تنتج لوحة شمسية واحدة بقدرة 550 واط، مركبة في تركيا بزاوية مناسبة وموجهة نحو الجنوب، ما يقارب 580 إلى 890 كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويًا. ويبلغ متوسط الإنتاج على مستوى تركيا نحو 780 كيلوواط ساعة. وهذا يعادل في المتوسط 2.1 كيلوواط ساعة يوميًا وحوالي 65 كيلوواط ساعة شهريًا. وفي أشهر الصيف يقترب الإنتاج اليومي من 3 كيلوواط ساعة، بينما قد ينخفض في الشتاء إلى نحو 1.5 كيلوواط ساعة.

ويُعد موقع تركيب اللوحة العامل الرئيسي الذي يحدد هذا الاختلاف. فاللوحة نفسها تنتج على سواحل البحر المتوسط وبحر إيجة كهرباء أكثر بنحو 50% مقارنة بمنطقة شرق البحر الأسود. وفيما يلي ستجد توضيحًا لسبب عدم تحقيق قدرة 550 واط الاسمية بشكل مطابق في ظروف التشغيل الفعلية، وكيفية حساب الإنتاج، والقيم المتوقعة حسب المحافظات، ومقدار الزيادة التي يمكن تحقيقها باستخدام نظام تتبع شمسي.

ماذا تعني قدرة 550 واط المكتوبة على اللوحة؟

تشير قيمة 550 واط المكتوبة على الملصق إلى أقصى قدرة يمكن أن تقدمها اللوحة في ظروف الاختبار القياسية (STC). ويتم تحديد هذه الظروف في المختبر: إشعاع شمسي بقوة 1,000 واط لكل متر مربع ودرجة حرارة خلية تبلغ 25 درجة مئوية. وبالتالي فإن 550 واط ليست كمية من الطاقة المنتجة، بل قيمة قدرة لحظية. أما كمية الكهرباء التي تنتجها اللوحة عبر الزمن فتُقاس بوحدة كيلوواط ساعة (kWh).

ونادرًا ما تتحقق هذه الظروف مجتمعة في التشغيل الفعلي. ففي ساعات الظهيرة خلال الصيف يكون الإشعاع الشمسي مرتفعًا، لكن اللوحة ترتفع حرارتها أيضًا. وفي الألواح المصنوعة من السيليكون البلوري تنخفض القدرة بنحو 0.35% لكل درجة تزيد عن 25 درجة مئوية. وعندما تصل درجة حرارة الخلية إلى 60 درجة مئوية، تعمل لوحة بقدرة 550 واط عند نحو 480 واط حتى في أفضل ظروف الإضاءة. كما أن قيم NOCT الواردة في نشرات بيانات الشركات المصنعة، والتي تكون أقرب إلى ظروف التشغيل الحقيقية، تُظهر عادةً أن ألواح 550 واط تعمل ضمن نطاق 410–435 واط.

معظم الألواح من فئة 550 واط المتوفرة حاليًا في السوق تعتمد على بنية أحادية البلورة مكونة من 144 نصف خلية. ووفقًا لأحد أمثلة نشرات بيانات الشركات المصنعة، تبلغ أبعاد هذه الألواح 2279 × 1134 مم، وتصل كفاءتها إلى نحو 21%، بينما يزيد وزنها عن 28 كجم. وإذا كنت ترغب في مقارنتها بألواح أقدم وأقل قدرة، يمكنك الاطلاع على مقالنا حول إنتاج لوحة شمسية بقدرة 230 واط.

كيف يتم حساب الإنتاج اليومي للوحة بقدرة 550 واط؟

للحصول على تقدير واقعي تحتاج إلى ثلاث قيم: قدرة اللوحة، وعدد ساعات الشمس القصوى في منطقتك، وخسائر النظام.

الإنتاج اليومي (kWh) = قدرة اللوحة (kW) × ساعات الشمس القصوى × معامل الأداء

تشير ساعات الشمس القصوى إلى عدد الساعات التي تعادل فيها الطاقة الشمسية الإجمالية الواصلة إلى اللوحة خلال اليوم إشعاعًا كامل القدرة بقيمة 1,000 واط لكل متر مربع. أما معامل الأداء فيجمع الخسائر الناتجة عن الحرارة والكابلات والعاكس والأوساخ في معامل واحد. وعادةً ما تُستخدم قيمة تتراوح بين 0.75 و0.85 في حسابات الأنظمة المركبة بشكل جيد.

