ما هي العوامل المؤثرة على مقدار الطاقة الي يتم جمعها من الواح الطاقة الشمسية ؟

• حجم النظام الشمسي بالكيلوواط يشير إلى القدرة القصوى التي يمكن أن يولدها النظام في ظروف معينة. هذا الحجم يتم تحديده بناءً على القدرة الناتجة القصوى للألواح الشمسية المثبتة، ويعبر عنه بوحدة الكيلوواط (kW).

  عادةً ما يكون حجم النظام الشمسي محددًا استنادًا إلى احتياجات الطاقة للمبنى أو المنشأة التي يخدمها النظام. لتحديد حجم النظام بالكيلوواط، يتم احتساب الحمل الكهربائي المتوقع للمبنى أو المنشأة ومن ثم تحديد القدرة الشمسية اللازمة لتلبية هذا الحمل.

  على سبيل المثال، إذا كان حمل المبنى يتطلب 20,000 وات (أو 20 كيلوواط) من الطاقة، فسيحتاج النظام الشمسي المثبت لتوفير هذا الحمل. لذا، سيتم تصميم نظام شمسي بحجم حوالي 20 كيلوواط لتلبية هذه الاحتياجات.

  تعتمد القدرة الناتجة للألواح الشمسية على عدة عوامل، بما في ذلك زاوية التركيب، وكفاءة الألواح، والشروط المناخية المحلية، والتظليل، وغيرها من العوامل التي تؤثر على كفاءة تحويل الضوء إلى كهرباء.

  لذا، حجم النظام الشمسي بالكيلوواط هو مؤشر على القدرة الكلية للنظام في توليد الطاقة الشمسية، ويتم اختياره وفقًا لاحتياجات ومتطلبات المبنى أو المنشأة المستخدمة.

• مقدار الطاقة الشمسية المتوفرة في موقع الألواح الشمسية يعتمد بشكل أساسي على عدة عوامل منها:

  1. التشمسية السنوية: تعتمد كمية الطاقة الشمسية المتاحة على كمية ساعات الشمس السنوية في المنطقة. مناطق مثل إسبانيا التي تتمتع بمناخ مشمس يمكن أن تولد كميات كبيرة من الطاقة الشمسية بسبب كثافة الإشعاع الشمسي العالية.
  2. الزاوية والميل: تأثير زاوية تركيب الألواح الشمسية عن الأفق والميل الذي يوفر أفضل كفاءة للألواح في استيعاب الإشعاع الشمسي.
  3. التظليل: يؤثر التظليل المحيط بالألواح الشمسية سلبًا على كفاءتها في توليد الطاقة، وقد يقلل من المتوسط السنوي للطاقة المتاحة.

  بالنسبة لإسبانيا مقارنةً بأسكتلندا:

  • إسبانيا: تتميز بمناخ مشمس يتيح إشعاعاً شمسياً كثيفاً، مما يزيد من كفاءة توليد الطاقة الشمسية. يمكن أن تتجاوز كميات الكهرباء المولدة في الصيف أحيانًا تلك المولدة في أماكن أقل استقبالاً للشمس.
  • أسكتلندا: تتمتع بمناخ أكثر برودة وأقل استقبالًا للشمس بالمقارنة مع إسبانيا، مما يقلل من كفاءة الألواح الشمسية في توليد الطاقة. قد تكون كميات الكهرباء المولدة أقل بسبب الشتاء الطويل والأيام القصيرة.

  بالمجمل، الاختلاف في كمية الطاقة المتاحة بين المواقع يعكس التباين في الشروط المناخية والاستقبال للشمس، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية في كل منطقة.

