قد تبدو فكرة تركيب محطة طاقة شمسية بسيطة: مساحة فارغة، مجموعة من الألواح، ثم تبدأ المحطة في إنتاج الكهرباء. لكن التنفيذ الفعلي يحتاج إلى دراسة عدة عوامل قبل تحديد قدرة المحطة أو عدد الألواح أو التكلفة.
فليس كل سطح كبير مناسبًا بالضرورة، وفي المقابل قد يكون الموقع الذي يمتلك مساحة محدودة قادرًا على الاستفادة من حل شمسي مصمم بطريقة ذكية.
تعتمد ملاءمة الموقع للطاقة الشمسية على التعرض للشمس، والمساحة القابلة للاستخدام، وحالة المبنى، واتجاه الألواح، واستهلاك الكهرباء، وساعات تشغيل الأجهزة والمعدات.
ما معنى أن الموقع مناسب للطاقة الشمسية؟
الموقع المناسب هو الموقع الذي يمكن تركيب نظام شمسي آمن وفعال فيه، بحيث تنتج الألواح كمية من الكهرباء تتناسب مع احتياجات العميل وتبرر تكلفة المشروع.
ولا يشترط أن تغطي المحطة كامل استهلاك الموقع حتى تكون مفيدة. ففي بعض الحالات يكون الهدف تغطية جزء محدد من الأحمال، مثل الاستهلاك النهاري أو تشغيل طلمبات الري أو معدات معينة داخل المصنع.
لذلك يُقاس نجاح المشروع بمدى توافق التصميم مع احتياج الموقع، وليس بعدد الألواح فقط.
1. مدى تعرض الموقع لأشعة الشمس
يُعتبر التعرض للشمس من أول العوامل التي يجب تقييمها. تحتاج الألواح إلى ضوء كافٍ لإنتاج الكهرباء، وكلما زاد تعرضها المباشر للشمس خلال ساعات اليوم، تحسنت فرص تحقيق إنتاج مناسب.
عند تقييم الموقع تتم دراسة:
- عدد ساعات التعرض للشمس.
- اتجاه السطح أو الأرض.
- المباني المحيطة.
- الأشجار المرتفعة.
- خزانات المياه.
- غرف المصاعد.
- المداخن والهوائيات.
- أي عناصر قد تسبب ظلالًا على الألواح.
وتوضح وزارة الطاقة الأمريكية أن قابلية الأسطح لتركيب الطاقة الشمسية تتأثر بالموقع والاتجاه ومساحة السطح وكمية الظلال، وأن عروض الشركات تعتمد عادةً على بيانات الإشعاع ومواصفات المعدات وخصائص السطح.
2. وجود ظلال على المساحة المتاحة
لا يعني وجود ظل بسيط أن الموقع غير مناسب تمامًا، لكن يجب معرفة مكان الظل ومدته وتوقيت ظهوره.
قد يأتي الظل من مبنى مجاور في الصباح، أو من خزان مياه خلال الظهر، أو من أشجار في وقت معين من العام. وتختلف خطورة الظلال وفق توزيع الألواح وطريقة توصيلها ونوع الإنفرتر المستخدم.
يعمل المصمم على تقليل تأثير الظلال من خلال:
- اختيار أفضل جزء من السطح.
- تغيير توزيع الألواح.
- ترك مسافات حول العناصر المرتفعة.
- تقسيم الألواح إلى مجموعات مناسبة.
- اختيار مكونات تتوافق مع ظروف الموقع.
لهذا لا يكفي تصوير السطح في وقت واحد فقط، بل يُفضل دراسة حركة الشمس والظلال خلال اليوم وفصول السنة.
3. المساحة القابلة للاستخدام
المساحة الكلية ليست هي نفسها المساحة الصالحة لتركيب الألواح.
قد يكون السطح واسعًا، لكن جزءًا منه مخصص للممرات أو وحدات التكييف أو الخزانات أو أعمال الصيانة. كما يجب ترك مساحات مناسبة للوصول إلى الألواح والإنفرتر ومكونات الحماية.
عند حساب المساحة الفعلية، تتم مراعاة:
- أبعاد السطح أو الأرض.
