بصفتنا متخصصين في مجال الطاقة المتجددة، فإن أحد الأسئلة الأكثر شيوعاً التي نسمعها من أصحاب المنازل أو الشركات التي تفكر في تركيب الطاقة الشمسية الكهروضوئية هو “هل الطاقة الشمسية موثوقة؟ – خاصة هنا في المملكة المتحدة، حيث قد يبدو اليوم المشمس نادراً في بعض الأحيان.
حسنًا، الإجابة المختصرة هي نعم. بفضل الابتكارات في تصميم الألواح الشمسية والتكنولوجيا التي تقوم عليها، أصبحت الطاقة الشمسية خيارًا أكثر واقعية للمناخات المعتدلة مثل المملكة المتحدة مما كانت عليه قبل عشر أو عشرين عامًا. ولكن، مع استمرار الخرافات حول عدم ملاءمة الطاقة الشمسية، من الجيد فهم التفاصيل، وتحديد ما تعنيه الموثوقية حقًا، واستكشاف حالات الاستخدام التي يمكن أن تعالجها الطاقة الشمسية الكهروضوئية بفعالية في المملكة المتحدة.
تم تصميم هذا الدليل لتزويدك بفهم أفضل للموثوقية والمتانة التي يمكنك توقعها من تركيب الألواح الشمسية الحديثة، والطرق التي يمكنك من خلالها زيادة تأثير استثمارك في الطاقة الشمسية. في هذه القراءة التي تستغرق 10 دقائق، سنلقي نظرة على الأسئلة الرئيسية، بما في ذلك:
- ما الذي يجعل مصدر الطاقة موثوقاً؟
- هل يمكن الاعتماد على الألواح الشمسية في الظروف الجوية المعتادة في المملكة المتحدة؟
- ما مدى موثوقية الطاقة الشمسية في الليل أو خلال فترات الإضاءة المنخفضة؟
- كيف يمكن لتخزين البطاريات تعزيز موثوقية الطاقة الشمسية؟
- ما هو العمر المتوقع لأنظمة الألواح الشمسية؟
- ما هي الخرافات الشائعة حول موثوقية الطاقة الشمسية والحقائق؟
- متى قد لا تكون الألواح الشمسية هي الخيار الأفضل؟
ما الذي يجعل مصدر الطاقة موثوقاً؟
قبل الخوض في التفاصيل، دعونا نحدد معنى “الموثوقية” من حيث انطباقها على مصدر الطاقة. بشكل عام، الموثوقية هي مزيج من أربعة عوامل:
- التوفر: هل مصدر الطاقة موجود عندما تحتاج إليه؟
- الاتساق: هل توفر إمدادات ثابتة ومتواصلة من الطاقة دون انقطاع؟
- الكفاية: هل إجمالي الطاقة الناتجة كافٍ لاحتياجاتك؟
- قابلية التوسع: هل يمكن لمصدر الطاقة تلبية الطلبات المستقبلية؟
تُعتبر مصادر الطاقة التقليدية (الفحم والنفط والغاز والنووي)، التي كانت العمود الفقري لإمدادات الطاقة لدينا لعقود، موثوقة بشكل عام من حيث أنها تفي بكل من هذه المعايير الأربعة بشكل جيد. ومع ذلك، فهي تأتي مع مجموعة من المشاكل الخاصة بها، والتي تؤثر على مدى موثوقيتها على المدى الطويل.
فالوقود الأحفوري (الفحم والغاز والنفط) محدود، وعملية استخراجه مكلفة ومضرة بالبيئة بشكل متزايد. كما يمكن أن تؤثر الأحداث الجيوسياسية بشكل كبير على أسعار التداول، مما يجعل تكاليف الطاقة غير قابلة للتنبؤ. كما يمكن أن يكون النموذج المركزي لمحطات الطاقة الكبيرة (بما في ذلك الطاقة النووية) عرضة لانقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع.
أما الطاقة الشمسية، من ناحية أخرى، فتوفر موثوقية مختلفة:
- توفر الشمس مصدرًا غير محدود للطاقة بشكل أساسي.
- يختلف توليد الطاقة الشمسية باختلاف دورات النهار/الليل والطقس. ومع ذلك، يمكن التنبؤ بهذا التقطع إلى حد ما.
- يمكن توزيع منشآت الطاقة الشمسية على نطاق واسع ووضعها بالقرب من نقطة الحاجة، مما يقلل من الاعتماد على نقطة فشل واحدة.
لذا، في حين أن إنتاج الألواح الشمسية ليس ثابتًا بنفس الطريقة التي تعمل بها محطة توليد الطاقة الغازية، إلا أن التكنولوجيا الحديثة وتصميم النظام جعل منها خيارًا يمكن الاعتماد عليه بدرجة كبيرة – مع تأثير بيئي أقل بكثير من الطرق التقليدية لتوليد الطاقة.
هل كنت تعلم؟
تقدم شركة JLM تدقيقاً مجانياً للطاقة عن بُعد، حيث يمكننا تقديم المشورة بشأن أنواع الألواح والتقنيات والتنسيب وتصميم النظام. احجز موعدك هنا.