بالنسبة إلى موقع يحتوي على 5 ساعات شمس قصوى، يكون الحساب كالتالي: 0.55 كيلوواط × 5 ساعات × 0.80 = 2.2 كيلوواط ساعة/يوم. وهذا يعادل نحو 800 كيلوواط ساعة سنويًا. وإذا كنت ترغب في الاطلاع على خطوات الحساب بمزيد من التفصيل، يمكنك مراجعة دليل حساب الطاقة الشمسية.

الخطأ الأكثر شيوعًا: الضرب في مدة سطوع الشمس

وفقًا لـ أطلس إمكانات الطاقة الشمسية في تركيا (GEPA)، يبلغ متوسط مدة سطوع الشمس اليومية في تركيا 7.5 ساعات. بينما يبلغ متوسط الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح أفقي نحو 4.18 كيلوواط ساعة/م² يوميًا. وفي كثير من الحسابات يتم ضرب 550 واط مباشرة في 7.5 ساعات، ما يؤدي إلى نتيجة تتجاوز 4 كيلوواط ساعة يوميًا.

لكن مدة سطوع الشمس تشير فقط إلى الفترة التي تكون فيها الشمس مرئية. ففي الصباح والمساء يكون الإشعاع أقل بكثير من القدرة الكاملة. والقيمة التي ينبغي استخدامها في الحساب هي ساعات الشمس القصوى، والتي تتراوح بالنسبة إلى لوحة مائلة في تركيا تقريبًا بين 3 و5 ساعات حسب المنطقة. لذلك يمكن للحساب المبني على مدة سطوع الشمس أن يُظهر إنتاجًا يزيد تقريبًا إلى الضعف عن الإنتاج الحقيقي.

الإنتاج السنوي للوحة 550 واط حسب المحافظات

تستند القيم التالية إلى بيانات الإنتاج النوعي حسب المحافظات، والمجمعة باستخدام أداة PVGIS التابعة لمركز الأبحاث المشترك للمفوضية الأوروبية. ويفترض الحساب نظامًا ثابتًا موجهًا نحو الجنوب بزاوية ميل 30° وخسائر نظام بنسبة 14%. والأرقام تخص لوحة واحدة بقدرة 550 واط وتم تقريبها.

عند النظر إلى البيانات شهرًا بشهر يصبح الفرق الموسمي أكثر وضوحًا. ففي أنطاليا تنتج لوحة بقدرة 550 واط نحو 91 كيلوواط ساعة في يوليو (2.9 كيلوواط ساعة يوميًا)، بينما تنتج نحو 53 كيلوواط ساعة في يناير (1.7 كيلوواط ساعة يوميًا). وإذا كان هدفك تغطية استهلاك الكهرباء في أشهر الشتاء، فيجب التخطيط وفقًا للأشهر التي ينخفض فيها الإنتاج بدلًا من الاعتماد على المتوسط السنوي.

للحصول على نتيجة أكثر دقة لموقعك، يمكنك إدخال إحداثياتك في PVGIS. أو يمكنك اختيار قدرة لوحة تبلغ 550 واط في حاسبة الطاقة الشمسية الخاصة بنا لمعرفة الإنتاج التقديري وعدد الألواح المطلوبة وفقًا لفاتورة الكهرباء.

أهم العوامل المؤثرة في الإنتاج

حتى لو تم تركيب لوحتين بنفس القدرة في المحافظة نفسها، فقد تنتجان كميات مختلفة من الكهرباء. وأهم العوامل التي تسبب هذا الاختلاف هي:

• الاتجاه وزاوية الميل: يُعد الاتجاه نحو الجنوب الأكثر كفاءة للأنظمة الثابتة في تركيا. أما الألواح الموجهة شرقًا أو غربًا فتتعرض لخسائر في الإنتاج السنوي، كما يجب ضبط زاوية الميل وفقًا لخط عرض الموقع. لمزيد من التفاصيل يمكنكم الاطلاع على مقالنا حول كيفية توجيه اللوحة الشمسية بشكل صحيح.
• التظليل: حتى إذا غطت مدخنة أو شجرة أو صف ألواح أمامي جزءًا صغيرًا فقط من اللوحة، فقد ينخفض الإنتاج أكثر من المتوقع. وتحد تقنية نصف الخلية من هذه الخسارة لكنها لا تلغيها بالكامل.
• درجة الحرارة: تقل قدرة اللوحة كلما ارتفعت حرارتها. وتعمل التركيبات التي تسمح بتهوية الجهة الخلفية بدرجة حرارة أقل مقارنة بالأنظمة المركبة بالقرب من السطح.
• الأوساخ: يمنع الغبار وحبوب اللقاح وفضلات الطيور الضوء من الوصول إلى الخلايا. وفي المناطق ذات الأمطار القليلة والغبار المرتفع تؤثر عملية التنظيف المنتظمة مباشرةً في الإنتاج.
• التقادم: تفقد الألواح مقدارًا بسيطًا من قدرتها كل عام. ويضمن العديد من المصنعين نحو 85% من القدرة الأصلية بنهاية السنة الخامسة والعشرين. وقد تناولنا هذا الموضوع بالتفصيل في مقالنا حول العمر الافتراضي للألواح الشمسية.

