إن كنت قد قررت شراء الألواح الشمسية وإنتاج الكهرباء الخاصة بك، ولكنك غير متأكد من كيفية اختيار معايير ومواصفات الواح الطاقة الشمسية المناسبة لك؟ استمر في القراءة.
الواح الطاقة الشمسية مثلها مثل باقي السلع، فليس بالضرورة ان تكون متخصص في مجال الطاقة الشمسية حتى تستطيع ان تعرف كيفية اختيار الواح الطاقة الشمسية المناسبة، فالأمر أشبه بأنك تبحث عن لاب توب أو هاتف محمول بمواصفات معينة وسعر مناسب وتكون الشركة المصنعة له لها اسم جيد في السوق، فالأمر ببساطة ان تعرف مواصفات الواح الطاقة الشمسية المناسبة لك.
مواصفات الألواح الشمسية
الواح الطاقة الشمسية لها العديد من المواصفات والمعايير التي يتوجب عليك أخذها في الاعتبار عند الشراء، مثل الكفاءة، ومعامل درجة الحرارة، ونسبة الأداء، ونوع اللوح نفسه، وهذا بالتحديد ما نتحدث عنه في هذا المقال فتابع القراءة معنا.
أولاً: نوع اللوح الشمسي
هناك أنواع مختلفة من الألواح الشمسية بكفاءات مختلفة، وعلى الرغم من أن أسمائهم قد تبدو مربكة، فمن الجيد أن تعرف على الأقل الفروق بين أنواعها الرئيسية إذا ذكر المورد الخاص بك ذلك.
- الواح السليكون أحادي الكريستالات "Monocrystalline"
- الواح الطاقة الشمسية متعددة الكريستالات "Polycrystalline"
- الألواح المرنة "Thin Film"
هذا النوع له كفاءة عالية وخصائص تحمل حرارة جيدة، ولكنه دائماً الأعلى سعراً، ولذلك فهو يناسب أصحاب المساحات الصغيرة والمحدودة أكثر، نظراً لأن ارتفاع الكفاءة سيقلل عدد الألواح المطلوبة بشكل نسبي (بنسبة 10% تقريباً) مما يوفر في المساحة بنفس النسبة.
هذا النوع أقل كفاءة من النوع السابق ولكن ليس بنسبة كبيرة، مما يجعله خياراً مناسباً في حالة توفر المساحة الكافية، وذلك لأنه أقل سعراً من النوع الأحادي.
أما عن الألواح المرنة فكفاءتها قليلة جداً، لذلك فهي ليست خيار مناسب في معظم الحالات، فهي تحتاج الى مساحات شاسعة، ولها تطبيقات خاصة، وتكمن مميزاتها في كونها مرنة "فيمكنها أن تأخذ شكل السطح الذي توضع عليه" كما انها الأقل سعراً.
نوع اللوح الشمسي ونوع الخلايا الشمسية المصنع منها هو أول وأهم مواصفات الواح الطاقة الشمسية التي توضع في الاعتبار عند الشراء، وما ذكرناه هي الثلاث أنواع الرئيسية من الألواح الشمسية ولكن لا يزال هناك العديد من الأنواع الحديثة والمحسنة، ويمكنك التعرف عليها بالتفصيل من خلال قراءة هذين الموضوعين:
- أنواع ألواح الطاقة الشمسية الأربعة ومواصفاتها ومقاساتها.
- أنواع الخلايا الشمسية ومكوناتها وتركيبها وكيف تعمل.
ثانياً: كفاءة الألواح الشمسية
كفاءة الألواح الشمسية هي أحد مواصفات الالواح الشمسية ولها ارتباط أصيل بنوع اللوح الشمسي الذي تحدثنا عنه منذ قليل، فهي تقيس مقدار الطاقة الكهربية التي يستطيع اللوح الشمسي استخلاصها من الإشعاع الشمسي الساقط عليه، وتتراوح من 15٪ إلى 24٪، حسب نوع الخلايا الشمسية المستخدمة ودقة التصنيع وجودة الوصلات والشركة المصنعة.
إذا تم بيع أنظمة الطاقة الشمسية بالحجم المادي لمجموعة الألواح، فإن النظام ذو أعلى كفاءة سيمنحك أكبر قدر من الطاقة، لكن الأنظمة الشمسية لا تُباع بحجمها المادي؛ بينما يتم بيعها حسب تصنيف قدرتها القصوى بالكيلوواط.
