كيف يغير التقاط الضوء من الجانب الخلفي حسابات الإنتاج لمزارع الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض
ترى المصفوفة المثبتة على الأرض عالمًا مختلفًا عن النظام الموجود على السطح. يتم رفع اللوحة فوق الأرض المفتوحة، ومائلة بزاوية ثابتة أو مجنزرة، ومحاطة بسطح عاكس بدلاً من القوباء المنطقية أو الغشاء المعبأ بإحكام على سطح السقف. هذه الهندسة هي بالضبط ما تم تصميم وحدة ثنائية الجانب من الزجاج لاستغلالها، حيث يمكن للجانب الخلفي من الخلية أن يمتص الفوتونات المنعكسة من التربة أو الحصى أو الخرسانة أو الغشاء الأرضي الأبيض بدلاً من ترك هذا الضوء يضيع.
بالنسبة للمطورين على نطاق المرافق، نادرًا ما يكون السؤال العملي هو ما إذا كانت التكنولوجيا ثنائية الجانب ناجحة أم لا. بل هو مقدار الطاقة الإضافية التي سيوفرها موقع معين، وارتفاع التركيب، وسطح الأرض فعليًا، وما إذا كان هذا الكسب يغير اقتصاديات التوصيل البيني، وفاتورة المواد المتراكمة، ونموذج الإيرادات طويل الأجل بما يكفي للأهمية. يعمل هذا الدليل من خلال تلك الرياضيات باستخدام أرقام محددة بدلاً من لغة التسويق، ويغطي البياض وارتفاع التركيب وسلوك التدهور والتكلفة الإجمالية للملكية LONGi Hi-MO X10 640-670 واط مورد الألواح الشمسية ثنائية الجانب عملية التقييم.
إحدى الطرق المفيدة لتأطير القرار هي التعامل مع الوحدة كمتغير واحد داخل نظام أكبر بدلاً من التعامل مع الإجابة بأكملها. يتفاعل كل من تباعد الصفوف، وأرفف التتبع مقابل الأرفف ذات الإمالة الثابتة، وحجم سلسلة العاكس، وميزانية المعالجة الأرضية مع عامل الوحدة ثنائي الجانب لإنتاج إنتاج الطاقة السنوي الفعلي للمحطة. إن تخطي أي من هذه المتغيرات أثناء أعمال الجدوى المبكرة يميل إلى الظهور لاحقًا على شكل فجوة بين ضمان الإنتاج النموذجي والنتيجة المقاسة، وهي بالضبط الفجوة التي تهدف المراجعة الدقيقة قبل البناء إلى سدها.
640-670W فئة القوة
ما يصل إلى 30% عامل ازدواجية الوجه
2 زجاج التغليف المزدوج
01
لماذا تحدد انعكاسية سطح الأرض مكاسبك الحقيقية ذات الوجهين
الكسب ثنائي الوجه ليس رقمًا ثابتًا مطبوعًا على ورقة بيانات. إنها وظيفة البياض، وهو جزء من ضوء الشمس الوارد إلى السطح الذي ينعكس مرة أخرى إلى الأعلى. لن تنتج قطعة الأسفلت الداكنة وطبقة من الحجر الأبيض المكسر أسفل نفس الحامل نفس ناتج الجانب الخلفي، حتى مع الوحدات المتماثلة وزوايا الميل المتماثلة.
كثيرًا ما يقلل المطورون من أهمية هذا المتغير أثناء نمذجة العائد في المراحل المبكرة، ثم يكتشفون أثناء التشغيل أن الإشعاع الخلفي الفعلي يقع أقل بكثير من الافتراض المضمن في النموذج المالي. تعد مطابقة معالجة الأرض لنوع تربة الموقع، ووضع ميزانية لغطاء أرضي عاكس حيث يكون السطح الأصلي داكنًا، أحد أعلى القرارات فعالية في حزمة التصميم المثبت على الأرض.