هل يمكن الاعتماد على الألواح الشمسية في الظروف الجوية المعتادة في المملكة المتحدة؟
من المعتقدات الخاطئة الشائعة أن المملكة المتحدة ليست مشمسة بما فيه الكفاية لكي تكون الألواح الشمسية جديرة بالاهتمام. في الواقع، فإن إجمالي ساعات ضوء الشمس مماثل لتلك الموجودة في ألمانيا، وهي بالفعل رائدة عالميًا في اعتماد الطاقة الشمسية. وبالطبع، سيكون العائد دائماً أعلى في الصيف مقابل الشتاء، ولكن يمكن أخذ ذلك في الاعتبار عند تصميم النظام. الرقم الرئيسي هو العائد السنوي، وهو كبير بما فيه الكفاية في المملكة المتحدة لجعل الطاقة الشمسية خياراً قابلاً للتطبيق.
العامل الأساسي الذي يجب تذكره هو أن ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) تعمل على الضوء، وليس بالضرورة على ضوء الشمس المباشر. فحتى في الأيام الملبدة بالغيوم، لا تزال كميات كبيرة من الضوء تخترق السحب، لذلك في حين أن الإنتاج سيكون أقل مما هو عليه في يوم مشمس ساطع، فإن التوليد لا يتوقف. وقد ركّزت تكنولوجيا الألواح الشمسية الحديثة على تحسين فعالية الألواح في التقاط هذا الضوء المنتشر أو المتناثر.
ميزة أخرى تتمتع بها المملكة المتحدة هي درجات الحرارة الأكثر برودة – نعم، لقد قرأت ذلك بشكل صحيح. فمعظم الألواح الشمسية تعمل بكفاءة أكبر في درجات الحرارة الأكثر برودة – فالحرارة الزائدة يمكن أن تقلل من إنتاجها. لذا، في حين أن الناتج الإجمالي للنظام الشمسي قد يكون أقل في المملكة المتحدة مقارنةً بالشرق الأوسط على سبيل المثال، فإن الكفاءة المتزايدة التي تعمل بها الألواح الشمسية تعني أن الفجوة ليست كبيرة كما قد تتخيل.
هل كنت تعلم؟
يمكن أن تختلف الكفاءة بشكل كبير بين الأنواع المختلفة من الألواح الشمسية والتقنيات المختلفة المستخدمة. للحصول على الصورة الكاملة، اقرأ دليلنا لكفاءة الألواح الشمسية .
ما مدى موثوقية الطاقة الشمسية في الليل أو خلال فترات الإضاءة المنخفضة؟
لا يمكن الالتفاف على حقيقة أن الألواح الشمسية لا تولد الكهرباء إذا لم يكن هناك ضوء! وهنا يأتي دور تصميم النظام والتقنيات التكميلية، حيث تلعب ثلاث طرق رئيسية تعالج بها أنظمة الطاقة الشمسية مشكلة نقص التوليد أثناء الليل أو في ظروف الإضاءة المنخفضة:
| نوع النظام | كيف يعمل | هل يمكن الاعتماد عليه؟ |
| التوصيل بالشبكة (الأنظمة المرتبطة بالشبكة) |
خلال النهار، تستخدم الطاقة الشمسية التي تولدها. إذا كنت تنتج أكثر مما تحتاج، فيمكنك تصديرها إلى الشبكة. عندما لا تنتج الألواح الشمسية الطاقة، فإنك تسحب الكهرباء تلقائياً من الشبكة كالمعتاد. |
موثوقة للغاية، حيث أن لديك الشبكة كنسخة احتياطية بنسبة 100%. حالياً، وهو الإعداد الأكثر شيوعاً في المملكة المتحدة للمنازل والشركات. |
| تخزين البطاريات (الأنظمة الهجينة أو خارج الشبكة) |
تقوم البطاريات الشمسية بتخزين الكهرباء الزائدة التي تولدها ألواحك خلال النهار. ويمكن بعد ذلك استخدامها في الليل، أو خلال ساعات ذروة الطلب (عندما تكون كهرباء الشبكة أكثر تكلفة)، أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي (إذا كان النظام مهيأً للطاقة الاحتياطية). |
موثوقة للغاية. توفر البطاريات استقلالية الطاقة وسد الفجوة عندما لا تولد الألواح الشمسية. أصبحت أكثر شيوعاً في المملكة المتحدة حيث أصبحت أنظمة تخزين البطاريات أكثر سهولة/اقتصادية. |
| أنظمة خارج الشبكة | هذه الأنظمة غير متصلة بالشبكة الوطنية. فهي تعتمد بالكامل على توليد الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات لتلبية جميع احتياجات الطاقة. | متفاوتة من حيث الموثوقية. يعتمد على حجم النظام – ضمان سعة كافية من الألواح لتوليد طاقة كافية وتخزين بطاريات كافية لتغطية فترات غياب الشمس. الأنظمة غير المتصلة بالشبكة بالكامل نادرة في المملكة المتحدة. |
كيف يمكن لتخزين البطاريات تعزيز موثوقية الطاقة الشمسية؟
تعمل أنظمة تخزين البطاريات على تحويل تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية من مصدر نهاري متقطع إلى مصدر ثابت يمكن التحكم فيه على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. من خلال إضافة نظام تخزين البطاريات إلى نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية الخاص بك، فإنك تطلق العنان للعديد من الفوائد التي تعزز الموثوقية بشكل مباشر:
- تعظيم الاستهلاك الذاتي: تقوم البطاريات بتخزين الطاقة الشمسية الفائضة لديك والتي كانت ستُصدَّر إلى الشبكة (غالباً مقابل سعر تعريفة تغذية أقل). يمكنك استخدام هذه الطاقة المخزنة المجانية خلال المساء أو الليل، مما يقلل من اعتمادك على طاقة الشبكة.