هذا يعني أن الطاقة التي ينتجها لك مثلاً 24 لوح شمسي بكفاءة 15%، يمكنك الاستعاضة عنها بألواح شمسية ذات كفاءة 20% لتحتاج فقط الى 18 لوح، فكلا النظامين سيمنحك نفس القدر من الطاقة، لكن النظام الأقل كفاءة سيشغل مساحة أكبر على سطحك لأنك ستحتاج إلى المزيد من الألواح.
غالبًا ما تكون الألواح ذات الكفاءة العالية أكثر تكلفة لكل واط من الألواح الشمسية ذات الكفاءة المنخفضة لأنها تستخدم أحدث التقنيات، وهذا يكلف أموالًا لتطويرها.
هذا يعني أن السبب الاقتصادي الوحيد لدفع المزيد مقابل نظام عالي الكفاءة هو إذا لم تكن المساحة لديك كبيرة بما يكفي لحجم النظام الذي تحتاجه.
ثالثاً: القدرة المنتجة من الالواح الشمسية وسماحيتها.
بالطبع اختيار قدرة اللوح الشمسي سيعتمد على حجم المنظومة وحساب قدرة المنظومة الشمسية المطلوبة ككل، وعدد الألواح والمساحة المتوفرة وغيرها من العوامل، وسيساعدك قراءة موضوع: حساب الطاقة الشمسية للمنازل بمثال تطبيقي على تحديد ذلك.
لو قلت لك أن لدينا لوح شمسي من شركة Trinasolar"وهذه الشركة من أفضل الشركات المنتجة لألواح الطاقة الشمسية"، وقدرة هذا اللوح الانتاجية هي 400 واط، فهل هذا يعني أن كل الألواح الشمسية التي أخرجها خط الإنتاج هذا متطابقة تماماً؟
بالطبع لا فقد تكون طاقتها الانتاجية أكبر من القيمة المكتوبة قليلاً أو أقل قليلاً، وهنا يأتي دور السماحية " power tolerance " كأحد أهم معايير اختيار الواح الطاقة الشمسية، فمثلاً لو أن اللوح الشمسي قدرته 400 واط والسماحية له +/- 5 فهذا يعني ان قيمته الانتاجية تتراوح بين 395 الى 405 وات.
وهناك شركات لا تعطي سماحية بالقيمة السالبة كما في مثالنا هذا، مما يعني انها تضمن ان قيمة القدرة لا تقل عن القدرة الإسمية بل أنها قد تزيد، وبالتأكيد ستجد هذه المعلومة في ورقة بيانات لوح الطاقة الشمسية (solar panel datasheet).
ومعظم الواح الطاقة الشمسية الحديثة الآن تأتى بسماحية 0~+5 أي ان القدرة المنتجة قد تزيد بنسبة 5 وات عن قدرتها الإسمية ولكنها لن تقل عنها، فعليك ان تختار الواح الطاقة الشمسية بهذه المواصفات الحديثة.
رابعاً: ضمان الألواح الشمسية
يأتي في الصفحة الأولى دائماً من ورقة المواصفات عدد سنوات الضمان التي سوف يتم تغطيتها للصناعة والأداء، ومعظم الشركات المُصنعة تقدم ضمان 10 سنوات على عيوب الصناعة وضمان 25 سنة للأداء.
ومهم جداً أن يكون منحنى الضمان خطي"linear" كما هو موجود في الصورة بالأعلى، ولكن ما اهمية ذلك؟، سنشرحها بمثال، فلو ان لدينا لوحين شمسيين لكل منهما أحد صيغ الضمان التالية:
- صيغة ضمان اللوح الأول:
- صيغة ضمان اللوح الثاني:
نحن نقدم ضمان 10 سنوات ضد عيوب الصناعة وضمان انتاج طاقة بنسبة 90 % للسنوات العشر الاولى وضمان انتاج الطاقة بنسبة 80% لمدة 25 سنة من العمر الافتراضي للوح الشمسي، وسيكون ذلك واضح في المنحنى الخطي للضمان.
نحن نقدم ضمان منتج لمدة 10 سنوات ونقدم ايضاً ضمان أداء خطي 90% للسنوات العشر الأولى ونسبة 80% لمدة 25 عاما، وسيكون ذلك واضح في المنحنى الخطي للضمان أيضاً.
