لوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارع | دليل

بالنسبة لمهندسي الإضاءة الشمسية، ومديري المشتريات البلدية، ومقاولي الهندسة والمشتريات والبناء، فإن القرار بينلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعيؤثر بشكل كبير على تكلفة النظام، وحصاد الطاقة، والموثوقية طويلة الأمد. تُصنع الألواح أحادية البلورة (كفاءة 18 إلى 22 بالمائة) من السيليكون أحادي البلورة، مما يوفر كفاءة أعلى لكل متر مربع وأداء أفضل في الإضاءة المنخفضة. تُصنع الألواح متعددة البلورة (كفاءة 15 إلى 18 بالمائة) من بلورات سيليكون متعددة، مما يوفر تكلفة أقل ولكنه يتطلب مساحة أكبر بنسبة 10 إلى 20 بالمائة لنفس خرج الطاقة. بالنسبة لتطبيقات إنارة الشوارع حيث تكون مساحة العمود محدودة (اللوح الشمسي مثبت على العمود أو على إطار أرضي منفصل)، غالبًا ما تُفضل الألواح أحادية البلورة بسبب قيود المساحة. ومع ذلك، تظل الألواح متعددة البلورة قابلة للاستخدام في مناطق التركيب الأكبر أو المشاريع ذات الميزانية المحدودة. يقارن هذا الدليل المعايير التقنية (معامل درجة الحرارة، معدل التدهور، الاستجابة للإضاءة المنخفضة)، والتكلفة لكل واط، وشروط الضمان. سيتعلم مديرو المشتريات كيفية تحديد الألواح الحاصلة على شهادة IEC 61215 وضمانات خرج الطاقة الخطية لمدة 25 عامًا. المصدر: معايير IEC 61215، IEC 61730، IEA PVPS.

ما هو الفرق بين الألواح الشمسية متعددة البلورات وأحادية البلورات لأضواء الشوارع

المقارنةلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعيقوم هذا التقييم بمقارنة تقنيتين من الخلايا الكهروضوئية البلورية لتطبيقات إنارة الشوارع خارج الشبكة. تُقطع الخلايا أحادية البلورة من بلورة سيليكون واحدة متصلة (عملية تشوتشرالسكي)، مما ينتج عنه لون أسود داكن موحد، وحواف مستديرة (شبه مربعة)، ونقاوة أعلى (حدود حبيبية أقل). نطاق الكفاءة النموذجي: 18 إلى 22 بالمائة (الألواح التجارية). تُصنع الخلايا متعددة البلورات من السيليكون المصهور في قالب مربع، مكونة بلورات متعددة (حدود حبيبية مرئية كنمط مرقط أزرق). الكفاءة النموذجية: 15 إلى 18 بالمائة. بالنسبة لإنارة الشوارع، تشمل الاختلافات الرئيسية في الأداء: (1) كفاءة المساحة – تتطلب الخلايا أحادية البلورة مساحة أقل بنسبة 10 إلى 25 بالمائة لنفس القدرة الكهربائية؛ (2) الأداء في الإضاءة المنخفضة – تتمتع الخلايا أحادية البلورة باستجابة أفضل في الظروف الغائمة أو عند الفجر/الغسق؛ (3) معامل درجة الحرارة – تمتلك الخلايا أحادية البلورة عادةً معامل درجة حرارة أقل (من -0.35 إلى -0.40 بالمائة لكل درجة مئوية مقابل -0.40 إلى -0.45 بالمائة للخلايا متعددة البلورات)، مما يعني فقدان طاقة أقل في المناخات الحارة؛ (4) التكلفة – الخلايا متعددة البلورات أرخص بنسبة 5 إلى 15 بالمائة لكل واط؛ (5) الجماليات – يُفضل المظهر الأسود الموحد للخلايا أحادية البلورة في إنارة الشوارع الحضرية حيث يكون التأثير البصري مهمًا. بالنسبة للهندسة والمشتريات، يعتمد الاختيار على مساحة التركيب المتاحة (قمة العمود مقابل التركيب الأرضي)، والمناخ المحلي (درجة الحرارة المرتفعة تفضل الخلايا أحادية البلورة)، والميزانية، والاستقلالية المطلوبة. المصدر: IEC 61215، IEA PVPS.