كم تنتج لوحة بقدرة 550 واط مع نظام تتبع شمسي؟

تواجه اللوحة الثابتة الشمس بشكل مباشر فقط خلال ساعات معينة من اليوم. أما أنظمة التتبع الشمسي فتحرك اللوحة باتجاه الشمس طوال اليوم، وتزيد الإنتاج خصوصًا في ساعات الصباح والمساء. وتشير إحدى الدراسات التي أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة (NREL) إلى أن أنظمة التتبع أحادية المحور يمكن أن تحقق زيادة في الطاقة بنسبة 15–25% مقارنة بالأنظمة الثابتة المائلة.

وعند تطبيق هذه النسبة على الجدول أعلاه نحصل على النتائج التالية:

• يمكن للوحة بقدرة 550 واط تنتج 780 كيلوواط ساعة سنويًا وفقًا لمتوسط تركيا أن تنتج نحو 900–975 كيلوواط ساعة باستخدام نظام تتبع أحادي المحور.
• وفي منطقة مثل قونية، التي تتميز بارتفاع الإشعاع الشمسي وتوفر مساحات واسعة، يمكن أن يرتفع هذا الرقم إلى نحو 990–1,070 كيلوواط ساعة.

وتختلف الزيادة الفعلية بحسب خط العرض والمسافة بين الصفوف وبرنامج التتبع المستخدم لتجنب التظليل وظروف الرياح في الموقع.

وتكون أنظمة التتبع أكثر جدوى في محطات الطاقة الشمسية الأرضية مقارنة باستخدامها مع ألواح منفردة. فالإنتاج الإضافي الذي يبلغ نحو 120–195 كيلوواط ساعة سنويًا لكل لوحة يمكن أن يُحدث فرقًا كبيرًا في إجمالي إنتاج موقع يحتوي على آلاف الألواح.

ونظرًا إلى كبر حجم ووزن الألواح من فئة 550 واط، يجب حساب أحمال الرياح بعناية عند اختيار القطاع الحامل وعلبة التروس. فعلى سبيل المثال، يمكن توصيل علبة التروس ST7 الخاصة بنظام solar tracker أحادي المحور مباشرةً بقطاعات 120x120. كما تحتوي على آلية توقف ميكانيكية تمنع الألواح من تجاوز زاوية محددة في الظروف الجوية الصعبة.

يمكنكم التعرف على الاختلافات بين النظامين في مقالنا حول الفرق بين solar tracker أحادي المحور وثنائي المحور، كما يمكنكم التعرف على آلية عمل النظام بصورة عامة في صفحة نظام التتبع الشمسي.

كم عدد ألواح 550 واط المطلوبة لمنزل أو مشروع؟

لحساب عدد الألواح، يكفي تقسيم استهلاكك السنوي على الإنتاج السنوي للوحة واحدة في محافظتك. فعلى سبيل المثال، يستهلك منزل في إزمير يستخدم 300 كيلوواط ساعة من الكهرباء شهريًا نحو 3,600 كيلوواط ساعة سنويًا. وبما أن 3,600 كيلوواط ساعة ÷ 870 كيلوواط ساعة ≈ 4.1، يمكن تغطية هذا الاستهلاك باستخدام 4–5 ألواح بقدرة 550 واط (حوالي 2.2–2.75 كيلوواط ذروة).