- المناطق التي تتعرض للشمس.
- المسافات الآمنة.
- الممرات المطلوبة.
- الفراغات بين صفوف الألواح.
- أماكن المعدات الموجودة.
- إمكانية توسعة المحطة مستقبلًا.
ولا يُحدد عدد الألواح من المساحة وحدها، لأن أبعاد وقدرات الألواح تختلف، كما تختلف طريقة ترتيبها حسب تصميم الموقع.
4. حالة السطح أو المنشأة
قبل تركيب الألواح فوق أي مبنى، يجب التأكد من أن السطح وحالته الإنشائية يسمحان بتركيب هياكل التثبيت والمعدات.
تشمل المعاينة:
- حالة السطح العامة.
- عمر المبنى.
- وجود شروخ أو تسربات.
- نوع السقف.
- قدرته على تحمل الأحمال.
- المناطق التي تحتاج إلى إصلاح.
- طريقة تثبيت الهياكل.
- مقاومة الظروف الجوية والرياح.
توصي المواصفات الفنية بفحص السطح وإجراء الإصلاحات المطلوبة قبل تحميله بمكونات النظام الشمسي، مع التأكد من ملاءمة المساحة وحالة البنية الكهربائية لاستيعاب المحطة.
إذا كان السطح يحتاج إلى إصلاح أو عزل جديد، فمن الأفضل تنفيذ هذه الأعمال قبل تركيب الألواح حتى لا تضطر إلى فك النظام بعد فترة قصيرة.
5. اتجاه السطح وزاوية الميل
يؤثر اتجاه الألواح وزاوية ميلها في كمية الإشعاع الشمسي الذي تستقبله.
لكن عدم امتلاك سطح بالاتجاه المثالي لا يعني بالضرورة استبعاد المشروع، إذ يمكن استخدام هياكل تثبيت تضبط زاوية الألواح في بعض المواقع، كما يمكن توزيع الألواح على أكثر من جزء حسب المساحة.
توضح الإرشادات الفنية أن تصميم هياكل التثبيت يأخذ في الاعتبار الموقع والاتجاه ومتطلبات الأحمال الكهربائية. كما أن عدة اتجاهات قد تظل قابلة للاستخدام وفق طبيعة السطح ودرجة ميله.
المهم هو أن يتم تقدير الإنتاج المتوقع بناءً على الاتجاه الفعلي، وليس الاعتماد على قواعد عامة فقط.
6. استهلاك الكهرباء الحالي
يمكن أن يكون الموقع ممتازًا من حيث الشمس والمساحة، لكن تصميم محطة غير متوافق مع استهلاكه يؤدي إلى نتيجة غير مثالية.
لذلك يجب مراجعة:
- فواتير الكهرباء السابقة.
- متوسط الاستهلاك الشهري.
- اختلاف الاستهلاك بين الصيف والشتاء.
- أعلى أحمال يتم تشغيلها.
- الأجهزة أو المعدات الرئيسية.
- خطط التوسع المستقبلية.
يساعد تحليل الفواتير على تحديد حجم الاستهلاك، لكنه لا يكفي بمفرده في المصانع والمزارع. ففي هذه الحالات يجب إعداد قائمة بالأحمال وقدراتها وساعات تشغيلها.
7. توقيت استهلاك الكهرباء
تنتج الألواح أكبر جزء من طاقتها خلال ساعات النهار، ولذلك يكون المشروع أكثر توافقًا بصورة طبيعية مع المواقع التي تستهلك الكهرباء أثناء وجود الشمس.
من أمثلة ذلك:
- المصانع التي تعمل خلال الوردية الصباحية.
- المباني الإدارية.
- المدارس والمنشآت التعليمية.
- المخازن المبردة.
- المراكز التجارية.
- طلمبات الري النهارية.
- الورش والمزارع.
أما المواقع التي يتركز استهلاكها ليلًا، فتحتاج إلى دراسة طريقة تغذية الأحمال بعد غروب الشمس، سواء من الشبكة أو البطاريات أو نظام هجين.
8. حالة التوصيلات والبنية الكهربائية
يجب فحص البنية الكهربائية للموقع قبل توصيل المحطة، خاصةً في المباني القديمة أو المنشآت التي تحتوي على أحمال كبيرة.
