يقصد بتصميم نظام طاقة شمسية تحديد كل ما يحتاجه البيت أو المبنى لتوليد الكهرباء من الشمس، ويشمل ذلك حساب كمية الكهرباء المطلوبة واختيار الألواح الشمسية والبطاريات المناسبة وتحديد أفضل مكان لتركيبها، ويساعدك تصميم النظام الشمسي بشكل صحيح على توفير الكهرباء بشكل مستمر، كما يقلل من فواتير الطاقة ويضمن عمل النظام بكفاءة عالية وعمر طويل، ومن خلال هذه المقالة سنكتشف أهمية تصميم نظام طاقة شمسية بطريقة صحيحة ومكونات النظام الشمسي وطريقة حساب عدد الألواح الشمسية التي يحتاجها نظامك الشمسي.
ما المقصود بـ تصميم نظام طاقة شمسية؟
يقصد بتصميم نظام طاقة شمسية أنه عملية تخطيط وتجميع المكونات اللازمة لتحويل أشعة الشمس إلى كهرباء تلبي احتياجات معينة، ويتضمن ذلك اختيار وتركيب الألواح الشمسية ومنظمات الشحن والمحولات، والبطاريات، بالإضافة إلى تحديد كيفية توصيل هذه المكونات معًا لضمان عمل النظام بكفاءة وفعالية.
لماذا تحتاج إلى تصميم دقيق لنظام الطاقة الشمسية؟
يجب أن يتم تصميم نظام طاقة شمسية بشكل دقيق، وذلك لضمان الاستفادة منه عن طريق:
- تحقيق الكفاءة العالية: يضمن تصميم نظام طاقة شمسية بدقة توجيه الألواح الشمسية بشكل مثالي لتحقيق أقصى استفادة من أشعة الشمس، مما يزيد من إنتاجية النظام.
- تقليل التكاليف: فمن خلال اختيار المكونات المناسبة وتقدير احتياجات الطاقة بدقة يمكنك تقليل الهدر في الموارد، وتجنب شراء معدات غير ضرورية، مما يؤدي إلى خفض التكاليف.
- ضمان السلامة والموثوقية: يضمن تصميم نظام طاقة شمسية بدقة تركيب المكونات الكهربائية بشكل صحيح، مما يقلل من مخاطر الأعطال والحوادث، ويزيد من عمر النظام.
مكونات نظام الطاقة الشمسية
إذا أردت تصميم نظام طاقة شمسية، مثل منظومة طاقة شمسية منزلية فلابد أن تعرف مكونات نظام الطاقة الشمسية التي تقوم بتحويل أشعة الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام، وتشمل هذه المكونات:
- الألواح الشمسية: تحول ضوء الشمس إلى تيار كهربائي مستمر (DC).
- منظم الشحن: يتحكم في الجهد والتيار الناتجين من الألواح الشمسية، مما يحمي البطاريات من الشحن الزائد، أو التفريغ المفرط.
- الانفرتر: يحول الكهرباء من تيار مستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) لاستخدامه في تشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية.
- البطاريات: تخزن الكهرباء التي أنتجتها الألواح الشمسية لاستخدامها لاحقًا، خاصة خلال فترات عدم توفر أشعة الشمس.
ما هي حسابات منظومات الطاقة الشمسية؟
بعد أن تعرفنا على أهمية تصميم نظام طاقة شمسية ومكوناته نتعرف معًا الآن على حسابات منظومات الطاقة الشمسية، ويقصد بها العملية الحسابية التي تستخدم لتحديد حجم النظام ومكوناته بناءً على احتياجات المستخدم، وظروف الموقع؛ وسوف نشرح بالتفصيل كيفية حساب عدد الالواح المطلوبة حسب الاستخدام مع ذكر مثال فيما يلي.
كيف تحسب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها؟
لحساب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها يمكنك اتباع هذه الخطوات:
- احسب كمية الكهرباء التي تستخدمها خلال اليوم (بالكيلوواط/ ساعة)، ويمكنك العثور عليها من فاتورة الكهرباء الخاصة بك.
