أصدرت تي يو في راينلاند TÜV Rheinland، مؤسسة الاختبارات العالمية المرموقة والموثوقة، مؤخراً تقرير اختبار جديد، إذ أجرى التقرير اختباراً مقارناً منهجياً على خرج الطاقة وتغيرات درجات الحرارة الموضعية لألواح تقنية HPBC2.0 (لوح Hi-MO X10) من لونجي (LONGi) وألواح TOPCon من كبرى الشركات المصنعة تحت ظروف تظليل متنوعة. تُظهر النتائج أن أداء لوح بتقنية HPBC2.0 يتفوق بشكل ملحوظ على ألواح TOPCon في مؤشرين رئيسيين: مدى انخفاض الطاقة وارتفاع درجة الحرارة الموضعية. وبذلك، تم التحقق بشكل موثوق من مزاياه التقنية الأساسية في التعامل مع التظليل، مما يوفر حلاً أكثر موثوقية لمحطات الطاقة الكهروضوئية لمواجهة تحديات التشغيل في المواقع الخارجية.
التظليل: تهديد محتمل لتشغيل محطات الطاقة الكهروضوئية
يُعد التظليل تحدياً شائعاً في التشغيل الفعلي لمحطات الطاقة الكهروضوئية في المواقع الخارجية. ورغم أنه يمكن تجنب التظليل الثابت الناتج عن المباني والتضاريس من خلال التخطيط والتصميم المسبق، إلا أن التظليل العشوائي مثل فضلات الطيور والأوراق المتساقطة والثلوج والغبار يظل من الصعب التخلص منه بالكامل. وعلى الرغم من أن هذه المشكلات تبدو غير ذات أهمية، إلا أن لها تأثيراً كبيراً على أداء النظام وسلامته.
بالنسبة للألواح الكهروضوئية، يمثل التظليل تحدياً لا مفر منه وينطوي على مخاطر جسيمة:
- من حيث أداء توليد الطاقة، تتحول الخلايا الشمسية المظللة من وحدات منتجة للطاقة إلى مقاومات مستهلكة لها، مما يقلل من خرج التيار لسلسلة الخلايا بأكملها. وهذا ما يُعرف في الصناعة باسم “تأثير البرميل” (barrel effect) — حيث يتم تحديد التوليد النهائي للطاقة في السلسلة بواسطة أضعف لوح منتج للطاقة. وتُظهر الاختبارات الميدانية في المواقع الخارجية أن نسبة تظليل تبلغ 5% فقط يمكن أن تؤدي إلى فقدان في الطاقة يتجاوز 30%.
- من حيث الموثوقية، تستهلك الخلايا المظللة الطاقة الكهربائية وتولد حرارة، حيث تتجاوز درجات الحرارة الموضعية 100 درجة مئوية. على المدى القصير، يُسرّع هذا من شيخوخة مواد التغليف والخلايا؛ وعلى المدى الطويل، سيؤدي إلى تكوُّن البقع الساخنة (hot spots). بالإضافة إلى ذلك، يزيد التظليل من خطر التدهور المحفز بالتوتر (Potential Induced Degradation – PID)، مما يسبب انخفاضاً دائماً وغير قابل للعكس في طاقة الألواح.
- والجدير بالذكر أن الألواح الكهروضوئية متصلة عبر كابلات التيار المستمر (DC). وتحت التأثير طويل الأمد لدرجات الحرارة المرتفعة، قد تتعرض نقاط التوصيل بين الألواح أيضاً إلى شيخوخة متسارعة، مما يؤدي إلى ضعف نقاط الاتصال تحت الجهد العالي للتيار المستمر. ومن المرجح جداً أن تؤدي هذه النقاط إلى إطلاق قوس كهربائي للتيار المستمر (DC arcing) — الذي يتميز بدرجات حرارة عالية للغاية وصعوبة في إطفائه — مما يشكل خطر حريق بالغ الخطورة.
- من منظور اقتصادي، سيؤدي الضغط المزدوج المتمثل في انخفاض توليد الطاقة وتكاليف استبدال الألواح إلى إطالة فترة استرداد الاستثمار للمحطات وتقليل معدل العائد الإجمالي. بل وقد تؤدي حوادث الحريق إلى خسائر فادحة للمشاريع.
ابتكار تقني: تصميم “التوصيل الضعيف” في تقنية HPBC2.0 يكسر قيود الصناعة
في مواجهة التحدي الشائع الذي يفرضه التظليل في الصناعة، حقق لوح HPBC2.0 من لونجي إنجازاً تقنياً بفضل تصميمه المبتكر “للتوصيل الضعيف” (weak conduction).
يمكّن هذا التصميم كل خلية من التحكم بشكل مستقل في مسار التيار الخاص بها. فعندما تتعرض خلية واحدة للتظليل، يمكن للتيار المحجوب أن يتجاوز المنطقة المظللة تلقائياً. ومن خلال تصميم تحويل التيار، تتم إعادة تنظيم التيار دون تفعيل ديودات العبور (bypass diodes) في اللوح — مما يحصر فقدان الطاقة بشكل فعال داخل المنطقة المظللة ويضمن عدم تأثر قدرة التوليد الإجمالية للنظام بشكل كبير.