تشمل الدراسة:
- لوحة التوزيع.
- الكابلات.
- أجهزة الحماية.
- قدرة التوصيلات.
- التأريض.
- مكان تركيب الإنفرتر.
- المسار المناسب للكابلات.
- نقطة الربط.
وتشير المواصفات الفنية للطاقة الشمسية إلى ضرورة التأكد من أن لوحة الكهرباء وخط الخدمة في حالة جيدة ولديهما قدرة مناسبة لاستيعاب توصيل النظام الكهروضوئي.
قد تتطلب بعض المواقع تحديثات كهربائية قبل تركيب المحطة، وتُحدد هذه المتطلبات خلال المعاينة.
9. مكان تركيب الإنفرتر والمعدات
تحتاج المحطة إلى مكان مناسب للإنفرتر ولوحات الحماية والمعدات المساندة.
يفضل أن يكون الموقع:
- سهل الوصول إليه.
- محميًا حسب متطلبات الجهاز.
- قريبًا نسبيًا من المسارات الكهربائية.
- جيد التهوية.
- بعيدًا عن مصادر الحرارة أو الرطوبة غير المناسبة.
- آمنًا من العبث أو الاصطدام.
اختيار مكان غير مناسب للإنفرتر قد يصعب أعمال الصيانة أو يؤثر في طريقة تشغيله، ولذلك يُحدد موقعه ضمن التصميم الهندسي.
10. سهولة الوصول والصيانة
يجب التفكير في الصيانة منذ مرحلة التصميم، وليس بعد انتهاء التركيب.
تحتاج فرق الصيانة إلى الوصول إلى:
- الألواح.
- الإنفرتر.
- الكابلات.
- صناديق التجميع.
- القواطع.
- أنظمة المتابعة.
كما يجب توفير ممرات آمنة تسمح بالفحص والتنظيف دون تعريض الفنيين أو المعدات للخطر.
هل منزلك مناسب للطاقة الشمسية؟
غالبًا ما تكون المنازل والفلل مناسبة عندما تتوفر مساحة على السطح وتكون بعيدة نسبيًا عن الظلال، مع وجود سطح بحالة جيدة واستهلاك كهربائي واضح.
قبل التنفيذ، يجب تحديد:
- متوسط الاستهلاك الشهري.
- مساحة السطح الفارغة.
- حالة العزل والخرسانة.
- موقع الخزان ووحدات التكييف.
- توقيت الاستهلاك.
- إمكانية استخدام الشبكة ليلًا.
- الحاجة الفعلية إلى البطاريات.
وتوضح R.E.S أن التركيبات المنزلية يتم تصميمها وفق زاوية السطح واستهلاك الأسرة، وليس من خلال نموذج واحد ثابت لجميع المنازل.
هل المصنع مناسب للطاقة الشمسية؟
تمتلك المصانع عادةً فرصة جيدة للاستفادة من الطاقة الشمسية بسبب اتساع الأسطح وارتفاع الاستهلاك خلال ساعات النهار.
لكن دراسة المصنع تحتاج إلى بيانات أكثر تفصيلًا، مثل:
- جداول الأحمال.
- عدد الورديات.
- الأحمال المستمرة والمتغيرة.
- استهلاك أيام العمل والإجازات.
- طبيعة السطح.
- خطط زيادة الإنتاج.
- أماكن اللوحات والإنفرترات.
- متطلبات الأمان داخل المنشأة.
قد يكون الهدف تغطية جزء من استهلاك المصنع، أو تشغيل حمل معين، أو استغلال السطح لتقليل الاعتماد على الشبكة خلال ساعات الذروة التشغيلية.
هل المزرعة مناسبة للطاقة الشمسية؟
تكون المزارع من التطبيقات المناسبة للطاقة الشمسية، خاصةً عند توفر أرض مفتوحة والحاجة إلى تشغيل طلمبات الري أو المعدات نهارًا.
تحتاج المعاينة إلى معرفة:
- قدرة الطلمبة.
- عمق البئر.
- معدل تدفق المياه المطلوب.
