شرح ساعات ذروة أشعة الشمس لتحديد حجم أضواء الشوارع الشمسية

لماذا تحدد ساعات ذروة أشعة الشمس، وليس ساعات ضوء النهار، تصميم النظام؟

قد يشترك موقعان في نفس مدة ضوء النهار، ولكن يختلفان بنسبة 40% في ساعات ذروة أشعة الشمس. العوامل التي تؤثر على هذا الرقم هي:

• خط العرض : كلما كنت أقرب إلى خط الاستواء، زادت ساعات ذروة أشعة الشمس سنويًا.
• المناخ : الغطاء السحابي المستمر يقلل بشكل كبير من شدة الإشعاع؛ المناطق الصحراوية وشبه الجافة تتمتع بشروط أفضل.
• الموسم : تتراوح ساعات ذروة أشعة الشمس بين الصيف والشتاء بنسبة 30–50%، والحد الأدنى في الشتاء هو الذي يحدد حجم البطارية المطلوبة.
• الارتفاع : كلما زاد الارتفاع، قلت كثافة الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى زيادة شدة الإشعاع حتى عند نفس زاوية الشمس.
• الظلال : الأشجار والمباني، بل حتى قطب الجهاز نفسه، يمكن أن تقلل من الفترة الزمنية (من الساعة 10 صباحًا حتى الساعة 4 مساءً) التي تنتج معظم الطاقة خلال اليوم.

صيغة الإنتاج السنوي مع تصحيح

التقدير النموذجي هو:

الطاقة (كيلوواط-ساعة/سنة) = ساعات ذروة أشعة الشمس × قدرة اللوح الشمسي × 365 × كفاءة النظام

مثال عملي مصحح: لوح شمسي بقدرة 100 واط وساعات ذروة أشعة شمس 5 ساعات وكفاءة نظام 0.85 ينتج:

5 × 100 واط × 365 × 0.85 = 155,125 كيلوواط-ساعة سنويًا . (النسخة الأصلية من الصفحة أظهرت 155,375 كيلوواط-ساعة، وهو خطأ حسابي؛ الرقم الصحيح هو 155.1 كيلوواط-ساعة.)

الآن، دعونا نتجاهل التفاصيل المتعلقة بتحديد الحجم. العامل 0.85 ينطبق على الأنظمة المتصلة بالشبكة الكهربائية مباشرة؛ أما أضواء الشوارع التي تعتمد على البطاريات، فإنها لا تستخدم هذا العامل أبدًا. بين اللوح الشمسي ومصباح LED،هناك جهاز تحكم في الشحن، بطارية، محرك LED، وكابلات، وكل هذه العناصر تقلل من الطاقة المتاحة. عند تحديد حجم المشروع، نستخدم قيمة أقل من 0.85، والقيمة الدقيقة تعتمد على المكونات المستخدمة في النظام. يجب اعتبار الناتج الناتج عن الصيغة كحد أقصى، ثم تقليله وفقًا للهندسة الفعلية للنظام.

متوسط ساعات ذروة أشعة الشمس حسب المنطقة

الجدول أدناه يحتوي على نفس البيانات الموجودة في الصفحة الأصلية: متوسطات سنوية، مع عرض الإنتاج المثالي لكل كيلوواط-ذروة (kWp) قبل أي خسائر في النظام:

هناك تحذيران مهمان فيما يتعلق بهذا الجدول: أولاً، المتوسطات تخفي اختلافات كبيرة داخل البلد؛ فموقع ساحلي وموقع في الصحراء العالية على بعد 300 كيلومتر قد يختلفان بمقدار كبير في معدلات الطاقة الشمسية المتاحة (PSH). ثانياً، عمود “العائد” يمثل القيمة المثالية للطاقة الكهربائية المتولدة، لكنه لا يعكس الكمية الفعلية التي يمكن لنظام البطاريات تخزينها. عند حساب مدى استقلالية النظام عن الشبكة الكهربائية، يجب استخدام معدلات PSH للأشهر الشتوية وليس المتوسط السنوي. إذا لم تكن لديك بيانات خاصة بالموقع، فيمكنك استخدام أداة حساب عائد الطاقة الشمسية الخاصة بنا، والتي تأخذ في الاعتبار التخفيضات في كفاءة الألواح الشمسية التي يمكنك تحديدها بنفسك.

قواعد تركيب الألواح الشمسية التي تهم فعلاً:

• الاتجاه: يجب أن تكون الألواح مواجهة الجنوب بشكل مباشر في نصف الكرة الشمالي والشمال بشكل مباشر في نصف الكرة الجنوبي؛ أي خطأ في الاتجاه قدره 15 درجة قد يؤدي إلى انخفاض في كفاءة الألواح بنسبة بسيطة، بينما خطأ قدره 90 درجة (أي أن تكون الألواح مواجهة الشرق أو الغرب طوال اليوم) قد يؤدي إلى انخفاض كبير في الكفاءة.
• الميل: يجب أن يتطابق ميل الألواح مع خط عرض المنطقة المحلي؛ في الأجهزة الثابتة المتكاملة، يتم ضبط الميل مسبقًا، لذا تأكد من مطابقته مع خط عرض منطقتك قبل الشراء، لأن الألواح المصممة لميل معين قد لا تعمل بكفاءة عند ميل مختلف.
• فحص الظلال قبل بناء الأساس: قم بزيارة الموقع في الساعة 10 صباحًا والساعة 3 مساءً أقصر يوم في السنة؛ هذا الفحص السريع يمنع مشكلة شائعة وهي نمو الأشجار التي قد تحجب ضوء الشمس بعد خمس سنوات من تركيب الألواح. نشرح بالتفصيل كيف تؤثر الظلال على أداء الألواح الشمسية في القسم المخصص لذلك.

ما لا يغطيه هذا الصفحة:

هذا الصفحة تعرف ما هو معدل PSH وتوضح طريقة حساب حجم الألواح الشمسية المطلوبة، لكنها لا تتناول تأثير درجة حرارة الألواح على أدائها، ولا حساب مدى استقلالية النظام عن الشبكة الكهربائية، ولا نتائج برامج تصميم الإضاءة. للحصول على نماذج دقيقة للإضاءة واستقلالية النظام، يرجى استخدام خدمة محاكاة الإضاءة الخاصة بنا، أو أرسل لنا إحداثيات الموقع وسنقوم بإجراء الدراسات اللازمة معك.