- حدد عدد ساعات الشمس في منطقتك، وتستطيع الحصول على هذه المعلومة من مواقع خرائط الإشعاع الشمسي، أو البيانات الحكومية.
- احسب القدرة التي يحتاجها نظامك الشمسي، وذلك بقسمة استهلاكك اليومي للطاقة ÷ عدد ساعات الشمس.
- احسب عدد الألواح المطلوبة، وذلك بقسمة القدرة المطلوبة للنظام ÷ قدرة اللوح الواحد.
مثال: إذا كان استهلاكك 30 كيلوواط ساعة يوميًا، ومتوسط ساعات الشمس 5 ساعات، فستحتاج لنظام بقدرة 30 ÷ 5 = 6 كيلووات، لنفترض أن قدرة اللوح الواحد 300 وات (0.3 كيلووات) و بالتالي عدد الألواح = 6 ÷ 0.3 = 20 لوحًا.
ينصح بإضافة حوالي من 10 إلى 20% إضافية لتغطية الخسائر المحتملة والظروف غير المثالية.
ويمكنك اتباع هذه الخطوات عند حساب الطاقة الشمسية للمضخات.
العوامل التي تؤثر في تصميم نظام طاقة شمسية
يتأثر تصميم نظام طاقة شمسية ببعض العوامل الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار؛ لضمان عمل النظام بكفاءة وفعالية، وتشمل:
- استهلاك الطاقة: يجب أن تعرف كمية الكهرباء التي يحتاجها المبنى يوميًا (بالكيلوواط/ ساعة)؛ لتحديد حجم النظام المطلوب لتلبية الاحتياجات بالطاقة.
- الإشعاع الشمسي والظروف المناخية: يعتمد إنتاج النظام على عدد ساعات أشعة الشمس المباشرة، وجودة الإشعاع في الموقع، فكلما زادت ساعات الشمس والإشعاع الجيد، كلما ارتفعت كمية الكهرباء المنتجة.
- زاوية الميل وتوجيه الألواح: يلعب اتجاه الألواح دورًا مهمًا في تحسين امتصاص أشعة الشمس، كما يجب تركيبها بزاوية ميل مناسبة؛ لتضمن التقاط أكبر قدر ممكن من أشعة الشمس.
- المساحة المتاحة للتركيب: يجب قياس مساحة السطح المتاحة لتركيب الألواح، حيث تحدد المساحة العدد الأقصى للألواح التي يمكن تثبيتها.
- المكونات والتجهيزات التقنية: يشمل ذلك اختيار نوع الألواح الشمسية ومنظم الشحن والعاكس (المحول)، والبطاريات (إن وجدت)، ويجب أن تتوافق كل هذه المكونات مع بعضها لضمان عمل النظام بأعلى كفاءة ممكنة.
- الميزانية والتكلفة: تحدد الميزانية الإمكانيات المتاحة لاختيار المكونات (مثل نوعية الألواح، والبطاريات) كما تؤثر التكلفة أيضًا في خيارات التركيب والصيانة.
خطوات تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الناجحة
والآن نستعرض معًا الخطوات التي يجب اتباعها لتصميم نظامك الشمسي بنجاح، وتشمل:
- حدد إجمالي استهلاك الطاقة اليومي (بالكيلوواط/ ساعة) باستخدام فواتير الكهرباء، أو أجهزة القياس.
- حدد متوسط ساعات الإشعاع الشمسي في موقعك، حيث يؤثر ذلك بشكل مباشر على إنتاج الكهرباء.
- اختر موقع تركيب مناسب، لا يحجبه ظل المباني أو الأشجار؛ لضمان أفضل أداء.
- حدد نوع نظام الطاقة الشمسية المناسب لك، هل سيكون نظامًا مرتبطًا بالشبكة الكهربائية، أي تصميم نظام الطاقة الشمسية on grid، أم نظامًا مستقلًا يعتمد على البطاريات للتخزين Off-Grid.
- احسب القدرة المطلوبة للنظام، وذلك بقسمة استهلاكك اليومي ÷ عدد ساعات الإشعاع.
- حدد عدد الالواح المطلوبة بقسمة القدرة المطلوبة ÷ قدرة اللوح الواحد.