- عدد ساعات الري.
- مساحة الأرض.
- نوع نظام الري.
- المسافة بين المحطة والطلمبة.
- توفر شبكة الكهرباء.
- الحاجة إلى تشغيل المعدات ليلًا.
وتعرض R.E.S تطبيقات لمحطات أرضية تُستخدم لتغذية الري ومعدات المزارع، كما يتضمن سجلها مشروعات زراعية ومحطات بقدرات متنوعة في عدة محافظات.
ماذا لو كان السطح غير مناسب؟
عدم ملاءمة السطح لا يعني انتهاء فرصة استخدام الطاقة الشمسية.
يمكن دراسة بدائل مثل:
- أرض مفتوحة بجوار الموقع.
- واجهة مناسبة.
- مظلة سيارات.
- سطح مبنى آخر داخل المنشأة.
- مخزن أو هنجر.
- إنشاء مظلة جديدة تحمل الألواح.
- توزيع المحطة بين أكثر من مساحة.
تقدم R.E.S حلولًا للأسطح وواجهات المباني والأراضي المفتوحة والمزارع والمظلات والمنشآت متعددة الاستخدام.
قائمة فحص سريعة
يتمتع موقعك بفرصة جيدة لتركيب محطة شمسية عندما:
- توجد مساحة تتعرض للشمس.
- لا توجد ظلال كثيفة معظم اليوم.
- السطح أو الأرض مناسب للتثبيت.
- استهلاك الكهرباء واضح ويمكن تحليله.
- توجد أحمال تعمل نهارًا.
- يمكن الوصول إلى الألواح للصيانة.
- توجد مساحة مناسبة للإنفرتر والمعدات.
- البنية الكهربائية قابلة للتوصيل أو التحديث.
- يوجد تصميم هندسي يناسب طبيعة الموقع.
هذه القائمة تعطي مؤشرًا مبدئيًا فقط، ولا تغني عن المعاينة الفنية.
ماذا يحدث أثناء تقييم الموقع؟
وفق مسار التسجيل لدى R.E.S، تبدأ العملية بإرسال بيانات العقار والمساحة التقريبية ونوع التركيب، ثم يراجع الفريق التعرض للشمس والمساحة المتاحة. بعد ذلك يحصل العميل على تصميم وعرض سعر مخصصين للموقع، ثم تبدأ مرحلة التركيب والتوصيل.
أسئلة شائعة
هل يجب أن يكون السطح مواجهًا لاتجاه معين؟
الاتجاه يؤثر في الإنتاج، لكن يمكن أن تكون عدة اتجاهات قابلة للاستخدام. يتم تحديد أفضل توزيع بعد دراسة السطح وزواياه والظلال المحيطة.
هل يمكن تركيب الألواح على سطح قديم؟
يجب فحص حالته الإنشائية وحالة العزل أولًا. وقد يحتاج السطح إلى إصلاح أو تدعيم قبل التركيب.
هل المساحة الصغيرة تكفي؟
قد تكفي لتغطية جزء من الاستهلاك. يتوقف الأمر على أبعاد الألواح وقدرتها والمساحة الفعلية الصالحة والترتيب الممكن.
هل وجود خزان مياه يمنع التركيب؟
ليس بالضرورة. تتم دراسة الظلال والمسافات والممرات، ثم توزيع الألواح بعيدًا عن تأثير الخزان قدر الإمكان.
هل يمكن تحديد السعر من فاتورة الكهرباء فقط؟
الفاتورة مهمة، لكنها ليست العامل الوحيد. يحتاج التسعير الدقيق إلى معرفة المساحة ونوع الموقع والأحمال والمكونات المطلوبة وطريقة التثبيت.
سجّل موقعك للحصول على تقييم مبدئي
أفضل طريقة لمعرفة مدى ملاءمة موقعك هي إجراء تقييم يجمع بين استهلاك الكهرباء والمساحة والتعرض للشمس وحالة المنشأة.
سجّل بيانات المنزل أو المصنع أو المزرعة، والمساحة التقريبية المتاحة، ليتم إعداد تصور مبدئي لمحطة مصممة حول احتياجاتك الفعلية.