تمثل هذه الأرقام إضافة إنتاجية نموذجية للجانب الخلفي على وحدة أحادية الوجه مكافئة بنفس الميل والارتفاع، وليس إجمالي إنتاج المصنع. لاحظ أن القفزة من التربة العارية إلى الغطاء الأرضي العاكس المثبت لهذا الغرض غالبًا ما تكون أكبر من القفزة من جيل وحدة إلى الجيل التالي، ولهذا السبب تنتمي مواصفات معالجة الأرض إلى نفس مراجعة التصميم مثل ورقة بيانات الوحدة.
ويلعب التباين الموسمي أيضًا دورًا يميل المتوسط السنوي الواحد إلى إخفائه. يمكن للأرض المغطاة بالثلوج خلال أشهر الشتاء أن تدفع مؤقتًا مكاسب الجانب الخلفي أعلى بكثير من الأرقام التي قد تقترحها زيارة الموقع في الصيف فقط، في حين أن الحقل النباتي الذي يظل أخضرًا خلال موسم النمو سوف يتجه نحو الطرف الأدنى من النطاق. عندما تسمح الميزانية بذلك، يعد الغطاء الأرضي الركام أو النسيج الأرضي منخفض التكلفة ذو الألوان الفاتحة أسفل الصفوف وبينها أحد الترقيات الأكثر فعالية من حيث التكلفة المتوفرة في مشروع مثبت على الأرض، لأنه يرفع خط أساس البياض طوال العمر التشغيلي الكامل للمحطة وليس فقط خلال أسابيع محددة من السنة.
02
ارتفاع التركيب والإمالة: الحصول على الشكل الهندسي الصحيح قبل طلب الأرفف
ينخفض الإشعاع الخلفي بشكل حاد بالقرب من الأرض لأن الوحدة تحجب الضوء المنعكس الخاص بها عند الخلوص المنخفض. يؤدي رفع الحافة السفلية للمصفوفة إلى زيادة عامل رؤية السماء على الزجاج الخلفي، لكن العائدات تتضاءل بعد نقطة معينة، وكل سنتيمتر إضافي من ارتفاع العمود يضيف الفولاذ وعمالة التركيب عبر حقل متعدد الميجاواط.
يتفاعل تباعد الصفوف وزاوية الميل مع الارتفاع بنفس الطريقة. يؤدي الإمالة الأكثر انحدارًا في نظام التثبيت الأرضي ذي الإمالة الثابتة إلى فتح المزيد من الرؤية الجانبية الخلفية للأرض بين الصفوف، بينما يؤدي تباعد الصفوف الأضيق إلى تقليل ذلك. تتلاقى معظم تصميمات نطاق المنفعة على نطاق خلوص يوازن بين الكسب المتزايد والتكلفة الإضافية للأرفف الأطول، بدلاً من مطاردة الحد الأقصى النظري.
يتسطح المنحنى بشكل ملحوظ بعد حوالي 1.5 متر من الخلوص. بالنسبة لمعظم مشاريع المرافق ذات الميل الثابت، هذه هي النقطة التي يجب على الفريق الهندسي فيها التوقف عن تحسين الإشعاع الخلفي وحده والبدء في موازنة المكسب الهامشي مقابل تكلفة الفولاذ وتحميل الرياح وعمق الأساس.
تغير أنظمة التتبع أحادية المحور هذا الحساب مرة أخرى، نظرًا لأن اتجاه الوحدة بالنسبة للشمس يتغير طوال اليوم ويقضي الوجه الخلفي جزءًا من فترة ما بعد الظهر في مواجهة قسم مختلف من الأرض عما كان عليه في الصباح. تُبلغ أجهزة التتبع المقترنة بوحدات ثنائية الجانب عمومًا عن مكاسب إجمالية أكبر من المصفوفات ثنائية الجانب ذات الميل الثابت في نفس الموقع، ولكنها تحمل أيضًا تعقيدًا ميكانيكيًا إضافيًا وتكلفة أرفف أولية أعلى يجب مقارنتها بإيرادات الطاقة الإضافية على مدار مدة العقد.