تؤكد البيانات المقاسة الأخيرة من TÜV Rheinland تماماً هذه الميزة التقنية:
- في اختبارات عملية تحاكي سيناريوهات تظليل متنوعة على أسطح موزعة حقيقية، كان فقدان الطاقة في لوح HPBC2.0 أقل بكثير من ألواح TOPCon.
(ملاحظة: AL = الخسارة الإضافية. AL = نسبة الفقد الفعلي للطاقة الناتج عن التظليل – الخسارة النظرية من التظليل. ببساطة، كلما زادت قيمة AL، كان فقدان الطاقة أكبر.)
- تحت نفس ظروف التظليل، تجاوزت درجة الحرارة الموضعية لألواح التوب كون 160 درجة مئوية، بينما ارتفعت درجة الحرارة الموضعية لألواح HPBC2.0 إلى ما يزيد قليلاً عن 100 درجة مئوية. ومقارنة بألواح TOPCon، انخفضت درجة حرارة البقع الساخنة القصوى بمقدار 77 درجة مئوية، مما يظهر قدرات ممتازة في التحكم في مخاطر البقع الساخنة.
في يونيو 2025، حصلت منتجات سلسلة Hi-MO X10 من لونجي على تصنيف A+ من TÜV Rheinland لأداء مقاومة التظليل تحت ظروف التظليل النقطي. ففي سيناريوهات التظليل مثل الغبار وفضلات الطيور والأوراق المتساقطة، يتفوق تأثير مقاومة التظليل لتقنية الاتصال الخلفي (Back Contact – BC) بشكل كبير على تقنية TOPCon.
في سبتمبر 2025، منح المركز الوطني للإشراف والفحص على جودة المنتجات الكهروضوئية الشمسية (CPVT) شهادة “الحماية الثلاثية” لمنتج Hi-MO X10 من لونجي — وهي أول شهادة في الصناعة لمقاومة الحريق والتظليل وتراكم الغبار. تُظهر بيانات اختبار CPVT أنه في اختبار مقاومة التظليل، عند تظليل خلية واحدة بنسبة 50%، بلغ متوسط فقدان الطاقة للوح Hi-MO X10 نسبة 10.15% فقط، بينما وصلت النسبة في ألواح TOPCon إلى 36.48% — أي ما يقرب من أربعة أضعاف.
تحويل القيمة: دفع عجلة التنمية عالية الجودة في صناعة الطاقة الكهروضوئية
تم تحويل المزايا التقنية للوح HPBC2.0 إلى قيمة ملموسة لمحطات الطاقة: حيث تساهم كفاءة توليد الطاقة الأعلى وعمر الخدمة الأطول في تقليل التكلفة المتوازنة للكهرباء المولدة (LCOE) بشكل فعال، وتحسين معدل عائد الاستثمار على مدار دورة حياة المشروع بأكملها، وتوفير ضمان قوي للربحية المستقرة لمحطات الطاقة.
وفي الوقت نفسه، فإن مقاومته الممتازة للتظليل وسلامته وموثوقيته تمكن من تطبيقه على نطاق واسع في سيناريوهات متنوعة مثل المواقع المشتركة لطاقة الرياح والطاقة الشمسية والأسطح الموزعة المعقدة، مما يوسع حدود تطبيقات التكنولوجيا الكهروضوئية.
- تمتلك شركة Shanghai AB Food & Beverages Limited، وهي قاعدة إنتاج العلامة التجارية العريقة “Ovaltine”، عدداً كبيراً من العوائق على سطحها مثل مانعات الصواعق وقنوات التهوية، مما يؤدي إلى مشكلات تظليل موضعي حادة. وبناءً على توصية من المقاول المسؤول عن الهندسة والمشتريات والإنشاءات (EPC)، شركة Shanghai Mi’ang PV، اختارت المؤسسة ألواح Hi-MO X10 لبناء محطة طاقة كهروضوئية باستطاعة 0.67 ميجاواط، مما قلل بشكل كبير من تأثير التظليل على كفاءة توليد الطاقة ويوفر أكثر من 870,000 يوان صيني من رسوم الكهرباء سنوياً.
- في تايلاند، ساعدت لونجي، بالتعاون مع فريق EPC المحلي PPE Solar، شركة Chumponwarin Part., Ltd. Thailand — الواقعة على بعد 25 كيلومتراً من بانكوك — على تركيب محطة طاقة كهروضوئية باستطاعة 974.08 كيلوواط. وخلال المسوحات الميدانية، حدد فريق الهندسة والمشتريات والإنشاءات مشاكل تظليل ناتجة عن أسلاك شبكة الكهرباء على مبنى المصنع، وبناءً عليه أوصي بحزم باستخدام ألواح Hi-MO X10. وبعد تشغيل المشروع، وحتى في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة خلال موسم الأمطار، فإنه يوفر 400,000 بات تايلاندي من رسوم الكهرباء شهرياً، أي ما يعادل خُمس نفقات الكهرباء للشركة.
إن نتائج اختبار TÜV Rheinland ليست مجرد اعتراف كامل بأداء منتجات لونجي، بل هي أيضاً تأكيد موثوق آخر على قيمة تقنية الاتصال الخلفي (BC). ومع الترويج والتطبيق على نطاق واسع لألواح BC عالية الأداء، ستحقق صناعة الطاقة الكهروضوئية طفرات جديدة في التكيف مع البيئات المعقدة، مما يوفر دعماً تقنياً أقوى لتحول الطاقة العالمي.