المواصفات الفنية للألواح الشمسية لإضاءة الشوارع

عند التقييملوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارع، المعايير الفنية التالية حاسمة.

التركيب المادي وتكوين الخلايا الشمسية

هيكل المواد لـلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعيحدد كفاءة وخصائص التدهور.

عملية تصنيع الألواح الأحادية والمتعددة البلورة

تختلف عملية التصنيع لـلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعتحدد التكلفة والنقاء.

1. إنتاج رقائق أحادية البلورة (عملية تشوتشرالسكي):يتم صهر السيليكون عالي النقاء (99.9999%) في بوتقة (1,400 درجة مئوية). يتم غمس بلورة بذرة في المصهور وسحبها ببطء إلى الأعلى مع الدوران، لتشكيل سبيكة أحادية البلورة (أسطوانية، قطرها 200 إلى 300 مم). يتم قطع السبائك (تربيعها) إلى مكعبات شبه مربعة، ثم تقطيعها إلى رقاقات (سمك 150 إلى 180 ميكرومتر). فقدان النشر للرقاقات يتراوح بين 40 إلى 50% من وزن السبيكة. المصدر: IEC 61215.

2. إنتاج رقاقات متعددة البلورات (عملية الصب): يتم صهر السيليكون في بوتقة مربعة (1,400 درجة مئوية) وتبريده ببطء، لتشكيل سبيكة متعددة البلورات (مربعة، وزنها 800 إلى 1,200 كجم). يتم قطع السبيكة مباشرة إلى مكعبات مربعة، ثم تقطيعها إلى رقاقات (سمك 180 إلى 200 ميكرومتر). الصب يستهلك طاقة أقل (أقل بنسبة 20 إلى 30% من طريقة تشوخرالسكي) ويعطي إنتاجية مادية أعلى (فقد أقل في القطع).

3. تصنيع الخلايا (كلا النوعين):يتم تنظيف الرقاقات، وتخشينها (قلوية للأحادي، حمضية للمتعدد)، ونشرها بالفوسفور (باعث من النوع n) لتشكيل الوصلة p-n. يتم تطبيق طبقة مضادة للانعكاس (SiN₄) بواسطة الترسيب الكيميائي البخاري المعزز بالبلازما (PECVD). تُطبع نقاط التلامس المعدنية (عجينة الفضة) بالشاشة الحريرية على الوجهين الأمامي والخلفي، ثم تُحرق عند 800 درجة مئوية. خلايا PERC: تُودع طبقة عازلة خلفية (Al₂O₃) بواسطة الترسيب الذري الطبقي (ALD).

4. تجميع الوحدة (التصفيح):يتم توصيل الخلايا بلحامها في سلاسل متسلسلة، وتوضع بين طبقات من غلاف أسيتات فينيل الإيثيلين (EVA)، مع زجاج مقسّى (3.2 مم) في الأمام وطبقة خلفية بوليمرية (أو زجاج-زجاج) في الخلف. تُصفح عند 150 درجة مئوية تحت الفراغ. تُؤطر بإطار ألومنيوم (سمك 30 إلى 40 مم). المصدر: IEC 61730.

5. اختبار الجودة (اختبار الفلاش، الإضاءة الكهربائية):يتم اختبار كل وحدة ضوئياً تحت ظروف الاختبار القياسية (STC: 1000 واط لكل متر مربع، 25 درجة مئوية، طيف AM1.5) للتحقق من قدرة الخرج (واط الذروة). يكشف التصوير بالتلألؤ الكهربائي (EL) عن الشقوق الدقيقة، والأصابع المكسورة، وعيوب الخلايا. يُعد فحص EL إلزامياً لألواح إنارة الشوارع (بسبب الاهتزاز أثناء النقل). المصدر: IEC 61215.

