تهدف عملية حساب طاقة شمسية إلى تحديد كمية الطاقة التي تولدها الألواح الشمسية؛ لتلبي احتياجات الاستهلاك اليومي في مبنى معين، ويرتكز هذا الحساب على عوامل عديدة، منها كفاءة الألواح الشمسية، وكمية الإشعاع الشمسي المتاحة في الموقع، ومتوسط ساعات سطوع الشمس، ولهذه العملية فوائد عدة، حيث أنها تساهم في تصميم نظام شمسي يتلاءم مع احتياجات الطاقة اليومية، ما يساعد بدوره في التقليل من التكاليف التشغيلية، ويحقق استمرارية التزويد بالطاقة المطلوبة، فهيا بنا نتعرف من خلال هذه المقالة على كيفية حساب طاقة شمسية، وما يؤثر فيها من عوامل.
كيفية حساب طاقة شمسية لمنزل بمثال:
توجد عدة خطوات متبعة؛ لحساب طاقة شمسية لمنزل، إليك هذه الخطوات:
- تحديد استهلاك الطاقة: احسب إجمالي الاستهلاك الشهري لطاقة المنزل.
- تحديد ساعات الشمس اليومية: اعرف متوسط عدد ساعات الشمس الساطعة يوميًا في موقعك الجغرافي.
- حساب الاستهلاك اليومي: اقسم استهلاكك الشهري على ٣٠ (عدد أيام الشهر).
- حساب طاقة شمسية التي تنتجها الألواح الشمسية: يتم حساب طاقة كل لوح التي تكون نتيجة حاصل ضرب عدد ساعات الشمس اليومية × طاقة الألواح.
- حساب عدد ألواح الطاقة الشمسية: اقسم الاستهلاك اليومي على الطاقة التي ينتجها اللوح الواحد.
مثال لحساب طاقة شمسية لمنزل:
لحساب طاقة شمسية نفترضُا أن الاستهلاك الشهري لطاقة هذا المنزل هي 900 kWh، وكان عدد ساعات الشمس 5 ساعات يوميًا، وكانت طاقة كل لوح 300 واط أي ( 0.3 كيلووات)
- أولًا: حساب الاستهلاك اليومي:
- 900 كيلو وات / ساعة ÷ 30 يوم = 30 كيلووات/ساعة
- ثانيًا: حساب طاقة اللوح الواحد:
- 5 ساعات × 0.3 كيلو وات = 1.5 كيلووات/ للوح الواحد.
- ثالثًا: حساب عدد ألواح الطاقة الشمسية:
- 30 كيلووات/ساعة ÷ 1.5 كيلووات = 20 كيلووات / للوح الواحد.
- النتيجة: ستحتاج إلى حوالي 20 لوحًا شمسيًا؛ ليلبي احتياجات الطاقة اليومية لهذا المنزل.
ملحوظة: رقم حساب طاقة شمسية هذا هو تقدير أولي، وقد تحتاج إلى عدد أقل من الألواح، وحساب طاقة شمسية بشكل أكثر دقة وتفصيلًا يمكنك التواصل معنا.
حساب قدرة الألواح الشمسية:
لتحديد قدرة اللوح الشمسي بناءً على كفاءته، نحتاج إلى معرفة المعلومات التالية:
- مساحة اللوح: تقاس عادة بال متر المربع.
- كفاءة اللوح: معطاة بنسبة مئوية.
- الإشعاع الشمسي: كمية الطاقة الشمسية الساقطة على وحدة المساحة في وحدة الزمن.
مثال لحساب قدرة الألواح الشمسية:
نفترض مثلًا أن مواصفات اللوح الشمسي كالآتي:
- مساحة اللوح الشمسي: 2 متر مربع،
- كفاءته: 20%.
- الإشعاع الشمسي: 1000 واط/م².
الحساب:
- قدرة اللوح = مساحة اللوح × الإشعاع الشمسي × كفاءة اللوح.
- قدرة اللوح = 2 م² × 1000 واط/م² × 0.2 = 400 واط
ملحوظة: هذا الحساب يقدم تقديراً أولياً للقدرة، والحساب الدقيق يتطلب دراسة مفصلة لظروف الموقع واستخدام برامج محاكاة متخصصة.
كيفية حساب طاقة الألواح الشمسية؟
ينبغي عليك اتباع خطوات معينة؛ لمعرفة طاقة الألواح الشمسية اللازمة؛ وذلك لتلبية احتياجات موقع معين، وفيما يأتي طريقة حساب طاقة الألواح الشمسية باستخدام هذه الخطوات:
- حساب استهلاك الطاقة اليومي: حدد كل الأجهزة المراد تشغيلها بالطاقة الشمسية، ثم احسب إجمالي استهلاكها اليومي بالكيلوواط ساعة.
- حساب إجمالي الاستهلاك الشهري للطاقة: قم بجمع الاستهلاك اليومي للطاقة لكل الأجهزة المراد تشغيلها، واضربه في عدد أيام الشهر.