- اختر المكونات الرئيسية التي تتضمن الألواح الشمسية، ومنظم الشحن؛ لحماية البطاريات، والعاكس ، والبطاريات.
- ارسم مخططًا يوضح أماكن تثبيت الألواح، والشكل الذي ستتخذه.
- قم بتركيب المكونات وفقًا للمخطط، مع مراعاة تعليمات المصنع ومتطلبات الأمان.
- تأكد من توصيل جميع المكونات (الألواح، ومنظم الشحن، والبطاريات، والعاكس) بشكل صحيح؛ لضمان عمل النظام بكفاءة.
- قم باختبار النظام بعد تركيبه، وتحقق من أدائه.
أخطاء شائعة في تصميم أنظمة الطاقة الشمسية
توجد مجموعة من الأخطاء الشائعة التي قد تحدث عند تصميم نظام طاقة شمسية، مثل:
- عدم حساب استهلاك الطاقة بدقة: أي تقدير استهلاك الطاقة بطريقة غير دقيقة، مما يؤدي إلى نظام صغير جدًا، أو كبير جدًا، ولتجنب هذا الخطأ يجب حساب استهلاك الطاقة اليومي باستخدام فواتير الكهرباء، أو أجهزة قياس الاستهلاك.
- اختيار موقع خاطئ وتركيب خاطئ للألواح: فسوء توجيه الألواح (مثل تركيبها بزاوية ميل، أو اتجاه غير مناسب) يقلل من كمية أشعة الشمس التي تستقبلها، وبالتالي يقل الإنتاج؛ لذلك ينصح بتركيب الألواح في اتجاه، وزاوية تتناسب مع موقعك الجغرافي.
- تجاهل تأثير التظليل: تغطية الألواح بظلال من أشجار أو مباني يمكن أن تقلل بشكل كبير من إنتاج الطاقة؛ لذا يجب دراسة الموقع بعناية، وتحديد أماكن التظليل المحتملة لتجنبها.
- اختيار مكونات غير متوافقة: قد يؤدي اختيار مكونات (مثل الألواح، ومنظم الشحن، والعاكس، والبطاريات) غير متوافقة مع متطلبات النظام إلى خسائر في الكفاءة أو حتى أعطال، فيجب عليك التأكد من تطابق المكونات كلها مع متطلبات النظام.
- إهمال التخطيط للصيانة الدورية: إن تصميم نظام طاقة شمسية دون وضع خطة لصيانته بانتظام قد يؤثر على عمر المكونات وكفاءتها، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء مع مرور الوقت.
افضل شركات تصميم منظومة الطاقة الشمسية في اليمن وتركيبها
تعد شركة الأخوين أفضل شركة طاقة شمسية في اليمن في مجال تصميم نظام طاقة شمسية وتركيبه، حيث تتميز بمزايا عديدة مثل:
- تصميم النظام وفقًا للاحتياجات: تقوم الشركة بتقييم استهلاك الطاقة اليومي للمبنى؛ لتحديد حجم النظام المناسب لتوليد الطاقة اللازمة.
- استخدام أحدث التقنيات: تعتمد الشركة على أحدث التقنيات في اختيار مكونات النظام الشمسي؛ لتوفير كفاءة عالية وتقليل الخسائر، مع ضمان التوافق الكامل بين المكونات.
- تركيب احترافي وآمن: يحرص فريق الشركة على تركيب الأنظمة بطريقة مدروسة تضمن توجيه الألواح بالشكل الأمثل، مع مراعاة معايير السلامة العالمية والمحلية.
- خدمة متكاملة وصيانة دورية: لا تكتفي شركة الأخوين بتصميم وتركيب النظام فحسب، بل توفر دعمًا فنيًا متميزًا لمتابعة أداء النظام وصيانته بشكل دوري؛ لتضمن استمرارية الأداء بكفاءة على المدى الطويل.
مع شركة الأخوين، صمّم نظام الطاقة الشمسية المناسب لك بكفاءة عالية وضمان طويل؛ تواصل معنا عبر الواتساب الآن وابدأ رحلتك نحو طاقة نظيفة ومستقرة.