03
ساعات الذروة للشمس: تحديد حجم المصفوفة المثبتة على الأرض دون التخمين
تصف ساعات الذروة الشمسية عدد الساعات في اليوم التي يجب أن يبقى فيها الإشعاع الشمسي ثابتًا عند مستوى مرجعي لتوفير نفس الطاقة الإجمالية مثل الإشعاع الفعلي المتغير الذي يتلقاه الموقع. إنه الرقم الوحيد الأكثر فائدة للتحقق من تقدير إنتاجية الطاقة قبل تشغيل المحاكاة الكاملة.
يعمل فحص الحجم المبسط على النحو التالي: خذ متوسط ساعات الذروة اليومية للشمس في الموقع، واضربه في القدرة الكهربائية المقدرة للوحدة، ثم قم بتطبيق عامل خفض معدل النظام الذي يأخذ في الاعتبار كفاءة العاكس، والتلوث، وفقدان الأسلاك، وتأثيرات درجة الحرارة. بالنسبة للوحدة ثنائية الجانب، يتم وضع مساهمة الجانب الخلفي فوق تقدير الجانب الأمامي بمجرد معرفة البياض الأرضي وعوامل الخلوص من الأقسام السابقة.
ساعات الذروة للموقع
الجانب الأمامي فقط الإخراج اليومي
مع 15% مكاسب ثنائية الوجه
4.0 ساعات
2.56 كيلووات ساعة لكل لوحة
2.94 كيلووات ساعة لكل لوحة
5.0 ساعة
3.20 كيلووات ساعة لكل لوحة
3.68 كيلووات ساعة لكل لوحة
6.0 ساعات
3.84 كيلووات ساعة لكل لوحة
4.42 كيلووات ساعة لكل لوحة
عبر المصنع الذي يضم عشرات الآلاف من الوحدات، يتوقف الفرق بين العمود الأمامي فقط والعمود ثنائي الجانب عن كونه خطأ تقريبيًا ويبدأ في الظهور مباشرة في ضمان الإنتاج السنوي. وهذا هو السبب في أن الافتراض الدقيق للبياض والخلوص أثناء وضع نماذج ما قبل البناء له أهمية بقدر أهمية تصنيف كفاءة الجانب الأمامي للوحدة.
يجدر إجراء هذه الحسابات مع افتراضات متحفظة ومتفائلة للبياض جنبًا إلى جنب بدلاً من تقدير نقطة واحدة، نظرًا لأن ظروف الأرض في موقع جديد غالبًا ما تتغير أثناء البناء. يمكن أن يؤدي التدريج وأعمال الصرف الصحي والتحكم في الغطاء النباتي إلى تحويل انعكاس السطح بعيدًا عن القيمة المستخدمة في مسح الموقع الأصلي، كما أن نموذج التحجيم الذي يحمل رقمًا واحدًا فقط للأمام حتى الإغلاق المالي لديه مساحة أقل لاستيعاب هذا النوع من الانجراف.
04
البناء المزدوج الزجاج: ما الذي يتغير عندما يجمع كلا الجانبين الضوء؟
إن بناء وحدة تعمل على كلا الوجهين يتغير أكثر من التخطيط الكهربائي. تنتقل اللوحة الخلفية من طبقة خلفية من البوليمر إلى لوحة ثانية من الزجاج المقسى، مما يعمل على تحسين مقاومة دخول الرطوبة، والتدهور الناجم عن احتمال التعرض للأشعة فوق البنفسجية على مدى عمر خدمة يصل إلى عدة عقود. تعد هذه الطبقة الإضافية من الحماية جزءًا من السبب وراء تحمل الوحدات ثنائية الجانب ذات الزجاج المزدوج عادةً شروط ضمان أطول للمنتج والأداء مقارنة بالتصميمات أحادية الوجه القياسية.