مقارنة أداء أنواع الألواح الشمسية لإضاءة الشوارع

عند اختيار لوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارع، مقارنة الكفاءة والتكلفة والعائد السنوي للطاقة.

التطبيقات الصناعية للألواح الشمسية في إنارة الشوارع

اختيارلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعيختلف حسب حجم المشروع وموقعه:

• إضاءة الشوارع الحضرية (مراكز المدن، الشوارع السكنية):يفضل استخدام أحادي البلورة نظرًا لضيق مساحة أعلى الأعمدة (أعمدة إنارة شمسية متكاملة) ومتطلبات الجمالية (مظهر أسود موحد). الكفاءة الأعلى تقلل عدد الألواح المطلوبة. المصدر: IESNA RP-8.

• إضاءة الشوارع الريفية والقروية (مساحات مفتوحة واسعة):يمكن استخدام متعدد البلورة عند التركيب على الأرض أو على جانب العمود (مساحة غير محدودة). التكلفة المنخفضة لكل واط (توفير 5 إلى 15 بالمائة) تجعل متعدد البلورة جذابًا لمشاريع الكهربة الريفية واسعة النطاق (البنك الدولي، بنك التنمية الآسيوي).

• المناخات عالية العرض أو الملبدة بالغيوم (شمال أوروبا، كندا، شمال غرب المحيط الهادئ):يوصى باستخدام أحادي البلورة لأداء أفضل في الإضاءة المنخفضة (الشحن عند الفجر/الغسق). قد لا يشحن متعدد البلورة البطارية بشكل كافٍ خلال أشهر الشتاء (انخفاض الاستقلالية).

• المناخات الصحراوية الحارة (الشرق الأوسط، شمال أفريقيا، أستراليا):يفضل استخدام الألواح أحادية البلورة (معامل درجة حرارة أقل يقلل من فقدان الطاقة). تفقد الألواح متعددة البلورات من 2 إلى 4 بالمائة من الطاقة عند درجة حرارة الخلية 50 درجة مئوية. المصدر: IEC 61215.

• أضواء مواقف السيارات الشمسية (تجارية، تجزئة):يتم استخدام كلا النوعين؛ غالبًا ما تُختار الألواح متعددة البلورات للمصفوفات المثبتة على الأرض (مساحة غير محدودة). بالنسبة للمثبتة على الأعمدة (لوحة واحدة)، هناك حاجة إلى الألواح أحادية البلورة لتناسب حامل بحجم 1 م × 1 م.

مشاكل الصناعة المشتركة والحلول الهندسية

تكشف البيانات الميدانية عن أربع مشكلات شائعة تتعلق بـلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعالاختيار.

• المشكلة: اللوحة متعددة البلورات لا تشحن البطارية بشكل كافٍ خلال أشهر الشتاء (خطوط عرض عالية).
  السبب الجذري: الألواح متعددة البلورات لها كفاءة أقل في الإضاءة المنخفضة (78 إلى 85 بالمائة نسبيًا عند 200 واط لكل متر مربع) مقارنة بالألواح أحادية البلورة (85 إلى 90 بالمائة). في فصول الشتاء الغائمة، تكون ساعات الشحن الفعالة أقل بنسبة 30 إلى 50 بالمائة. المصدر: IEA PVPS.
  الحل: زيادة حجم الألواح متعددة البلورات بنسبة 20 إلى 30 بالمائة مقارنة بالألواح أحادية البلورات. بالنسبة لخطوط العرض التي تزيد عن 40 درجة، يُفضل استخدام الألواح أحادية البلورات. استخدم تحسين زاوية الميل (خط العرض +15 درجة لفصل الشتاء).