فما هو الاختلاف بين الضمان اللوح الأول والثاني؟
الشركة المصنعة للوح الشمسي الأول تضمن في مواصفة الضمان الخاصة بها انه سيقوم بتغيير اللوح في حالة عيب الصناعة (نفس ضمان أي منتج)، كما أنه يضمن إذا قمت باختبار اللوح الشمسي الخاص بك بعد 10 سنوات من التشغيل (او التسليم)، سوف تجد أن الأداء لم ينخفض أكثر من 10%، وإذا قمت بقياسه بعد 25 سنة فسوف تجد أن الأداء لم ينخفض أكثر من 20%.
وهذا الضمان يعني أنه من الممكن أن تقل كفاءة اللوح الشمسي الي 90% في السنة الأولى وتظل تعمل لمدة 9 سنوات ب 90% من طاقتها الإسمية التي تعاقدت عليها، وهذا التدهور المُبكر شائع جداً، ثم في السنة العاشرة يمكن ان تقل كفاءة اللوح الشمسي الي 80%.
أما الشركة الثانية فإنها تقدم ضمان أداء خطي "Linear"، وهذا يعني أن إنتاج الطاقة الشمسية من اللوح الشمسي سوف تقل بنسبة لا تتعدي 1% سنويا ومن ثَم سوف تزداد الاستفادة وسوف تعمل بصورة أكثر كفاءة وتنتج المزيد من الطاقة لمدة 25 عام.
ونظراً لظاهرة التدهور المُبكر الشائعة فإن بعض الشركات المُصنعة تضمن الأداء للسنة الأولى فيقول مثلاً: أن انتاج الطاقة سوف لا يقل بنسبة من 2 - 5% لمدة سنة واحدة من تاريخ التسليم.
خامساً: مواصفات شهادات الجودة للألواح الشمسية
أحد أهم مواصفات الواح الطاقة الشمسية التي يجب أن تبحث عنها عند الشراء هي شهادات تصديق الجودة والاعتماد، والتي ستشير إليهم ورقة بيانات اللوح والشركة المُصنعة، وايضاً إذا طلبت شهادات التصديق من المورد فسيقوم بتقديمها اليك، فيجب التأكد من اعتمادها لأحدث إصدارات مقبولة لهذه المعايير، وأهم تلك المعايير:
- شهادة IEC 61215
- شهادة IEC 61730
تصف متطلبات الجودة لألواح الطاقة الشمسية والاختبارات التي ينبغي تنفيذها من أجل تحديد الخصائص الميكانيكية والكهربية الواردة في كتالوج اللوح الشمسي وهي ضرورية لظروف تشغيل المنتج.
تصف متطلبات السلامة وتتكون من جزئيين، يحدد الجزء الأول مدى موافقة الألواح لجوانب السلامة العامة مثل المسافة بين الأجزاء الموصلة الي الإطار وغيرها والجزء الثاني يصف الاختبارات الخاصة بالألواح الشمسية.
فيجب أن تتأكد أن اللوح الشمسي لديه موافقة من الدرجة الأولي Class A للمواصفات القياسية IEC 61730 لتطبيق معيار الوصول غير المحدود unlimited access والجهد الخطر hazardous Voltage والنظم ذات الاخراجات الخطرة hazardous output والجهد الأعلى من 120 فولت تيار مستمر.
سادساً: درجة الحرارة المتوسطة للتشغيل NOCT
يتم قياس القيم الكهربائية الإسمية المعروضة في ورقة بيانات اللوح الشمسي عند 25 درجة مئوية تقريباً وسرعة رياح 1 متر/ثانية وشدة إشعاع شمسي حوالي 1000 وات/متر مربع، ولكن عندما تكون في الموقع فإن الواح الطاقة الشمسية سوف تعمل عند درجات حرارة أعلي كثيراً حيث سينبغي قياس الأداء في ظروف مختلفة عن ظروف الاختبار القياسية، وهنا يأتي دور معرفة درجة الحرارة المتوسطة للتشغيل "NOCT" Nominal Operating Cell Temperatureكواحدة من مواصفات الألواح الشمسية الهامة جداً، حيث تعبر عن درجة الحرارة التي يمكن للألواح ان تعمل عندها وتعطي قدرة وجهد كهربي قريب من القدرة والجهد القياسي.
فإذا كانت NOCT في حدود (30 - 40 درجة مئوية) فان لوح الطاقة الشمسية هو أكثر استقراراً وأكثر كفاءة في المناطق ذات الحرارة المعتدلة أغلب الوقت، أما في المناطق الحارة كأن تكون الألواح مثبتة في صحراء مثلاً، فسيناسبها أكثر الألواح ذات درجة الحرارة المتوسطة الأعلى من 45 الى 55 درجة.