- حساب عدد الألواح الشمسية المطلوبة: اعرف قدرة اللوح الشمسي الواحد (غالبًا بين 300 إلى 400 واط)، واعرف كمية الإشعاع الشمسي في منطقتك (عادةً من 4 إلى 6 ساعات ذروة يوميًا في المملكة العربية السعودية)، ثم استخدم هذه المعادلة لحساب عدد الألواح:
عدد الألواح = الاستهلاك اليومي/ (قدرة اللوح الواحد* عدد ساعات الإشعاع).
- إضافة نسبة فقدان الطاقة: يلزمك أن تأخذ نسبة فقدان للطاقة في الاعتبار، وتكون بسبب عناصر عدة، منها عوامل الطقس، والكفاءة، وتكون بين 10% لـ 20%، وعليه يمكنك زيادة عدد الألواح بنسبة من 10% إلى 20%؛ لتغطي الفاقد.
يجب معرفة طاقة الألواح الشمسية بشكل دقيق قبل حساب طاقة شمسية لمشروع ما، خاصة إذا كان مشروع كبير بمنظومة شمسية ضخمة.
كيف يتم حساب كفاءة اللوح الشمسي؟
لتحسب كفاءة اللوح الشمسي، يجب معرفة كمية الطاقة التي ينتجها اللوح مقابل كمية الإشعاع الشمسي الذي يستقبله، وتعبر الكفاءة عن الطاقة الكهربائية التي ينتجها اللوح بوحدة الواط، وإليك خطوات حساب طاقة شمسية لتقدير كفاءة اللوح الشمسي:
- تحديد قدرة اللوح الشمسي: يلزم العلم بالقدرة الاسمية للوح الشمسي، وهي القدرة التي ينتجها اللوح في الظروف القياسية.
- قياس مساحة اللوح الشمسي: تحسب مساحة اللوح بوحدة المتر المربع.
- تحديد الإشعاع الشمسي في الموقع: تحدد كمية الإشعاع الشمسي المتوفرة في الموقع المستهدف بوحدة الواط لكل متر مربع، وتختلف الكمية في الظروف القياسية وفق الموقع والوقت من السنة.
- حساب الكفاءة: استخدم الصيغة التالية لحسابها:
كفاءة اللوحة = (القدرة الكهربائية الناتجة / (مساحة اللوحة × شدة الإشعاع الشمسي) × 100%
مثال لحساب كفاءة اللوح الشمسي:
لوحة شمسية بمساحة 2 متر مربع تنتج 300 واط في ظل ظروف إشعاع شمسي قدره 1000 واط/متر مربع.
- كفاءة اللوحة =(300 واط ÷ (2 متر مربع × 1000 واط/متر مربع) × 100%) = 15%
ملحوظة: الكفاءة ليست العامل الوحيد الذي يجب مراعاته عند اختيار اللوح الشمسي، فالعمر الافتراضي، الضمان، والتكلفة تلعب دورًا هامًا أيضًا؛ وللحصول على نتائج دقيقة، من الأفضل الرجوع إلى المواصفات الفنية التي يوفرها مصنع اللوح، أو الاستعانة بشركة متخصصة في الطاقة الشمسية مثل شركة الأخوين.
كيفية حساب KWP للوحة الشمسية؟
كيلووات الذروية (kWp) هي قياس القدرة القصوى التي يمكن للوحة الشمسية أن تنتجها في ظل ظروف اختبار قياسية (STC)، والتي تشمل درجة حرارة 25 درجة مئوية وشدة إشعاع شمسي قدرها 1000 واط/متر مربع:
- معرفة قدرة اللوحة: تذكر الشركة المصنعة القدرة الاسمية لكل لوحة شمسية، وهي تعبر عن أقصى قدرة ينتجها اللوح في ظروف الإشعاع القياسية.
- معرفة الظروف التي سيتم تشغيل اللوحة تحتها: ككمية الإشعاع الشمسي، ودرجة الحرارة، وتوجيه اللوح، والظلال، وزاوية الميل.
- حساب KWP: ويمكن ذلك من خلال هذه الصيغة:
kWp = (مساحة اللوحة × كفاءة اللوحة × شدة الإشعاع الشمسي) ÷ 1000.
- تقدير الإنتاج الفعلي: يُقدَّر الإنتاج الفعلي للوحة عن طريق مراعاة عدد ساعات سطوع الشمس في اليوم، ويكون الإنتاج اليومي كالتالي:
الإنتاج اليومي = عدد ساعات الإشعاع الشمسي × قدرة اللوح الشمسي.
عادةً ما يكون kWp مكتوبًا على اللوحة الشمسية نفسها، ولكن إذا كنت تريد حسابها بنفسك، يمكنك استخدام المعادلة السابقة، فهي مهمة لحساب طاقة شمسية
مواصفات كابلات الطاقة الشمسية:
تُعد كابلات الطاقة الشمسية من العناصر الهامة عند تصميم نظام الطاقة الشمسية، وحساب طاقة شمسية؛ فكابلات الطاقة الشمسية هي نوع خاص من الكابلات الكهربائية المصممة خصيصًا لنقل الطاقة المستمدة من الألواح الشمسية. تتميز هذه الكابلات بمواصفات محددة تجعلها مثالية للاستخدام في أنظمة الطاقة الشمسية، وتساهم في أدائها وكفاءتها على المدى الطويل، ومواصفات كابلات الطاقة الشمسية الرئيسية هي:
- مقاومة للأشعة فوق البنفسجية (UV): تتميز بقدرتها على تحمل التعرض المباشر لأشعة الشمس دون أن تتدهور أو تفقد خواصها العازلة.
- مقاومة للحرارة: كابلات الطاقة الشمسية صممت خصيصًا لتحمل درجات الحرارة العالية الناتجة عن التعرض المتواصل لأشعة الشمس وكذلك الحرارة الناتجة عن تيارات الكهرباء العالية.
- مرونة عالية: تسهل عملية التركيب حتى في الأماكن الضيقة أو ذات الزوايا الحادة.
- مقاومة للعوامل البيئية: مثل الرطوبة، الأوزون، والأحماض.
- عمر افتراضي طويل: مصممة لتحمل الظروف القاسية لفترات طويلة دون فقدان كفاءتها.
الفرق بين أسلاك ac و dc:
يلزمك فهم الفرق بين أسلاك التيار المتردد (AC)، والتيار المستمر (DC)، عند حساب طاقة شمسية، وتصميم أنظمتها؛ وذلك لتصميم أنظمة الطاقة الشمسية بشكل فعال، ويتضح الفرق بينهما فيما يلي:
- نوع التيار:
- التيار المستمر (DC): هو تيار كهربائي يجري فقط في اتجاه واحد، وعادة ما يُستخدَم؛ لتوليد الطاقة من الألواح الشمسية.
- التيار المتردد (AC): هو تيار كهربائي يجري في اتجاهين متعاكسين، فاتجاهه يتغير بشكل دوري، ويستخدم التيار المتردد في عمل بعض الأجهزة الكهربائية المنزلية، كالثلاجات، والمكيفات.
- الأسلاك المستخدمة:
- التيار المستمر (DC): تستخدم عوازل عالية الجودة مثل التفلون أو السيليكون لضمان عزل جيد وتجنب التسربات.
- التيار المتردد (AC): غالبًا ما تستخدم عوازل مثل PVC أو المطاط لحماية الأسلاك وتجنب الصدمات الكهربائية.
- الاستخدامات:
- التيار المستمر (DC): يستخدم في البطاريات، الأجهزة الإلكترونية المحمولة، الألواح الشمسية، وبعض التطبيقات الصناعية.
- التيار المتردد (AC): يستخدم في معظم التطبيقات المنزلية والصناعية، مثل إمداد الكهرباء للمنازل والمصانع.
- المميزات:
- التيار المستمر (DC): لا يتسبب في تداخلات كهرومغناطيسية، ويستخدم في الأجهزة الحساسة التي تتطلب تيارًا مستقرًا.
- التيار المتردد (AC): يمكن تحويله بسهولة إلى جهد أعلى أو أقل باستخدام المحولات ويمكن نقله لمسافات طويلة بكفاءة عالية.
- العيوب:
- التيار المستمر (DC): يصعب تحويله إلى جهد أعلى أو أقل، وتكلفة نقل لمسافات طويلة مرتفعة.
- التيار المتردد (AC): يمكن أن يتسبب في حدوث تداخلات كهرومغناطيسية.
أفضل شركة طاقة شمسية للتوريد والتركيب:
تأسست شركة الأخوين عام 2020 بقرار وزاري لتكون رائدة في مجال الطاقة المتجددة والخدمات الهندسية، حيث نقدم بالشركة حلولًا متكاملة وشاملة تلبي كل احتياجات العملاء، بدءًا من تصميم وتوريد أنظمة الطاقة الشمسية عالية الكفاءة وصولاً إلى تركيبها وصيانتها.
كما نهتم بتوفير أفضل التقنيات وأحدث الحلول لتلبية احتياجاتكم من الطاقة النظيفة؛ وبفضل خبرتنا الواسعة في مجال الطاقة، نضمن لكم جودة عالية في جميع مراحل المشروع، فنضمن لك نظام طاقة شمسية فعال وموثوق، يساهم في تقليل تكاليف الطاقة وحماية البيئة.
بفضل هذه المميزات وسمعة الشركة الممتازة في السوق، تُعتبر شركة الأخوين هي الخيار المثالي لمن يريد اعتماد الطاقة الشمسية كحل موفر للطاقة ومستمر؛ لذا يمكنك التواصل معنا على رسائل الواتساب، أو من خلال صفحة الفيس بوك.
