سوف تستمر الألواح الشمسية المثبتة اليوم في توليد الطاقة في عام 2050، ولكن ليس بنفس القدر. تدهور الوحدة هو التآكل البطيء والمطرد للمخرج الذي يحدد ما إذا كان النموذج المالي الخاص بك سيصمد طوال عمر المشروع. يساعدك فهم معدلات LID وPID ومعدلات التحلل السنوية على اختيار الوحدات التي تحمي الإنتاجية طويلة المدى.
أنواع تدهور الألواح الشمسية
التدهور الناجم عن الضوء (LID)
يحدث LID في الساعات الأولى إلى الأيام الأولى من التعرض لأشعة الشمس لخلايا السيليكون القياسية من النوع P. تتشكل مجمعات البورون والأكسجين (BO) في السيليكون، مما يؤدي إلى حدوث عيوب تقلل من عمر حامل الشحنة وتخفض الناتج بنسبة 1-3%. LID هو حدث لمرة واحدة - فهو يستقر بسرعة ولا يستمر طوال عمر الوحدة.
السيليكون من النوع N (TOPCon، HJT، IBC) لا يحتوي على البورون في الطبقة الأساسية وهو محصن بشكل أساسي ضد LID - إحدى مزايا الأداء الرئيسية لتقنية النوع N مقارنةً بالنوع P PERC. تقدم LONGi وJinko وTrina الآن وحدات TOPCon من النوع N مع LID أقل من 0.5% في أوراق البيانات الخاصة بها.
التدهور الناجم المحتمل (PID)
يحدث PID عندما يؤدي فرق الجهد الكهربائي العالي بين إطار الوحدة (الأرضي) والخلية إلى هجرة الأيونات عبر العبوة والزجاج. تتراكم أيونات الصوديوم الموجودة في الزجاج على سطح الخلية، مما يؤدي إلى إنشاء مسارات تحويلية تقلل من النتاج، أحيانًا بنسبة 20-50% في الوحدات المتأثرة بشدة.
يكون خطر الإصابة بمرض PID أعلى في:
- المناخات الحارة والرطبة (الرطوبة النسبية أعلى باستمرار من 60%)
- أنظمة الجهد الكبير (1000 فولت أو 1500 فولت تيار مستمر)
- تكوينات العاكس ذات الأرضية السلبية أو العائمة
- الأنظمة التي يكون فيها السكة السالبة للسلسلة ذات إمكانات سلبية كبيرة على الأرض
يمكن تخفيف PID من خلال تحديد وحدات مقاومة PID (تم اختبارها وفقًا للمعيار IEC 62804)، باستخدام محولات قائمة على المحولات أو محولات مع ميزات حماية PID، وضمان التأريض الصحيح للنظام. تشتمل بعض محولات Sungrow على تعويض PID نشط.
التدهور السنوي على المدى الطويل
بخلاف LID وPID، تواجه الوحدات فقدانًا تدريجيًا للأداء بسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية والتدوير الحراري وتغيرات تعدين الخلايا. هذا هو "معدل التحلل السنوي" المحدد في ضمان الطاقة.
| نوع الوحدة | خسارة نموذجية في السنة الأولى | التدهور السنوي (السنوات 2-30) | الناتج في سنة 25 |
|---|---|---|---|
| معيار P-نوع PERC (أحادي) | 2-3% (الغطاء) | 0.55% سنويا | ~83–87% |
| قسط P-نوع PERC (لونجي، Jinko) | 1-2% | 0.45% سنويا | ~87–90% |
| N-نوع TOPCon | <0.5% (بدون غطاء) | 0.40% سنويا | ~90-92% |
| HJT (الوصلة غير المتجانسة) | <0.5% | 0.25-0.35%/سنة | ~93-95% |
كيف يؤثر التدهور على العائد مدى الحياة
إن الفارق بين معدل التدهور الذي يبلغ 0.40% سنوياً و0.55% سنوياً يبدو صغيراً ولكنه يتفاقم بشكل كبير. بالنسبة لنظام بقدرة 1 ميجاوات يولد 1400 ميجاوات/ساعة سنويًا عند التشغيل:
- 0.55%/سنة وحدة في السنة 25: عامل الإخراج ~ 86.6% → 1,213 ميجاوات ساعة/سنة
- 0.40%/سنة وحدة في السنة 25: عامل الإخراج ~ 90.6% → 1,268 ميجاوات ساعة/سنة
- الفرق: 55 ميجاوات في الساعة/السنة → 5500 دولار في السنة بسعر 0.10 دولار/كيلووات في الساعة
- الفارق التراكمي 25 سنة: ~450 ميجاوات في الساعة → 45000 دولار من الإيرادات المفقودة
تبلغ تكلفة وحدات TOPCon من النوع N على PERC من النوع P عادةً 0.01-0.03 دولار/واط - لنظام 1 ميجاوات، 10,000-30,000 دولار. تبلغ Utility العائد مدى الحياة 45000 دولار أمريكي، مما يجعل قسط التأمين من النوع N مبررًا بسهولة على أساس صافي القيمة الحالية في معظم الأسواق.
ما الذي يجب التحقق منه في ضمان الطاقة
- ضمان السنة الأولى: يجب أن تكون ≥97% من الطاقة المقدرة (النوع P) أو ≥98% (النوع N)
- معدل التدهور السنوي: ≥0.55% للنوع P، ≥0.40% للنوع N. تضمن بعض الوحدات المتميزة الآن 0.25-0.30% سنويًا.
- ضمان سنة 25: قارن مباشرة — 80.7% هو المعيار القديم؛ يمكن الآن تحقيق ≥84.8% (LONGi Hi-MO X)، و≥87.4% (Jinko Tiger Neo)، و≥89% (بعض HJT).
- الخطي مقابل المتدرج: اختر دائمًا ضمانًا خطيًا. الضمان المتدرج (80% مضمون فقط في السنة 25) لا يوفر أي حماية ضد التدهور المفرط في السنوات المتوسطة.
- ضمان معرف المنتج: تأكد من تضمين اختبار مقاومة PID وفقًا للمواصفة IEC 62804، خاصة لأنظمة التيار المستمر بجهد 1500 فولت في المناخات الرطبة.
معدلات التدهور الميداني: بيانات العالم الحقيقي
وجد تحليل NREL لأكثر من 11000 وحدة من أكثر من 230 نظامًا حقيقيًا تدهورًا متوسطًا بنسبة 0.5% سنويًا للسيليكون البلوري - بما يتوافق مع قيم ورقة البيانات. ومع ذلك، فإن التوزيع واسع النطاق: تتحلل وحدات الربع السفلي بنسبة 1.0-1.5% سنويًا، مدفوعة في المقام الأول بالتحمير المغلف، والتصفيح، وتكسير الخلايا بسبب الحماية الميكانيكية غير الكافية أثناء المناولة والتركيب. جودة الوحدة وجودة التثبيت مهمان.