هل تفكر في تركيب نظام طاقة شمسية؟ إذا كان الأمر كذلك، فتهانينا لك على اتخاذ الخطوة الأولى نحو التحكم في فاتورة الكهرباء وتقليل بصمتك الكربونية! هذا الاستثمار البسيط سيوفر لك عقودًا من الكهرباء المجانية، ويوفر لك وفورات ضريبية كبيرة، ويساعدك على إحداث فرق إيجابي في البيئة ومستقبلك المالي. ولكن قبل البدء، عليك تحديد نوع نظام الطاقة الشمسية الذي يناسبك. نعني بذلك نظامًا مثبتًا على السطح أو نظامًا مثبتًا على الأرض. لكلٍّ من الطريقتين إيجابيات وسلبيات، لذا يعتمد الخيار الأمثل على وضعك. إذا كنت تفكر في تركيب نظام مثبت على الأرض، فهناك خمسة أمور يجب معرفتها أولًا.
1. هناك نوعان من أنظمة التثبيت الأرضي
الألواح المثبتة بشكل قياسيعندما تفكر في الألواح الشمسية المثبتة على الأرض، فإن صورة نظام التثبيت الأرضي القياسي هي على الأرجح ما يخطر ببالك. يتم حفر أعمدة معدنية عميقًا في الأرض باستخدام مدك أعمدة لتثبيت النظام بشكل آمن. بعد ذلك، يتم إنشاء إطار من العوارض المعدنية لإنشاء الهيكل الداعم الذي يتم تثبيت الألواح الشمسية عليه. تظل أنظمة التثبيت الأرضي القياسية بزاوية ثابتة طوال اليوم والفصول. تُعد درجة الميل التي يتم تثبيت الألواح الشمسية بها عاملاً مهمًا، حيث تؤثر على كمية الكهرباء التي ستنتجها الألواح. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاتجاه الذي تواجهه الألواح سيكون له أيضًا تأثير على الإنتاج. ستتلقى الألواح المواجهة للجنوب ضوء شمس أكثر من الألواح المواجهة للشمال. يجب تصميم نظام التثبيت الأرضي القياسي لزيادة التعرض لأشعة الشمس وتثبيته بزاوية الميل المثالية لزيادة إنتاج الكهرباء. ستختلف هذه الزاوية باختلاف الموقع الجغرافي.
نظام التتبع المثبت على عمودلا تبقى الشمس ثابتة طوال اليوم أو السنة. هذا يعني أن النظام المُثبّت بزاوية ثابتة (النظام القياسي) يُنتج طاقة أقل من النظام الديناميكي الذي يُضبط ميلانه مع حركة الشمس اليومية والسنوية. وهنا يأتي دور أنظمة الطاقة الشمسية المُثبّتة على أعمدة. تستخدم هذه الأنظمة (المعروفة أيضًا باسم أجهزة التتبع الشمسي) عمودًا رئيسيًا واحدًا مُثبّتًا في الأرض، والذي يحمل عدة ألواح شمسية. غالبًا ما تُثبّت حوامل الأعمدة مع نظام تتبع، يُحرّك الألواح الشمسية على مدار اليوم لزيادة تعرضها لأشعة الشمس، وبالتالي زيادة إنتاجها من الكهرباء. يُمكنها تدوير اتجاهها، بالإضافة إلى تعديل زاوية ميلها. مع أن زيادة إنتاجية نظامك تبدو خيارًا مُتكاملًا، إلا أن هناك بعض الأمور التي يجب معرفتها. تتطلب أنظمة التتبع إعدادًا أكثر تعقيدًا وتعتمد على آليات أكثر، مما يعني أنها ستُكلّف مبالغ أكبر للتركيب. بالإضافة إلى التكاليف الإضافية، قد تتطلب أنظمة التتبع المُثبّتة على أعمدة صيانة أكثر. على الرغم من أن هذه التقنية متطورة وموثوقة، إلا أن أنظمة التتبع تحتوي على أجزاء متحركة أكثر، مما يزيد من خطر حدوث عطل أو سقوط الجهاز من مكانه. مع التركيب الأرضي القياسي، يقل هذا القلق بشكل كبير. في بعض الحالات، قد تُعوّض الكهرباء الإضافية التي يولدها نظام التتبع التكلفة الإضافية، ولكن هذا يختلف من حالة لأخرى.
2. أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض عادةً ما تكون أكثر تكلفة
بالمقارنة مع نظام الطاقة الشمسية المُثبّت على السطح، يُرجّح أن يكون نظام التركيب الأرضي الخيار الأغلى، على الأقل على المدى القصير. تتطلب أنظمة التركيب الأرضي جهدًا أكبر ومواد أكثر. مع أن نظام التركيب الأرضي لا يزال مزودًا بنظام رفوف لتثبيت الألواح في مكانها، إلا أن دعامته الرئيسية هي السقف الذي ثُبّت عليه. في نظام التركيب الأرضي، يحتاج المُثبّت أولًا إلى بناء هيكل دعم متين باستخدام عوارض فولاذية مُثبّتة أو مُدقّة بعمق في الأرض. مع ذلك، قد تكون تكلفة التركيب أعلى من نظام التركيب على السطح، إلا أن هذا لا يعني أنه الخيار الأمثل على المدى الطويل. مع نظام التركيب على السطح، ستكون تحت رحمة سقفك، والذي قد يكون أو لا يكون مناسبًا للطاقة الشمسية. قد لا تتحمل بعض الأسطح الوزن الإضافي لنظام الطاقة الشمسية بدون تعزيزات، أو قد تحتاج إلى استبدال سقفك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يُقلّل السقف المُواجه للشمال أو السقف المُظلل بكثافة من كمية الكهرباء التي يُولّدها نظامك بشكل كبير. قد تجعل هذه العوامل نظام الطاقة الشمسية الأرضي أكثر جاذبية من نظام السطح، على الرغم من زيادة تكلفة التركيب.
3. قد تكون الألواح الشمسية المثبتة على الأرض أكثر كفاءة قليلاً
مقارنةً بالتركيب على السطح، قد يُنتج النظام المُثبّت على الأرض طاقة أكبر لكل واط من الطاقة الشمسية المُركّبة. تزداد كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية كلما كانت أكثر برودة. فمع انخفاض الحرارة، يقلّ الاحتكاك أثناء انتقال الطاقة من الألواح الشمسية إلى منزلك أو عملك. تُثبّت الألواح الشمسية المُثبّتة على الأسطح على بُعد بضع بوصات فقط من السطح. في الأيام المشمسة، ترتفع درجة حرارة الأسطح الخالية من أي نوع من الظل بسرعة. ولا توجد مساحة كافية أسفل الألواح الشمسية للتهوية. أما مع التركيب الأرضي، فستكون المسافة بين أسفل الألواح والأرض بضعة أقدام. يتدفق الهواء بحرية بين الأرض والألواح، مما يُساعد في الحفاظ على درجة حرارة النظام الشمسي منخفضة، وبالتالي زيادة كفاءته. بالإضافة إلى زيادة طفيفة في الإنتاج نتيجة انخفاض درجات الحرارة، ستتمتع أيضًا بحرية أكبر عندما يتعلق الأمر بمكان تركيب نظامك، واتجاهه، ودرجة إمالة الألواح. إذا تم تحسين هذه العوامل، يُمكن أن تُوفّر مكاسب في الإنتاجية مقارنةً بنظام التركيب على السطح، خاصةً إذا كان سطحك غير مُناسب للطاقة الشمسية. اختر مكانًا بعيدًا عن ظلال الأشجار أو المباني المجاورة، ويفضل توجيه النظام جنوبًا. فالأنظمة المواجهة للجنوب ستتلقى أكبر قدر من ضوء الشمس طوال اليوم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لفني التركيب تصميم نظام الرفوف بحيث يميل بزاوية مناسبة لموقعك. أما في الأنظمة المثبتة على السطح، فيقتصر ميل نظامك الشمسي على زاوية ميل السقف.