فيجب ان يكون اختيارك لمعيار درجة الحرارة المتوسطة للتشغيل مرتبط بمعرفتك بمتوسط درجة الحرارة للمكان الذي ستركب فيه الألواح على مدار العام.
وليست كل الشركات تعطي قيمة NOCT كرقم واضح في ورقة البيانات، ولكن عوضاً عن ذلك تعطي جدولين للمقارنة بين القدرة والتيار والجهد الناتج من الألواح في ظروف الاختبار القياسية "STC" ودرجة الحرارة المتوسطة للتشغيل "NOCT" معتبراً إياها في حدود 45 درجة مئوية، وفي هذه الحالة بالطبع يجب أن يقع اختيارك عند الشراء على اللوح ذو الإنتاجية الأقرب الى الظروف القياسية.
سابعاً: المعامل الحراري لألواح الطاقة الشمسية
من المواصفات الهامة أيضاً معاملات درجة الحرارة "Temperature coefficients" ، والتي تعبر عن الانحراف في خصائص ألوح الطاقة الشمسية من الجهد والتيار والقدرة الكهربية مع ارتفاع درجة الحرارة.
وكما ترى فالمعاملات الخاصة بالجهد والقدرة ذات قيم سالبة، مما يعني ان الجهد في الواح الطاقة الشمسية والقدرة الكهربية المنتجة تقل بارتفاع درجة الحرارة، وستلاحظ ان معامل التيار إيجابي، أي ان التيار الناتج يزداد مع الارتفاع في درجة الحرارة، وما يهمك هنا هو انخفاض القدرة الكهربية بزيادة درجة الحرارة، فأنت تريد ان تعرف كم ستفقد من الطاقة عندما ترتفع درجة حرارة الخلية الشمسية فوق 25 درجة مئوية.
فلو كان معامل درجة الحرارة -0.34%/درجة، فهذا يعني ان القدرة القصوى تنخفض بنسبة 0.34% لكل درجة تزيد عن 25 درجة مئوية، ففي الصيف مثلاً قد تكون درجة الحرارة في فترات الظهيرة 45 درجة مئوية، وفي هذه الحالة فإن كمية الطاقة الكهربية المنتجة ستقل بنسبة يمكن حسابها كالآتي:
- 45 (درجة الحرارة الفعلية الآن مثلاً) - 25 (درجة الحرارة القياسية) = 20 درجة مئوية زيادة عن درجة الحرارة القياسية.
- ثم تقوم بضرب هذه الدرجات الزيادة في معامل درجة الحرارة 20 * 0.34 = 6.8 (تقريبا 7).
- أي ان الطاقة المنتجة في هذه الحالة ستقل بنسبة 7%.
لذلك يجب ان تبحث عن مواصفات الواح الطاقة الشمسية التي يكون فيها معامل درجة الحرارة منخفض قدر الإمكان، فالألواح الشائعة تكون بمعامل حرارة يتراوح من 0.5 الى 0.3%، وسيكون من الأفضل لك لو وجدت لوح شمسي معامل الحرارة فيه أقل من 0.4% خاصة وأننا في بلادنا العربية درجات الحرارة لدينا مرتفعة ومعامل الحرارة هذا هو أحد أهم العوامل التي يجب ان نضعها في الاعتبار اثناء شرائنا للألواح الشمسية.
تلخيص:
تحدثنا في هذا المقال عن مواصفات ألواح الطاقة الشمسية ال 7 الأهم عند اختيار الألواح الشمسية الأنسب لك وكانت تلك المواصفات هي:
- النوع
- الكفاءة "Efficiency"
- سماحية قدرة اللوح "Power Tolerance"
- نوع الضمان "Warranty"
- شهادات الجودة والاعتماد.
- درجة الحرارة المتوسطة للتشغيل "NOCT"
- المعاملات الحرارية "Temperature coefficients"
هذا لا يمنع أيضاً أنك يجب عليك أن تفحص الألواح بشكل بصري، فلا يجب ان يوجد في الألواح أي كسر أو شرخ ظاهر، كما أنك يجب ان تلاحظ أي بقع غير طبيعية أو صدأ في الوصلات.
وبهذا تكون قد استطعت شراء ألواح طاقة شمسية بمواصفات جيدة ومناسبة لاحتياجاتك، وأرجو ان يكون مقالي هذا قد قدم لك الخبرة المناسبة.
شارك المقال مع اصدقاءك عبر طرق النشر التالية: