خمسة أسباب وراء ضعف الطاقة الشمسية شتاءً.. وهذه الحلول

نتيجة للأزمة الحالية انقطعت إمدادات الطاقة الكهربائية عن جميع المحافظات في اليمن منذ سنوات، مما اضطر الناس إلى البحث عن البدائل، وكانت الشمس سيدة الحلول.

لكن وفي ظل اعتماد نسبة كبيرة من الأسر اليمنية، على الطاقة الشمسية، كثرت الشكاوى والمشاكل التي تواجه المعتمدين عليها في فصل الشتاء، وتُضعِف نسبة استفادتهم من الطاقة المتجددة.

يكشف خبراء في حديث لـ”منصتي 30″، عن أبرز الأسباب المرتبطة، بمشاكل الطاقة الشمسية شتاءً، وعن الحلول التي تساهم في التغلب عليها.

1. موقع الألواح

وفقاً للمهندس الخبير في الطاقة المتجددة إبراهيم اليوسفي، فإن مشكلة سوء اختيار موقع تركيب الألواح الشمسية، يرتبط بالغالب بوضع الألواح دون العودة لذوي الخبرة وعموم النصائح والإرشادات الخاصة باختيارها.

2. تحجيم الخلايا الشمسية

يأتي السبب الثاني، مرتبطاً بتحجيم أحد مكونات النظام وهو الخلايا الشمسية، حيث “يتم تحجيم قدرة الخلايا دون الأخذ بعين الاعتبار التغير في عدد ساعات سطوع الشمس في فصول السنة المختلفة، وأيضاً التغير في زاوية ميل الشمس”.

وغالباً ما يتم تحجيم النظام الشمسي بناءً على متوسط ساعات السطوع الشمسي السنوي (Annual peak sun hours) والذي تتراوح قيمته ما بين 6 إلى 7 ساعات.

3. عدد ساعات سطوع الشمس

يعتبر فصل الشتاء، أقل الفصول في عدد ساعات سطوع الشمس، حيث تصل إلى 4 ساعات، مقارنة بالمتوسط السنوي الذي تم بناء تحجيم قدرة الخلايا الشمسية عليه (6 إلى 7 ساعات).

ويقول الخبير اليوسفي إن “تحجيم النظام يتم بناء على عدد ساعات السطوع الشمسي، في مقابل عدد 4 ساعات شتاء، يسبب نقصاً ملحوظاً في معدل شحن البطاريات، ويؤدي إلى تفريغ مبكر للبطارية أثناء الليل في فصل الشتاء”.

4. توجيه ثابت للخلايا

إلى جانب ذلك، يرجع الخبراء المشكلة، إلى تحجيم قدرة الخلايا الشمسية بناءً على توجيه ثابت للخلايا، بزاوية ميل 15 درجة جنوباً على مدار العام، دون الأخذ بعين الاعتبار أن زاوية ميل الشمس تتغير من زاوية 15 شمالاً في الصيف إلى  زاوية 45 جنوباً في الشتاء.

ويقول الخبراء إن ذلك “يسبب تغيراً في قدرة توليد الخلايا الشمسية. ويلاحظ في الشتاء انخفاض كبير في توليد الطاقة، في الأنظمة ذات التوجيه الثابت للألواح (زاوية ميل ثابتة 15 درجة جنوباً)، حيث أن زاوية التوجيه تصل إلى 45 درجة جنوباً في الشتاء”.

5. الظل في الشتاء

في فصل الشتاء كما هو معروف، يكون ظل الأشياء أطول ما يمكن، بسبب انخفاض مستوى الشمس في السماء. ومن أبرز أسباب ضعف مردود أنظمة الطاقة في الشتاء، تأثير الظل، حيث يؤدي تظليل الخلايا الشمسية إلى انخفاض كبير في قدرتها على توليد الطاقة، حتى لو كان تظليلاً جزئياً.

أبرز الحلول

بنظر الخبراء، فإن مشاكل الألواح الشمسية المتكررة ليست مستعصية، إذ أن هناك العديد من الحلول التي يمكن اللجوء إليها، وتتنوع بين ما يتطلب إرشادات أو نصائح وأخرى تتطلب تكاليف إضافية.

1. إعادة ضبط زاوية ميل الألواح

برأي الخبير في الطاقة الشمسية إبراهيم اليوسفي في حديثه لـ”منصتي 30″، فإن ضبط زاوية ميل الألواح الشمسية إلى زاوية الميل المثالية، والتي تصل إلى 45 درجة جنوباً في الشتاء، يمثل الحل الأمثل، وخصوصاً بالنسبة للأسر محدودة الدخل.

ويضيف أن “من المستحسن والأفضل، أن يتم تغيير الزاوية ليس في الشتاء فقط بل كل 3 أشهر (أربع مرات في السنة)، وذلك للحصول على أفضل قدرة توليدية من الألواح الشمسية”.

2. الهاتف الخلوي للتوجيه

وفي الوقت الذي يهمل فيه العديد من المستخدمين للطاقة الشمسية، أو يترددون في التوجيه السليم للألواح وإعادة توجيهها من فصل لآخر، لعدم وجود المعرفة الكافية فيما يجب فعله، يقول الخبراء إنه يمكن فعل ذلك، بسهولة باستخدام الهاتف الخلوي، حيث تتوفر تطبيقات في متجر جوجل.

ومن أبرز التطبيقات، تطبيق شمس، الذي يوفر حسابات دقيقة لزاوية الميل المثالية في أي يوم من أيام السنة، وكذلك لكل ثلاثة أشهر، وباستخدام التطبيق يصبح الهاتف أداة لقياس وضبط زاوية توجيه اللوح مع الزاوية المثالية.

3. انتقاء المكان المناسب

في مواجهة مشاكل، مثل الظل، يقول الخبير اليوسفي، إنه يجب انتقاء مكان مناسب لتركيب الخلايا، بحيث لا يصل إليها ظل الجدران المرتفعة عن مستوى سطح المبنى أو ظلال المباني المجاورة والأشجار، حيث أن الظل يمكن أن يخفض عدد الساعات إلى ساعتين أو ثلاث، شتاءً، ويظهر تأثيره في انخفاض ملحوظ في مردود النظام خصوصاً البطاريات حيث تفرغ مخزونها في وقت مبكر من الليل.

تفقد حالة البطاريات باستمرار

يؤدي عدم الشحن للبطاريات بما فيه الكفاية، نتيجة الأسباب السالفة الذكر، إلى تأثر البطاريات وتفريغها في الساعات الأولى، الأمر الذي يؤثر على قدرتها في التخزين، وهذا يعتمد على جودة البطاريات نفسها. ومن المهم قياس حالتها بشكل دوري، خصوصاً بالنسبة للبطاريات الرصاص (أسيد).

شراء ألواح إضافية

الحل الأمثل والذي، يمكن أن يوفر عناء وجهد تغير زاوية الميل للألواح، ولكنه يزيد من تكلفة النظام الشمسي، يتمثل بإضافة 30% قدرة اضافية إلى قدرة الألواح الشمسية، وذلك لتعويض الانخفاض والفقد في توليد الطاقة، والناتجين عن  تغير زاوية ميل الشمس وساعات الإشعاع الشمسي في الشتاء.