يجب أيضًا أن يأخذ تصميم الإطار وصندوق التوصيل في الاعتبار الوزن الإضافي للجزء الزجاجي الثاني وللحفاظ على السطح الخلفي دون عائق قدر الإمكان، نظرًا لأن أي عنصر تظليل على الظهر، بدءًا من حاجز الإطار إلى مشبك التثبيت الذي يتم وضعه بلا مبالاة، يقتطع مباشرة من حصاد الجانب الخلفي، حيث يوجد التصميم بأكمله لالتقاطه.
يقلل الزجاج الأمامي والخلفي المقسى من انتشار الشقوق الصغيرة مقارنةً ببنية الألواح الزجاجية الخلفية
يعمل التصفيح الزجاجي المزدوج المحكم على تقليل دخول الرطوبة على المدى الطويل عند حواف الخلايا
تعمل التصميمات بدون إطار أو ذات إطار رفيع على تقليل تظليل الجانب الخلفي من هيكل الوحدة نفسه
يدعم تصنيف الحمل الميكانيكي العالي مناطق الثلوج والرياح دون تقليل الصفيف
تستحق إجراءات المناولة أثناء التثبيت اهتمامًا متساويًا، نظرًا لأن الوحدة الزجاجية المزدوجة أثقل من لوحة الزجاج الخلفية المماثلة وتتطلب من الطاقم اتباع نقاط الرفع المحددة من قبل الشركة المصنعة وقيم عزم الدوران على مشابك التثبيت. يعد الإفراط في عزم المشبك على الزجاج المقسى مصدرًا شائعًا للضرر الميداني الذي يمكن تجنبه، وهو خطر يمكن الوقاية منه تمامًا من خلال محادثة قصيرة مع صندوق الأدوات قبل اليوم الأول للطاقم الجديد في الموقع.
05
إنتاجية الطاقة التراكمية على مدار فترة ملكية تبلغ 25 عامًا
التدهور في السنة الأولى ومعدل الانخفاض الخطي السنوي الذي يتبع كلا المركبين على مدار مدة اتفاقية شراء الطاقة أو عقد الإيجار. الوحدة النمطية ذات الخسارة المنخفضة في السنة الأولى ومنحنى الانخفاض السنوي المسطح لا تبدأ من أعلى فحسب، بل تظل أيضًا مرتفعة لفترة أطول، وتتسع الفجوة بين ملفي تدهور كل عام بدلاً من البقاء ثابتة عند الرقم المطبوع على السطر الأول من ورقة البيانات.
على مدى عقد كامل مدته 25 عاما، لا تظل الفجوة الآخذة في الاتساع بين منحنى الانخفاض الخطي القياسي ومنحنى الانخفاض الأبطأ ثنائي الجانب ثابتة عند رقم السنة الأولى. وهو ينمو عامًا بعد عام، وهو متغير حاسم للنمذجة المالية لاتفاقيات شراء الطاقة وهياكل الإيجار حيث ترتبط الإيرادات مباشرة بالإنتاج المقنن بدلاً من السعة الاسمية.
06
مقارنة السمات: حيث تكتسب وحدات الزجاج المزدوج ثنائية الجانب أكبر قدر من الأرض
لا توجد مواصفات واحدة تحكي القصة الكاملة لملاءمة الوحدة لمشروع مثبت على الأرض. يوضح الرسم البياني أدناه خمس سمات جنبًا إلى جنب حتى يتمكن فريق التصميم من معرفة مكان المفاضلات فعليًا بدلاً من الاعتماد على رقم كفاءة رئيسي واحد.
إن محاور العائد ومقاومة التدهور في الجانب الخلفي هي حيث يتباعد شكل الملفين أكثر من غيره. تعتبر اختلافات الكفاءة والثبات الحراري ذات معنى ولكنها تدريجية، في حين أن حصاد الجانب الخلفي هو قدرة لا يمتلكها المظهر الجانبي أحادي الوجه ببساطة، وهذا هو السبب في أن المشاريع المثبتة على الأرض هي المكان الذي تستعيد فيه فئة الوحدات هذه قسطها الأسرع.
