اقسام الموقع
تحديد اتجاه و زاوية ميل الالواح الشمسية
تعتبر الطاقة الشمسية واحدة من أكثر مصادر الطاقة نموًا واستدامة في العالم. حيث تعمل الألواح الشمسية على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية نظيفة وقابلة للاستخدام. لكن لضمان أقصى كفاءة في توليد الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية، يجب تحديد اتجاه وزاوية ميل الالواح الشمسية بعناية تامة. سنتناول في هذه المقالة أهمية تحديد اتجاه وزاوية ميل الألواح الشمسية وتأثير ذلك على كفاءة توليد الطاقة.
أهمية تحديد الاتجاه وزاوية الميل:
تعتمد كفاءة توليد الطاقة من الألواح الشمسية بشكل كبير على تحديد الاتجاه وزاوية الميل بالنسبة لمصدر الإشعاع الشمسي. تهدف هذه العملية إلى تحقيق أقصى استفادة من ضوء الشمس خلال اليوم وعلى مدار السنة. فعلى سبيل المثال، في المناطق الواقعة على عرض جغرافي مرتفع، يجب تعديل زاوية الميل للتعامل مع زوايا الشمس المختلفة في الفصول المختلفة.
تحديد الاتجاه:
يفضل توجيه الألواح الشمسية نحو الجنوب في نصف الكرة الشمالي ونحو الشمال في نصف الكرة الجنوبي، حيث يكون توجيهها نحو اتجاه الشمس الأقرب إلى الزاوية العمودية يزيد من كفاءة توليد الطاقة.
تحديد زاوية الميل:
تختلف زاوية الميل باختلاف الموقع الجغرافي والفصول السنوية. في الشتاء، يفضل زاوية ميل أكبر لاستقبال أكبر كمية من ضوء الشمس الأفقي، بينما في الصيف يكون الهدف هو تقليل انعكاس الأشعة وتقديم أقصى كمية من الطاقة. يمكن استخدام زوايا ميل متغيرة بحسب الفصول أو استخدام نظم تتبع الشمس لمتابعة حركتها طوال اليوم.
التقنيات المتقدمة:
في السنوات الأخيرة، ظهرت تقنيات وأنظمة تتبع الشمس المتطورة، تسمح بتعديل اتجاه وزاوية الميل تلقائيًا مع حركة الشمس. هذا يزيد من كفاءة الألواح الشمسية بشكل كبير، حيث يتم تحقيق استفادة مثلى من إشعاع الشمس طوال اليوم دون الحاجة لتدخل يدوي.
اهمية تحديد زاية ميل الالواح الشمسية
إن الزاوية المثالية لإمالة الألواح الشمسية لتحقيق توليد الطاقة الأمثل ما هي إلا واحدة من العديد من المحددات في تصميم النظام واختيار الزاوية للتنفيذ العملي النهائي… أي تصميم في العالم هو مجرد محدد لاختلافات المفاضلة بين مجموعات. فمن المستحيل التركيز على عنصر واحد وتجاهل الباقي، كما أنه من المستحيل تصميم مبنى أحادي الغرض معمارياً ووضع الحمامات والمطابخ في نفس الموقع. تحقيق تهوية جيدة لهم في المقدمة دون مراعاة تهوية غرف النوم والمعيشة ووضعها في المناور المظلمة.
ومن الجدير بالذكر أنه ليس من المهم الالتزام الصارم بزاوية ميل الألواح، وكأنها مقدسة، تسقط من السماء، خاصة عندما نكون قريبين من خط الاستواء، كما هو الحال في الدول العربية. لكل 10 درجات انحراف عن الزاوية المثالية، يتأثر توليد الطاقة للوحاتنا بنسبة 3% فقط.
ويمكن الاطلاع على هذه الأرقام باستخدام برنامج Pvwatts. أولئك الذين لديهم نتائج مختلفة أو آراء أخرى بناءً على حسابات هذه البرامج وليس التخمينات والاستنتاجات الشخصية.
فنجد على سبيل المثال أركان البناء التناظري في القاهرة:
26 درجة، ويبلغ توليد الطاقة السنوي لكل كيلووات من الألواح 1560 كيلووات
ومع ذلك، إذا تم تنفيذها بزاوية أفضل قدرها 6 درجات لتوليد الطاقة في الصيف، فإن توليد الطاقة السنوي سيصل إلى 1490 كيلوواط، وهو ما سينخفض فقط بنسبة 6٪ في المجموع، وسيزيد توليد الطاقة منها في الصيف بنسبة 4٪ وفي الشتاء. وسوف تنخفض بنسبة 10٪.
وإذا تم تنفيذها بزاوية 45 درجة، وهي الزاوية الأفضل لتوليد الطاقة في الشتاء، فسيصل إجمالي توليد الطاقة السنوي إلى 1480 كيلووات، والتي ستزيد بنسبة 5% في الشتاء وتنخفض بنسبة 11% في الصيف. .
على سبيل المثال، يعد تنفيذ مظلة على سطح مبني بزاوية 45 درجة لتوليد الطاقة الأمثل في الشتاء أمرًا غبيًا للغاية لأنه سيكون مكلفًا تركيب الهيكل لتحمل الرياح العاتية، تمامًا كما هو الحال عند تنفيذه بزاوية 26 درجة أو محاذاة أفقية بالمقارنة مع فصل الشتاء، يمكن الحصول على 5% توليد طاقة إضافية.
وللأسف وجدنا أن الاستشاريين والمهندسين في شركات التوزيع يريدون استقبال هذه الزوايا بدقة متناهية، وكأنها مكونات كهربائية خطيرة تهدد حياة المستخدمين…. هؤلاء الناس يحفظون الأشياء عن ظهر قلب، ولا يفهمونها
معاليك مجموعة من الصور لتنفيذ النظام الشمسي لتحقيق وظائف إضافية أخرى بعد أن تخلص المصمم من زوايا الميل المقدسة والتي لا تصلح إلا للمشاريع الاستثمارية الكبيرة في الصحراء حيث يتم تقسيم الـ 1% الإضافية إلى الملايين!
الفرق بين انتاجية الالواح فى النظام الثابت و النظام المتحرك
أظهرت التجارب أنه من الأكثر اقتصادا تركيب أنظمة الطاقة الشمسية الثابتة في الغالبية العظمى من الحالات. لأن الشاسيهات المتحركة مكلفة في التركيب والصيانة وتتطلب متابعة مستمرة. وفي النهاية لا يزيد معدل إنتاج الألواح بنسبة لا تزيد عن 10-15%، ولهذا نجد دائمًا أن الأنظمة الثابتة تستخدم دائمًا في المشاريع التجارية الكبيرة.
الختام:
لخلاصة: الالتزام الدقيق بزوايا الانحدار ليس بالأهمية التي قد يتصورها البعض، ويجب مراعاة مواصفات الموقع وشروط التصميم. يوازن العمل التصميمي بين توليد الطاقة وعوامل أخرى مثل مقاومة الرياح والشكل الجمالي وسعر الأرض التي يقع عليها النظام الشمسي.
تحديد اتجاه وزاوية ميل الألواح الشمسية هو عامل حاسم لتحقيق أقصى كفاءة في توليد الطاقة الشمسية. باستخدام التقنيات المناسبة والمعرفة الدقيقة للظروف المحيطة، يمكن تحقيق توليد طاقة نظيفة ومستدامة بأعلى كفاءة ممكنة، مساهمة بذلك في تلبية احتياجات الطاقة والحفاظ على البيئة.