• المشكلة: ظهور بقع ساخنة في الألواح أحادية البلورات (تشقق الخلايا) في البيئة الصحراوية.
  السبب الجذري: خلايا PERC أحادية البلورات أكثر حساسية للبقع الساخنة الناتجة عن التظليل (التسخين بالانحياز العكسي) مقارنة بالخلايا متعددة البلورات القياسية. يؤدي تراكم الرمال على اللوح إلى تظليل جزئي، مما يسبب تسخينًا موضعيًا وشقوقًا دقيقة. المصدر: IEC 61215.
  الحل: استخدام ألواح مزودة بصمامات تجاوز كل 20 إلى 24 خلية (3 صمامات لكل وحدة مكونة من 60 خلية). استخدم طلاء مضاد للاتساخ (كاره للماء) لتقليل تراكم الغبار. نظف الألواح شهريًا في المواقع الصحراوية. في المناطق عالية الغبار، استخدم الألواح متعددة البلورات (أقل حساسية للبقع الساخنة).

• المشكلة: حجم اللوح لا يتناسب مع حامل تركيب عمود إنارة الشارع (الأضواء المدمجة).
  السبب الجذري: تحتاج الألواح متعددة البلورات (كفاءة أقل) إلى مساحة أكبر (0.60 إلى 0.75 متر مربع لـ 150 واط) مقارنة بالألواح أحادية البلورات (0.45 إلى 0.55 متر مربع). العديد من مصابيح الشوارع الشمسية المتكاملة لها أبعاد لوح ثابتة (600 مم × 600 مم).
  الحل: بالنسبة للأضواء المتكاملة ذات مساحة اللوح المحدودة، حدد الألواح أحادية البلورات لتحقيق القدرة المطلوبة. بالنسبة لأنظمة التثبيت الأرضي، الألواح متعددة البلورات مقبولة. تأكد من أبعاد التثبيت قبل الشراء.

• المشكلة: تدهور أعلى للألواح متعددة البلورات بعد 10 سنوات (اصفرار مرئي، انخفاض في الطاقة بنسبة تزيد عن 15 بالمائة).
  السبب الجذري: تستخدم الألواح متعددة البلورات منخفضة الجودة من الشركات المصنعة غير من المستوى الأول مواد تغليف (EVA) وطبقة خلفية رديئة، مما يؤدي إلى تسرب الرطوبة والاصفرار. معدل التدهور من 0.9 إلى 1.2 بالمائة سنويًا (مقابل 0.7 إلى 0.8 بالمائة للألواح متعددة البلورات من المستوى الأول). المصدر: IEA PVPS.
  الحل: بالنسبة للوحيد والبلوري المتعدد، حدد مصنعًا من المستوى الأول (قائمة بلومبرغ نيو إنرجي فاينانس للطبقة الأولى) مع شهادة IEC 61215 وIEC 61730. اشتراط ضمان خطي للطاقة لمدة 25 عامًا (وليس فقط 10 أعوام). تجنب الألواح غير ذات العلامات التجارية أو المجددة.

عوامل الخطر واستراتيجيات الوقاية

تخفيف المخاطر عند اختيارلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعيتطلب هندسة استباقية.

• مساحة اللوح غير كافية للبلوري المتعدد (مساحة التثبيت على العمود محدودة):الوقاية: قياس مساحة سطح العمود المتاحة (حجم الدعامة النموذجي: 1 م × 0.5 م = 0.5 م²). للقدرة المطلوبة 150 واط، يتناسب البلوري الأحادي (0.45 إلى 0.55 م²)؛ البلوري المتعدد (0.60 إلى 0.75 م²) قد لا يتناسب. حدد البلوري الأحادي للأضواء المدمجة المثبتة على الأعمدة. المصدر: IESNA RP-8.

• ارتفاع درجة حرارة التشغيل في المناخات الحارة (فقدان القدرة):الوقاية: بالنسبة للمناطق التي تتجاوز درجة الحرارة المحيطة فيها 40 درجة مئوية (صحراء، مناطق استوائية)، اختر الألواح أحادية البلورة (معامل درجة الحرارة -0.35% لكل درجة مئوية مقابل -0.45% للألواح متعددة البلورات). وفر أيضًا تهوية خلف اللوح (فجوة هوائية 50 مم) لتقليل درجة حرارة الخلية. المصدر: IEC 61215.