• موقع الألواح الشمسية يعتبر عاملاً حاسماً في كفاءة توليد الطاقة الشمسية. هنا بعض النقاط الرئيسية التي تؤثر على موقع تركيب الألواح الشمسية:

  1. اتجاه وزاوية الألواح: يجب توجيه الألواح الشمسية نحو الجنوب في نصف الكرة الشمالي ونحو الشمال في نصف الكرة الجنوبي لاستيعاب أقصى قدر من الإشعاع الشمسي. كما يجب اختيار زاوية التركيب المثلى لضمان أداء أفضل.
  2. تظليل: يجب تجنب التظليل المباشر على الألواح الشمسية من الأشجار أو الهياكل الأخرى، حيث يقلل التظليل من كفاءة جمع الطاقة الشمسية.
  3. الموقع الجغرافي: منطقة تواجد الألواح الشمسية يؤثر على كمية الإشعاع الشمسي المتاحة، حيث تكون مناطق أكثر استقبالاً للشمس تولد كميات أكبر من الطاقة الشمسية.
  4. مناخ المنطقة: يؤثر المناخ على كفاءة الألواح الشمسية، حيث يمكن أن تكون الأنظمة في المناطق ذات الشتاء الطويل أقل فعالية بالمقارنة مع المناطق ذات الشمس الوفيرة.
  5. الارتفاع: يمكن أن يؤثر الارتفاع على درجة حرارة الألواح الشمسية وبالتالي على كفاءتها. المناطق ذات الارتفاع العالي قد توفر بيئة مثالية لأنظمة الطاقة الشمسية.

  باختيار الموقع المثالي وتحسين زاوية واتجاه الألواح، يمكن تحقيق أقصى قدر من الكفاءة لأنظمة الطاقة الشمسية وزيادة الطاقة المولدة بشكل فعال.

• التظليل الناتج عن الأشجار أو المباني القريبة يمكن أن يتسبب في مشاكل كبيرة في كفاءة الألواح الشمسية. إليك بعض المشاكل الرئيسية التي يمكن أن يتسبب فيها التظليل:

  1. تقليل إنتاج الطاقة: التظليل يقلل من كمية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الألواح الشمسية، مما يقلل من كفاءتها وبالتالي من إنتاج الطاقة الكهربائية.
  2. ظلال عابرة: في بعض الحالات، يمكن أن تتحرك الظلال عبر الألواح الشمسية خلال اليوم بسبب حركة الشمس أو الرياح، مما يسبب تقلبات في إنتاجية النظام الشمسي.
  3. ظلال ثابتة: إذا كانت هناك أشجار أو هياكل ثابتة تلقي ظلالًا دائمة على الألواح، مثل مباني مجاورة أو أشجار كبيرة، فإن ذلك يقلل من كفاءة النظام الشمسي بشكل دائم.
  4. ظلال جزئية: حتى التظليل الجزئي يمكن أن يؤثر سلبًا على كفاءة الألواح الشمسية، حيث أن أجزاء من اللوح قد تتلقى إشعاعًا أقل مما يؤدي إلى تقليل إنتاج الطاقة.

  للتغلب على مشاكل التظليل، يمكن اتباع بعض الحلول الفعالة مثل:

  • إعادة التخطيط: قد يكون من الضروري إعادة تخطيط موقع تركيب الألواح الشمسية لتجنب التظليل، على سبيل المثال بتحريكها لمكان يتلقى إشعاعًا أكبر.
  • استخدام تقنيات مثل تركيب الألواح بزاوية معينة أو استخدام تقنيات التتبع: تقنيات التتبع تسمح للألواح بمتابعة حركة الشمس عبر السماء، مما يقلل من تأثير التظليل.
  • تقليل الأشجار أو الهياكل الكبيرة: في بعض الحالات، قد يكون من الضروري تقليم الأشجار أو تقليل حجم الهياكل الكبيرة للسماح بوصول أكبر كمية من الإشعاع الشمسي إلى الألواح الشمسية.

  تجنب التظليل هو عنصر مهم للحفاظ على أداء النظام الشمسي بكفاءة عالية وزيادة الطاقة المولدة بشكل فعال.