ويُطبق المبدأ نفسه على الأنظمة الأكبر. ففي نظام بقدرة 10 كيلوواط ذروة يتم استخدام 18 لوحة (9.9 كيلوواط ذروة) أو 19 لوحة (10.45 كيلوواط ذروة). وتبلغ المساحة الصافية التي تشغلها 18 لوحة نحو 46.5 م². وتزداد المساحة المطلوبة عند إضافة مسارات الصيانة والمسافات بين الصفوف. ولمزيد من التفاصيل حول حساب المساحة، يمكنكم الاطلاع على مقالنا حول عدد الأمتار المربعة المطلوبة لنظام شمسي بقدرة 1 كيلوواط.

إذا كنتم تفكرون في استخدام نظام تتبع في مشروعكم الأرضي، يمكنكم الاطلاع على منتجات solar tracker الخاصة بنا والتواصل مع فريقنا عبر صفحة الاتصال لطرح الأسئلة الفنية.

الأسئلة الشائعة حول الألواح الشمسية بقدرة 550 واط

كم كيلوواط ساعة تنتج لوحة 550 واط في الساعة؟

الحد النظري الأقصى هو 0.55 كيلوواط ساعة في الساعة، وهذه القيمة صالحة فقط في ظروف الاختبار القياسية. وفي ظروف التشغيل الفعلية، حتى خلال ساعات الظهيرة في الصيف، يبقى الإنتاج عادةً عند نحو 0.40–0.48 كيلوواط ساعة في الساعة، بينما يكون أقل بكثير في الصباح والمساء. لذلك من الأفضل تقييم الإنتاج بناءً على الإجماليات اليومية والسنوية بدلًا من القيم الساعية.

هل تنتج لوحة 550 واط الكهرباء في الطقس الغائم وفي الشتاء؟

نعم، لكنها تنتج كمية أقل. ففي الطقس الغائم تستفيد اللوحة من الضوء المنتشر. وفي الشتاء ينخفض الإنتاج لأن النهار أقصر والشمس تكون أقل ارتفاعًا في السماء. وفي مثال أنطاليا يبلغ إنتاج يناير نحو 60% من إنتاج يوليو. ولمزيد من التفاصيل، يمكنكم مراجعة مقالنا حول ما إذا كانت الألواح الشمسية تعمل دون ضوء شمس مباشر.

ما الجهد والتيار للوحة بقدرة 550 واط؟

وفقًا لنشرات بيانات الشركات المصنعة، يبلغ الجهد عند نقطة القدرة القصوى في ألواح 550 واط ذات 144 خلية نحو 41–43 فولت، بينما يبلغ التيار نحو 13 أمبير. ويبلغ جهد الدائرة المفتوحة حوالي 50 فولت. وهذه القيم غير متوافقة مباشرةً مع بطارية 12 فولت. وفي الأنظمة غير المتصلة بالشبكة يلزم استخدام منظم شحن من نوع MPPT للاستفادة من اللوحة بكفاءة. وقد تناولنا هذا الموضوع في مقالنا حول الفرق بين MPPT وPWM.

هل لوحة 550 واط مناسبة لسقف المنزل؟

يمكن استخدامها، لكنها ليست مناسبة لكل الأسطح. فبطول يبلغ نحو 2.3 متر ووزن يتراوح بين 28 و32 كجم، تتطلب هذه الألواح تخطيطًا أكثر دقة من حيث النقل والتركيب وأحمال الرياح على أسطح المنازل. وقد تكون الألواح الأقصر أكثر كفاءة في استخدام المساحة على الأسطح الصغيرة أو المجزأة. لذلك تُستخدم ألواح 550 واط بشكل أكبر على الأسطح التجارية وفي محطات الطاقة الشمسية الأرضية.

ما الذي يمكن تشغيله باستخدام لوحة واحدة بقدرة 550 واط؟

يمكن للوحة واحدة تنتج في المتوسط نحو 2.1 كيلوواط ساعة يوميًا في تركيا تغطية الاستهلاكات الصغيرة مثل الإضاءة والمودم وشحن الهاتف والكمبيوتر المحمول. فعلى سبيل المثال، يستهلك مصباح LED بقدرة 10 واط عند تشغيله لمدة 10 ساعات فقط 0.1 كيلوواط ساعة. وبالنسبة للأجهزة مثل الثلاجات أو مكيفات الهواء، ينبغي مقارنة الاستهلاك الموضح على ملصق كفاءة الطاقة للجهاز مع الإنتاج اليومي للوحة. كما يجب عدم نسيان الحاجة إلى بطارية للاستخدام الليلي. وقد تناولنا ما يمكن لنظام أكبر تشغيله في مقالنا حول ما الذي يمكن لنظام شمسي بقدرة 5.5 كيلوواط تشغيله.