• ضعف الأداء في الإضاءة المنخفضة (الألواح متعددة البلورات في المناخات الغائمة):الوقاية: بالنسبة للمواقع التي يزيد فيها عدد الأيام الغائمة عن 150 يومًا سنويًا، حدد الألواح أحادية البلورة. استخدم برنامج PVSyst أو برامج مشابهة لنمذجة العائد السنوي للطاقة لكلا التقنيتين؛ عادةً ما تحقق الألواح أحادية البلورة زيادة في الإنتاج بنسبة 5% إلى 10% في ظروف الإضاءة المنتشرة. المصدر: IEA PVPS.

• تغطية ضمان غير كافية (معدل التدهور غير محدد):الوقاية: اشتراط ضمان خطي لإنتاج الطاقة لمدة 25 عامًا (وليس 10 سنوات فقط). يجب أن يحدد الضمان: تدهور السنة الأولى ≤2% (أحادي البلورة) أو ≤3% (متعدد البلورة)، التدهور السنوي ≤0.5% (أحادي البلورة) أو ≤0.7% (متعدد البلورة)، الاحتفاظ بالطاقة لمدة 25 عامًا ≥82% (أحادي البلورة) أو ≥80% (متعدد البلورة). المصدر: IEA PVPS.

دليل الشراء: كيفية اختيار اللوح الشمسي لإنارة الشوارع

لمديري المشتريات ومهندسي الإضاءة، استخدم قائمة المراجعة هذه لـلوحة شمسية متعددة البلورات مقابل أحادية البلورات لإضاءة الشوارعالموضوع:

1. تحديد قدرة اللوح المطلوبة بناءً على استهلاك الطاقة اليومي:حساب الحمل اليومي (واط/ساعة) = قدرة LED (واط) × ساعات التشغيل (ساعة) × 1.2 (فقدان البطارية والعاكس). قدرة اللوح المطلوبة (واط الذروة) = الحمل اليومي (واط/ساعة) / (ساعات الذروة الشمسية × 0.8 (كفاءة النظام)). لمصباح LED بقدرة 60 واط وجهد 12 فولت، تشغيل لمدة 10 ساعات، وساعات ذروة شمسية 3.5: اللوح المطلوب = (60 × 10 × 1.2) / (3.5 × 0.8) = 257 واط ذروة.

2. تقييم مساحة التركيب المتاحة:بالنسبة للأضواء المتكاملة المثبتة على الأعمدة، قم بقياس أبعاد الحامل. إذا كانت المساحة أقل من 0.55 متر مربع للوحة بقدرة 150 واط أو أكثر، حدد أحادي البلورة. بالنسبة للأضواء المثبتة على الأرض أو على جانب العمود (مساحة غير محدودة)، يمكن استخدام متعدد البلورة. المصدر: IESNA RP-8.

3. تقييم المناخ المحلي (درجة الحرارة، ضوء الشمس، الأيام الغائمة):حار (أكثر من 40 درجة مئوية) أو استوائي: يفضل أحادي البلورة (معامل درجة حرارة أقل). غائم (أكثر من 150 يومًا في السنة): يفضل أحادي البلورة (أداء أفضل في الإضاءة المنخفضة). معتدل، مشمس، بارد: كلاهما مقبول؛ متعدد البلورة يوفر التكلفة.

4. تحديد معايير الكفاءة والأداء:أحادي البلورة: كفاءة الوحدة ≥19 بالمائة، معامل درجة الحرارة ≤ -0.38 بالمائة لكل درجة مئوية، كفاءة الإضاءة المنخفضة ≥88 بالمائة عند 200 واط لكل متر مربع. متعدد البلورة: كفاءة الوحدة ≥16.5 بالمائة، معامل درجة الحرارة ≤ -0.43 بالمائة لكل درجة مئوية، كفاءة الإضاءة المنخفضة ≥85 بالمائة.

5. تتطلب شهادات واختبارات:IEC 61215 (التأهيل التصميمي) وIEC 61730 (السلامة). بالنسبة لاهتزاز أضواء الشوارع، يلزم إجراء اختبار حمل ميكانيكي إضافي (2400 باسكال، أي ما يعادل رياح بسرعة 120 كم/ساعة). تقرير التلألؤ الكهربائي (EL) لكل لوح (بدون شقوق دقيقة). المصدر: IEC 61215، IEC 61730.

6. الضمان وضمان التدهور:مطلوب ضمان خطي للطاقة لمدة 25 عامًا (وليس 10 أعوام). قائمة الشركات المصنعة من المستوى الأول (BloombergNEF). الحد الأدنى للاحتفاظ لمدة 25 عامًا: أحادي البلورة ≥82 بالمائة، متعدد البلورة ≥80 بالمائة. التدهور السنوي: أحادي البلورة ≤0.5 بالمائة، متعدد البلورة ≤0.7 بالمائة.

7. اختبار العينات قبل الطلب بالجملة:طلب 5 ألواح (تمثل الدفعة). إجراء اختبار الفلاش (STC) – التحقق من خرج الطاقة ضمن التفاوت المحدد (0 إلى +5 بالمائة). إجراء تصوير التلألؤ الكهربائي (EL) – التحقق من وجود شقوق دقيقة. إجراء اختبار التدوير الحراري (IEC 61215: 200 دورة من -40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية) – تدهور الطاقة أقل من 5 بالمائة. المصدر: IEC 61215.

8. تحليل التكلفة (التكلفة المستوية للطاقة – LCOE):لحياة مدتها 25 عامًا، قد يكون للألواح أحادية البلورة انخفاض بنسبة 2 إلى 5 بالمائة في تكلفة الطاقة المستوية (LCOE) بسبب الكفاءة الأعلى والتدهور الأقل. احسب باستخدام نموذج إنتاج الطاقة السنوي. بالنسبة للمشاريع قصيرة الأجل (أقل من 10 سنوات)، قد تكون الألواح متعددة البلورات أرخص مقدمًا.

دراسة حالة هندسية

نوع المشروع:تحديث إنارة الشوارع البلدية بالطاقة الشمسية (500 وحدة، مصباح LED بقدرة 60 واط، 10 ساعات في الليلة).
موقع:فينيكس، أريزونا، الولايات المتحدة (صحراء حارة، 3800 ساعة ذروة شمسية سنويًا، درجة حرارة الصيف 45 درجة مئوية). أضواء متكاملة مثبتة على أعمدة (مساحة اللوح محدودة بـ 0.5 متر مربع).
المواصفات الأولية (إشكالية):ألواح متعددة البلورات (280 واط، كفاءة 16 بالمائة، مساحة 1.6 متر × 0.7 متر = 1.12 متر مربع) – لم تناسب حامل العمود (الحد الأقصى 0.5 متر مربع). حاول المقاول التثبيت الجانبي، لكن الألواح تسببت في مشاكل حمل الرياح وشكاوى جمالية.
المواصفات المصححة باستخدام الألواح أحادية البلورة:ألواح أحادية البلورية من نوع PERC (280 واط، كفاءة 19.5%، مساحة 1.2 م × 0.55 م = 0.66 م²) – لا تزال تتجاوز 0.5 م². الحل: إعادة تصميم الحامل لاستيعاب لوحين أصغر (2 × 140 واط أحادي البلورية، كل منهما 0.8 م × 0.4 م = 0.32 م²، بإجمالي 0.64 م²، مناسبة بعد تعديل العمود). بدلاً من ذلك، تم استخدام لوح أحادي البلورية بقدرة 200 واط (كفاءة 21%، مساحة 0.45 م²) وتقليل طاقة LED إلى 50 واط (كافية لتباعد أعمدة 8 أمتار).
النتائج والفوائد:التصميم النهائي: لوح أحادي البلورية بقدرة 200 واط (0.45 م²) + مصباح LED بقدرة 50 واط + بطارية LiFePO₄ بسعة 100 أمبير/ساعة. معامل درجة الحرارة -0.36% لكل درجة مئوية يضمن فقدان طاقة صيفي بنسبة 7% فقط (مقابل 9% للألواح متعددة البلورات). أداء الإضاءة المنخفضة أضاف 0.5 ساعة شحن يوميًا في الشتاء. الألواح تتناسب مع حامل العمود دون تعديل. التكلفة الإجمالية: الألواح أحادية البلورية 0.48 دولار أمريكي لكل واط مقابل 0.40 دولار أمريكي لكل واط للألواح متعددة البلورات (علاوة 20%) – يقابلها تقليل سعة البطارية (80 أمبير/ساعة مقابل 100 أمبير/ساعة للألواح متعددة البلورات) ومصباح LED أصغر (50 واط مقابل 60 واط). تكلفة الطاقة المستوية على مدى 25 عامًا: الألواح أحادية البلورية 0.12 دولار أمريكي لكل كيلوواط/ساعة مقابل 0.13 دولار أمريكي لكل كيلوواط/ساعة للألواح متعددة البلورات. المصدر: تقييم ما بعد الإشغال للمشروع، IEC 61215، IEA PVPS.

قسم الأسئلة الشائعة

1. س: أيهما أفضل لإضاءة الشوارع، الألواح أحادية البلورية أم متعددة البلورات؟
   ج: بالنسبة للمساحة المحدودة على الأعمدة (0.5 م² نموذجيًا)، الألواح أحادية البلورية (كفاءة 18 إلى 22%) أفضل. بالنسبة للمشاريع المثبتة على الأرض أو الريفية (مساحة غير محدودة)، الألواح متعددة البلورات (تكلفة أقل لكل واط) مقبولة. المصدر: IESNA RP-8.

2. س: هل الألواح أحادية البلورية أكثر كفاءة من متعددة البلورات؟
   ج: نعم. كفاءة الخلايا أحادية البلورية تتراوح بين 18 إلى 22 بالمئة مقابل 15 إلى 18 بالمئة للخلايا متعددة البلورات (فارق مماثل في كفاءة الألواح). تنتج الألواح أحادية البلورية طاقة أكثر بنسبة 10 إلى 25 بالمئة لكل متر مربع. المصدر: IEC 61215.

3. س: هل أداء الألواح أحادية البلورية أفضل في الإضاءة المنخفضة (الظروف الغائمة)؟
   ج: نعم. عند إشعاع 200 واط لكل متر مربع، تحتفظ الألواح أحادية البلورية بنسبة 90 إلى 95 بالمئة من كفاءة STC (نسبيًا) مقابل 85 إلى 90 بالمئة للألواح متعددة البلورات. يضيف هذا من 0.5 إلى 1.0 ساعة شحن فعالة يوميًا في المناخات الملبدة بالغيوم. المصدر: IEA PVPS.

4. س: أي نوع من الألواح الشمسية له معامل درجة حرارة أفضل؟
   ج: الألواح أحادية البلورية (عادةً -0.35 إلى -0.40 بالمئة لكل درجة مئوية) مقابل الألواح متعددة البلورات (-0.40 إلى -0.45 بالمئة). في المناخات الحارة (درجة حرارة الخلية 65 درجة مئوية)، تفقد الألواح أحادية البلورية 12 إلى 14 بالمئة من الطاقة مقابل 14 إلى 16 بالمئة للألواح متعددة البلورات. المصدر: IEC 61215.

5. س: هل الألواح متعددة البلورات أرخص من أحادية البلورية؟
   ج: نعم. تكلفة الألواح متعددة البلورات أقل بنسبة 5 إلى 15 بالمائة لكل واط (0.25 إلى 0.40 دولار أمريكي لكل واط مقابل 0.30 إلى 0.50 دولار أمريكي لكل واط للألواح أحادية البلورات). بالنسبة للمشاريع الكبيرة (أكثر من 1000 لوح)، يكون الفرق كبيرًا. المصدر: PVinsights.

6. س: أي نوع يدوم لفترة أطول (معدل التدهور)؟
   ج: الألواح أحادية البلورات من الفئة الأولى تتدهور بنسبة 0.5 إلى 0.7 بالمائة سنويًا؛ الألواح متعددة البلورات تتدهور بنسبة 0.7 إلى 0.8 بالمائة سنويًا. بعد 25 عامًا، تحتفظ الألواح أحادية البلورات بنسبة 82 إلى 87 بالمائة؛ وتحتفظ الألواح متعددة البلورات بنسبة 80 إلى 82 بالمائة. المصدر: IEA PVPS.

7. س: هل يمكنني خلط الألواح أحادية البلورات ومتعددة البلورات في نفس عمود الإنارة؟
   ج: لا يُنصح بذلك. تؤدي خصائص التيار-الجهد المختلفة إلى خسائر عدم التطابق (3 إلى 8 بالمائة). استخدم نفس النوع ونفس العلامة التجارية ونفس القوة الكهربائية في كل سلسلة. المصدر: IEC 61215.

8. س: أي لوح أفضل للمناطق عالية الرياح (مناطق الأعاصير)؟
   أ: كلا النوعين لهما تصنيفات حمل ميكانيكي مماثلة (2400 باسكال قياسي، 5400 باسكال للمقوى). خلايا أحادية البلورية أكثر هشاشة قليلاً (خطر التشققات الدقيقة). للرياح العاتية، حدد الألواح بزجاج أكثر سمكًا (4 مم)، إطار مقوى، واختبار الحمل الميكانيكي IEC 61215 (5400 باسكال).

9. س: هل يؤثر لون اللوحة على الأداء؟
   أ: لا، اختلاف اللون (أسود أحادي مقابل أزرق متعدد) يعود إلى الطلاء المضاد للانعكاس ونقاء السيليكون، وليس الأداء. ومع ذلك، تمتص الألواح السوداء حرارة أكثر (درجة حرارة تشغيل أعلى قليلاً) – تأثير ضئيل (0.5 إلى 1 درجة مئوية).

10. س: ما الفرق في الضمان بين أحادي ومتعدد البلورات؟
    أ> تقدم الشركات المصنعة من المستوى الأول ضمانًا خطيًا للطاقة لمدة 25 عامًا لكليهما. ومع ذلك، قد يكون لضمان متعدد البلورات تدهور سنوي أعلى (0.7 بالمائة مقابل 0.5 بالمائة لأحادي البلورات). قارن دائمًا شروط الضمان (تدهور السنة الأولى، التدهور السنوي، الاحتفاظ بنهاية العمر). المصدر: IEA PVPS.

طلب الدعم الفني أو عرض الأسعار

لمهندسي الإضاءة الشمسية ومديري المشتريات في البلديات، يتوفر دعم فني لمراجعة منطقة التركيب والمناخ المحلي ومتطلبات الطاقة اليومية. اطلب عرض أسعار للألواح الشمسية أحادية البلورة (عالية الكفاءة، معامل درجة حرارة منخفض) أو متعددة البلورة (فعالة من حيث التكلفة) الحاصلة على شهادة IEC 61215، وضمان خطي لمدة 25 عامًا، وتقارير اختبار التلألؤ الكهربائي (EL).

عن المؤلف

تم تأليف هذا الدليل بواسطة مهندسي أنظمة الطاقة الشمسية ومتخصصي الإضاءة خارج الشبكة الذين لديهم أكثر من 15 عامًا من الخبرة في تصميم وتحديد أنظمة الطاقة الكهروضوئية لإضاءة الشوارع ومواقف السيارات والكهرباء الريفية عبر أمريكا الشمالية وأوروبا وأفريقيا وآسيا. تتبع جميع التوصيات معايير IEC 61215 وIEC 61730 وIEA PVPS وIESNA RP-8.