4. سيتعين عليك تخصيص جزء من الأرض لنظام التثبيت الأرضي
بينما تسمح لك أنظمة التركيب الأرضي باختيار أفضل مكان لتثبيت نظامك الشمسي فيما يتعلق بالإنتاج، إلا أنك تحتاج إلى تخصيص تلك المنطقة للنظام الشمسي. ستختلف مساحة الأرض باختلاف حجم نظامك الشمسي. من المرجح أن يحتاج منزل نموذجي بفاتورة كهرباء تبلغ 120 دولارًا أمريكيًا شهريًا إلى نظام بقدرة 10 كيلو وات. سيغطي نظام بهذا الحجم حوالي 624 قدمًا مربعًا أو 0.014 فدانًا. إذا كان لديك مزرعة أو عمل تجاري، فمن المحتمل أن تكون فاتورة الكهرباء الخاصة بك أعلى بكثير، وستحتاج إلى نظام شمسي أكبر. سيغطي نظام بقدرة 100 كيلو وات فاتورة كهرباء تبلغ 1200 دولار أمريكي شهريًا. سيغطي هذا النظام حوالي 8541 قدمًا مربعًا أو حوالي 0.2 فدانًا. ستدوم أنظمة الطاقة الشمسية لعقود، مع العديد من العلامات التجارية عالية الجودة التي تقدم ضمانات لمدة 25 أو حتى 30 عامًا. ضع ذلك في الاعتبار عند اختيار مكان وضع نظامك. تأكد من عدم وجود خطط مستقبلية لتلك المنطقة. بالنسبة للمزارعين بشكل خاص، فإن التخلي عن الأرض يعني التخلي عن الدخل. في بعض الحالات، يمكنك تركيب نظام أرضي على ارتفاع عدة أقدام عن الأرض. هذا يسمح بالمساحة الكافية لزراعة المحاصيل أسفل الألواح. مع ذلك، سيترتب على ذلك تكلفة إضافية، والتي يجب مقارنتها بربحية تلك المحاصيل. بغض النظر عن المساحة المتوفرة أسفل الألواح، سيتعين عليك رعاية أي نباتات تنمو حول النظام وأسفله. قد تحتاج أيضًا إلى التفكير في تركيب سياج أمان حول النظام، مما يتطلب مساحة إضافية. يجب تركيب الأسوار على مسافة آمنة أمام الألواح لمنع مشاكل التظليل عليها.
5. سهولة الوصول إلى الحوامل الأرضية - وهو أمر جيد وسيئ في نفس الوقت
ستكون الألواح المثبتة على الأرض أسهل في الوصول إليها من الألواح المثبتة على أسطح المنازل. يمكن أن يكون هذا مفيدًا إذا كنت بحاجة إلى صيانة أو إصلاحات لألواحك. سيكون من الأسهل على فنيي الطاقة الشمسية الوصول إلى الحوامل الأرضية، مما يمكن أن يساعد في خفض التكاليف. ومع ذلك، فإن الحوامل الأرضية تسهل أيضًا على الأشخاص والحيوانات غير المصرح لهم الوصول إلى نظامك. في أي وقت يكون فيه ضغط شديد على الألواح، سواء كان ذلك من التسلق عليها أو الاصطدام بها، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تسريع تدهور ألواحك، وقد تقوم الحيوانات الفضولية بمضغ الأسلاك. في كثير من الأحيان، يقوم مالكو الطاقة الشمسية بتركيب سياج حول نظام التثبيت الأرضي الخاص بهم لمنع الزوار غير المرغوب فيهم. في الواقع، قد يكون هذا مطلبًا، اعتمادًا على حجم نظامك والقواعد المحلية. سيتم تحديد الحاجة إلى السياج أثناء عملية الحصول على التصاريح أو أثناء فحص نظام الطاقة الشمسية المثبت لديك.
وقت النشر: 6 يوليو 2021