة، إلا أن الأمر ليس كذلك. يتم تثبيت هذه الثنائيات لكل ثلث اللوحة. هل هذا يعني أنه مع لوحات SunPower لا نحتاج إلى أدوات تحسين على سطح مظلل؟ ليس كليا. في ظل ظروف التظليل الثقيلة، قد يستمر حدوث الخلل الحالي. ومع ذلك، فإن هذا التأثير أقل وضوحًا بكثير من اللوحة التقليدية. وبالتالي، يمكن أن يظل التحسين مفيدًا، خاصة مع حلول مثل Tigo TS4 أو SolarEdge. يوفر هذا التحسين أيضًا مزايا مثل مراقبة اللوحة الفردية وزيادة الأمان في حالة نشوب حريق. لمزيد من المعلومات حول أدوات تحسين الأداء، يمكنك الرجوع إلى الجزء الأول من هذه المقالة.

التدهور المستحث ("LID")

ومن أجل تمكين خلايا السيليكون من توليد الكهرباء، فإنها تخضع لعملية "التطعيم". غالبية الألواح الشمسية مطلية بالفوسفور والبورون، مما يؤدي إلى السيليكون من النوع P. ومع ذلك، فإن هذا النوع من السيليكون لديه نقطة ضعف: فهو عرضة "للتدهور الناجم عن الضوء" أو LID. هذه الظاهرة الموثقة على نطاق واسع تقلل من أداء الألواح القياسية بنسبة 1 إلى 4% بعد بضع ساعات فقط من التعرض للضوء.

أما لوحات SunPower (وبعض موديلات LG) فهي تستخدم السيليكون من النوع N. وهذا الأخير يتفوق بشكل كبير من حيث الأداء ولا يوجد به عيوب LID. وبطبيعة الحال، لا ينبغي الخلط بينه وبين LSD.

تأثير درجات الحرارة على عمر الخلايا الشمسية؟

تتطلب عملية تصنيع الألواح التقليدية طريقة دقيقة للغاية لربط الخلايا معًا باستخدام أشرطة رفيعة. إذا تم ذلك بشكل صحيح، سيكون هناك ما يكفي من الخلوص للسماح بالتمدد والانكماش بسبب التغيرات في درجات الحرارة اليومية. ومع ذلك، حتى لو تم تنفيذ هذه الخطوة بشكل صحيح، يظل نظام الاتصال هذا هو نقطة الضعف في اللوحة.

من ناحية أخرى، تستخدم ألواح SunPower وصلات نحاسية قوية ومرنة، مصممة لاستيعاب التغيرات في الحجم.

تحمل الحرارة الشديدة والظروف المناخية القاسية:

تفضل الألواح الشمسية من شركة Sunpower الأيام الباردة والمشمسة، وليس الأيام الحارة كما يعتقد الكثير من الناس. ومع ارتفاع درجة حرارتها، تنخفض كفاءتها. وتذكر الأوراق الفنية لكل وحدة هذه الخاصية تحت اسم "المعامل الحراري". تعمل خلايا Maxeon من SunPower، بقاعدتها النحاسية، على تبديد الحرارة بشكل فعال، مما يسمح للألواح بتحمل درجات الحرارة المرتفعة بشكل أفضل. ونتيجة لذلك، فهي تتمتع بمعامل حراري أقل، مما يضمن الأداء الأمثل حتى في الأيام الحارة.

الرطوبة العالية يمكن أن تؤدي إلى تآكل الألواح الشمسية. تتسرب الرطوبة إلى الطبقة الخلفية للألواح التقليدية مع مرور الوقت، مما يتسبب في تآكل الدوائر الفضية وتقليل أدائها. على الرغم من أن هذا التآكل يظهر بشكل أبطأ على الألواح عالية الجودة، إلا أنه يمكن ملاحظة علامات التآكل بعد 10 إلى 20 عامًا. تشير الدراسات إلى أن الظروف الحارة والرطبة تقلل من أداء اللوحات القياسية بعد 2000 ساعة فقط من التعرض.

خلايا نوع IBC ذات الاتصال الخلفي:

تستخدم الخلايا التقليدية مطبوعات فضية دقيقة وأشرطة رفيعة لنقل الطاقة من السيليكون إلى صندوق التوصيل. العيب الرئيسي لهذا التصميم هو أن هذه العناصر تلقي بظلالها على الخلية، مما يقلل من كفاءتها. ومن الواضح أن وضع حاجز أمام الضوء أمام الخلية الشمسية ليس بالأمر المثالي. وهذا يقودنا إلى النقطة التالية: حدود تركيب السقف.

في الختام، هل ألواح Sunpower هي الأفضل في السوق؟

تصمم شركة SunPower واحدة من أكثر الألواح الشمسية تقدمًا في السوق. تعتبر التكنولوجيا الخلوية الخاصة بها أقل عرضة للشقوق الصغيرة أثناء مراحل النقل والتركيب وفي مواجهة المخاطر المناخية. تعتبر هذه الألواح أكثر كفاءة في الظروف المظللة، وتدير التغيرات في درجات الحرارة بشكل أفضل وتوفر إنتاجًا مثاليًا أثناء ذروة الحرارة. كما أنها تتمتع بمقاومة أفضل للرطوبة مقارنة بالعديد من النماذج الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن كفاءتها العالية تسمح بالتركيب الأمثل حتى على الأسطح ذات المساحة المحدودة. على الرغم من أن شركة SunPower تواجه حاليًا تحديات مالية، إلا أن العديد من الشركات المصنعة للألواح الشمسية تواجه مواقف مماثلة. باختيارك SunPower، فإنك تستثمر في أحدث التقنيات، حتى لو واجهت الشركة، في أسوأ السيناريوهات، عقبات لا يمكن التغلب عليها في المستقبل.