ألواح شمسية على فيلا في الشمال: كم كهرباءً تعطي شمس بابلسر؟

من قضى أسبوعًا صيفيًا في بابلسر يعرف أن شمس الشمال ليست ضعيفة. ومن رأى شتاءها يتذكر أيضًا الأيام الغائمة الممطرة المتتالية. فالسؤال إذن: كم كهرباءً تنتج الألواح الشمسية على سطح فيلا في الشمال؟ لن نخمّن؛ سنجيب بالأرقام.

الأداة: حاسبة أوروبية رسمية

يقدّم مركز البحوث المشترك التابع للمفوضية الأوروبية أداة مجانية اسمها PVGIS، تحسب لأي نقطة على الخريطة، اعتمادًا على سنوات من بيانات الإشعاع الفضائية (٢٠٠٥–٢٠٢٠)، كم تنتج منظومة شمسية من الكهرباء، مع احتساب الغيوم والحرارة وزاوية الشمس. وقد حسبناها لكل كيلوواط من الألواح، بخسائر منظومة ١٤٪ (الافتراض الافتراضي للأداة) وبأفضل زاوية:

المصدر: PVGIS — مركز البحوث المشترك للمفوضية الأوروبية (بيانات PVGIS-SARAH2، ٢٠٠٥–٢٠٢٠)

أي أن اللوح نفسه ينتج في بابلسر أقل بنحو ١٧٪ من طهران. ليس قليلًا، وليس كثيرًا أيضًا: الألواح تعمل في الشمال، لكن حسابها مختلف. وتذكر دائرة الأرصاد في مازندران أن متوسط ساعات السطوع السنوية في بابلسر ٢٠٨٥ ساعة.

المصدر: دائرة الأرصاد الجوية في مازندران — مناخ بابلسر (بالفارسية)

الشتاء، حين تحتاج الكهرباء أكثر

وفق الحساب نفسه، ينتج كل كيلوواط من الألواح في بابلسر نحو ٨٣ كيلوواط ساعة شهريًا في ديسمبر ونحو ١٤٠ في يونيو، أي أن إنتاج الشتاء نحو ٦٠٪ من إنتاج الصيف. فإن أردت تغطية كهرباء الفيلا شتاءً أيضًا، فيجب أن يُحسب هذا الانخفاض في حجم المنظومة من البداية.

اتجاه السطح أهم من نوع اللوح

هذا الجزء الأكثر إثارة لنا كمعماريين، لأنه يعود مباشرة إلى تصميم السطح. شغّلنا الأداة نفسها لبابلسر باتجاهات وميول مختلفة:

المصدر: PVGIS، حسابنا لإحداثيات بابلسر

النتيجة واضحة: اللوح على المنحدر الشمالي للسطح ينتج أقل بنحو ٤٠٪ من اللوح نفسه على المنحدر الجنوبي. والسطوح المائلة في الشمال (ولماذا هي مائلة تجده في سطح مائل أم مستوٍ) تكون جاهزة للألواح إن صُممت منذ البداية بمنحدر جنوبي كبير غير مظلَّل. أما إن قررت الألواح لاحقًا وكان المنحدر الجنوبي مزدحمًا بفتحات التهوية والمداخن، فقد فات الأوان.

الملح والرطوبة: للألواح معيار أيضًا

الألواح المركّبة قرب البحر تواجه هواءً رطبًا مالحًا. لذلك ثمة معيار دولي مستقل هو IEC 61701 يختبر الألواح ضد تآكل رذاذ الملح، للألواح العاملة في أجواء رطبة ذات تركيز عالٍ من الملح الذائب. لفيلا قرب الساحل، اسأل هل اجتازت الألواح هذا الاختبار. أما هيكل التثبيت والبراغي فلها حكاية الفولاذ والملح نفسها التي ذكرناها في هيكل فولاذي أم خرساني.

المصدر: IEC 61701:2020 — Salt mist corrosion testing of PV modules

أسئلة قبل الألواح الشمسية

1. كم مساحة غير مظللة في المنحدر الجنوبي للسطح؟ هل تظلله أشجار أو مبانٍ مجاورة؟
2. ما الهدف: خفض الفاتورة أم كهرباء احتياطية عند الانقطاع؟ حجم المنظومة والبطارية يتوقف عليه.
3. هل حصلت على أرقام الإنتاج من أداة مثل PVGIS لإحداثيات أرضك؟
4. هل اجتازت الألواح اختبار رذاذ الملح (IEC 61701)؟ ومِمّ صُنعت القواعد والبراغي؟
5. كيف ستُحكم ثقوب التثبيت في السطح؟

الخلاصة

الطاقة الشمسية تعمل في الشمال: نحو ١٣٣٠ كيلوواط ساعة سنويًا لكل كيلوواط، أي أقل من طهران بنحو ١٧٪، والشتاء نحو ٦٠٪ من الصيف. لكن أكبر متغيّر في يدنا: اتجاه السطح وميله. فالسطح المصمم منذ البداية بمنحدر جنوبي غير مظلل قد ينتج حتى نحو ٧٠٪ أكثر من المنحدر الشمالي.

إن أردت فيلا في بابل أو بابلسر أو سرخرود مصممة للطاقة الشمسية من البداية، تواصل معنا.