07
من تقييم الموقع إلى التشغيل: تدفق النشر على الأرض
يعتمد الحصول على الكسب ثنائي الوجه المقدر في الميدان على القرارات التي تم اتخاذها قبل وقت طويل من فتح الوحدة الأولى. يوضح التسلسل أدناه المراحل التي يتم فيها بالفعل قفل خيارات التصميم البياض والتخليص والكهرباء.
1
مسح الموقع والألبيدو
→
2
تصميم الأرفف والإمالة
→
3
تركيب الوحدة
→
4
إعداد السلسلة والعاكس
→
5
مراقبة العائد
يعد اختبار التألق الكهربي بعد تشغيل السلسلة مهمًا بشكل خاص للوحدات ثنائية الجانب عالية الطاقة، نظرًا لأن الشقوق الصغيرة أو عدم تطابق الخلايا على الجانب الخلفي غير مرئية للفحص أثناء المشي ولكنها يمكن أن تؤثر بشكل ملموس على عامل التعبئة. المشترين مصادر من أ موزع الألواح الشمسية LR7-72HVD يجب التأكد من أن فحص EL قبل الشحن يعد قياسيًا وليس اختياريًا في الطلبات الكبيرة.
08
التركيب الأرضي مقابل السطح: مقارنة التكلفة الإجمالية لعوامل الملكية
يعتمد عائد الاستثمار على أكثر من سعر الواط المطبوع على عرض الأسعار. استخدام الأرض، وتصميم الأرفف، ومخاطر التظليل، والإنتاجية طويلة المدى كلها عوامل تدخل في الحساب النهائي، ويختلف وزنها اعتمادًا على ما إذا كانت المصفوفة موضوعة على أرض مفتوحة أو على سطح المبنى.
عامل
النشر المثبت على الأرض
النشر على السطح
مساحة السطح المتاحة
تصميم هندسي كبير
ثابت بواسطة هندسة السقف
قيمة العائد الخلفي ثنائي الجانب
ارتفاع البياض الأرضي يمكن السيطرة عليه
منخفض إلى متوسط، يعتمد على مواد التسقيف
تكلفة الأرفف والأساس
أعلى، مدفوعا بارتفاع الخلوص
أقل، مرتبطة بالهيكل الحالي
حساسية للتظليل
منخفض، تم اختيار الموقع للتعرض
معتدلة، وتختلف العوائق حسب السقف
تأثير التدهور البطيء
يحسن إيرادات PPA والإيجار
يحسن الادخار على المدى الطويل
الخيط المشترك عبر كلا الإعدادين هو أن اقتصاديات الوحدة ثنائية الجانب ذات الزجاج المزدوج تتحسن بشكل أكبر عندما يكون القيد المادي هو الأرض أو مساحة السطح بدلاً من الميزانية، وحيث تشتمل بيئة التشغيل على سطح أرضي عاكس حقًا. في حالة توافر هذين الشرطين، عادةً ما يتم استرداد التكلفة الأولية الأعلى لكل وحدة بشكل جيد خلال فترة الضمان.
09
ما الذي يجب تقييمه عند شراء وحدات ثنائية الجانب عالية الكفاءة لمشروع مثبت على الأرض
1
التحقق من عامل ثنائية الوجه، وليس فقط كفاءة الجانب الأمامي
يحدد عامل ثنائية الوجه مقدار إشعاع الجانب الخلفي الذي يتحول فعليًا إلى طاقة. اطلب بيانات اختبار تم التحقق منها من طرف ثالث بدلاً من رقم واحد في ورقة التسويق، لأن هذا الرقم هو ما يحول البياض الأرضي إلى مخرجات قابلة للقياس.
2
تأكد من هيكل ضمان التدهور، وليس فقط الرقم الرئيسي
يحدد ضمان الأداء الهادف الإنتاج المضمون في نقاط متعددة خلال فترة 25 عامًا بدلاً من رقم واحد لنهاية العمر الافتراضي. ويعطي هذا الهيكل صورة أوضح بكثير عن الكيفية التي من المتوقع أن يتصرف بها منحنى الانخفاض عاما بعد عام.
3
اسأل عن كيفية التحقق من صحة اختبار الحمل والمتانة قبل الشحن
للحصول على مصادر المشروع وحدات كهروضوئية ثنائية الجانب عالية الكفاءة للبيع على نطاق المنفعة، فإن اختبار الحمل الميكانيكي على مستوى الدفعة، واختبار النقطة الساخنة، والتسامح المتسق في الإخراج من وحدة إلى وحدة أمر مهم بقدر ما يهم فئة الطاقة الرئيسية، نظرًا لأن المصفوفات الكبيرة تعمل على تضخيم التأثير المالي حتى لعدم تناسق التصنيع الصغير.
10
الأسئلة المتداولة
تغطي الأسئلة الواردة أدناه التفاصيل التي تظهر في أغلب الأحيان بمجرد انتقال تصميم التركيب الأرضي من دراسة الجدوى إلى الشراء.
س 1: ما مقدار الطاقة الإضافية التي يمكن أن يتوقعها نظام التثبيت الأرضي ثنائي الجانب بشكل واقعي؟
يتراوح الكسب النموذجي للجانب الخلفي من حوالي 6 بالمائة فوق الأسفلت الداكن إلى أكثر من 20 بالمائة فوق غطاء أرضي عاكس عالي البياض، اعتمادًا على ارتفاع التثبيت والإمالة وتباعد الصفوف. يجب أن يستخدم تقدير المرحلة المبكرة المتحفظ المعالجة الأرضية الفعلية للموقع بدلاً من رقم الصناعة الأفضل.
س 2: هل تكلفة تركيب الوحدات ثنائية الجانب ذات الزجاج المزدوج أكبر من تكلفة تركيب الألواح القياسية؟
تكون تكلفة كل وحدة أعلى عمومًا بسبب الطبقة الزجاجية الثانية، وقد تحتاج الأرفف إلى خلوص أطول لفتح إنتاج خلفي ذي معنى. يقوم معظم المطورين على نطاق المرافق بتعويض ذلك من خلال إنتاج طاقة أعلى لكل فدان مشروع بدلاً من انخفاض السعر لكل واط.
س 3: هل الوحدة ثنائية الجانب أكثر هشاشة من اللوحة الزجاجية الخلفية؟
يكون البناء الزجاجي المزدوج أكثر مقاومة بشكل عام لدخول الرطوبة وتدهور الأشعة فوق البنفسجية بمرور الوقت، نظرًا لأن كلا الوجهين مصنوعان من الزجاج المقسى بدلاً من الطبقة الخلفية من البوليمر. لا تزال المعالجة الميكانيكية أثناء التثبيت بحاجة إلى اتباع إرشادات الشركة المصنعة بشأن التحميل وتثبيت الحواف لتجنب حدوث تشققات صغيرة على أي من الوجهين.
س 4: هل لا يزال الكسب ثنائي الوجه مهمًا في المناخات الرطبة أو منخفضة البياض؟
يكون الكسب أصغر في البيئات الرطبة منخفضة الواقية حيث تظل الأسطح الأرضية داكنة ورطبة، لكنه نادرًا ما ينخفض إلى الصفر. يمكن أن يؤدي إقران المصفوفة مع المعالجة الأرضية العاكسة، حتى في المناخ الصعب، إلى استعادة حصة كبيرة من إمكانات الجانب الخلفي.
س 5: كيف يجب أن تؤثر ساعات الذروة الشمسية في قرار تحديد حجم التركيب الأرضي؟
تحدد ساعات الذروة للشمس خط الأساس للطاقة الأمامية للموقع. بمجرد إنشاء خط الأساس هذا، يتم وضع الكسب المتوقع ثنائي الجانب من سطح الأرض وارتفاع الخلوص في الأعلى لإنتاج إجمالي إسقاط يومي وسنوي أكثر دقة.
English
Français
Español
عربى
Український