- توفير الكهرباء في أوقات الذروة: غالبًا ما تكون تعريفة الكهرباء أعلى خلال ساعات ذروة الطلب (على سبيل المثال، في وقت مبكر من المساء). باستخدام البطارية، يمكنك استخدام الطاقة الشمسية المخزنة لديك خلال هذه الأوقات، وتجنب رسوم الذروة الباهظة الثمن وخفض فواتيرك بشكل أكبر.
- تداول الشبكة: يسمح تشريع جديد للشركات في المملكة المتحدة بالاستفادة من التداول الذكي للشبكة مع أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات، وبيع الطاقة المخزنة مرة أخرى إلى الشبكة عندما يكون الطلب (وسعر الوحدة) مرتفعاً.
- الطاقة الاحتياطية: يمكن تهيئة بعض أنظمة البطاريات لتوفير طاقة احتياطية في حالة تعطل الشبكة، بحيث يمكن للمعدات أو البنية التحتية الأساسية الاستمرار في العمل دون تعطيل العمل كالمعتاد.
- تقليل التقطّع: يساعد نظام BESS على تخفيف التقلبات الملازمة لتوليد الطاقة الشمسية عن طريق تفريغ الطاقة المخزنة عندما ينخفض إنتاج اللوحة مؤقتًا، مما يضمن إمدادًا أكثر استقرارًا لممتلكاتك.
هل كنت تعلم؟
تقدم JLM أنظمة تخزين البطاريات المتطورة، والتي قد تكون مؤهلة للتمويل كجزء من تركيب الطاقة الشمسية الكهروضوئية بموجب اتفاقية شراء الطاقة، مما يتيح لك الاستفادة من المزايا المذكورة أعلاه دون نفقات رأسمالية مقدمة. اعرف المزيد هنا: أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات
ما هو العمر المتوقع لأنظمة الألواح الشمسية؟
الألواح الشمسية الحديثة قوية للغاية. فمعظم الشركات المصنعة من الفئة الأولى تقدم عمر افتراضي يتراوح بين 25 و30 عاماً، ويستمر العديد منها في توليد الكهرباء بعد هذه الفترة بفترة طويلة. عند مقارنة الألواح المتاحة، سترى عادةً نوعين من الضمان:
- ضمان المنتج (أو ضمان المواد): يغطي هذا الضمان العيوب في المواد والتصنيع، وعادةً ما يكون لمدة 10-15 سنة، مع بعض العلامات التجارية المتميزة التي تقدم ضماناً يصل إلى 25 سنة.
- ضمان الأداء (أو ضمان خرج الطاقة): يضمن هذا الضمان أن تحافظ الألواح على نسبة مئوية معينة من قدرتها الإنتاجية الأصلية بمرور الوقت. والمعيار الشائع هو ضمان ما لا يقل عن 80-85% من ناتج الطاقة الاسمي بعد 25 سنة.
صحيح أن ألواح الطاقة الشمسية تشهد انخفاضًا طفيفًا وتدريجيًا في الكفاءة على مدار عمرها الافتراضي (المعروف باسم التدهور). ومع ذلك، فإن معدل التدهور بالنسبة للألواح الحديثة منخفض للغاية، وعادةً ما يتراوح بين 0.5% إلى 0.8% سنويًا. وهذا يعني أنه حتى بعد مرور عقدين من الزمن، ستظل ألواحك تعمل بنسبة عالية من قدرتها الأولية.
تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية منخفضة الصيانة بشكل ملحوظ، وفي المملكة المتحدة، غالبًا ما يحافظ هطول الأمطار الطبيعية على نظافة الألواح بشكل كافٍ. وفي بعض الحالات (على سبيل المثال، في المناطق المتربة جداً أو بالقرب من الأشجار التي تكثر فيها فضلات الطيور)، قد يكون التنظيف من حين لآخر مفيداً للحفاظ على الأداء الأمثل، ولكنه ليس عادةً شرطاً متكرراً.
ما هي الخرافات الشائعة حول موثوقية الطاقة الشمسية والحقائق؟
لا تزال هناك العديد من الخرافات حول موثوقية الطاقة الشمسية، خاصةً فيما يتعلق بفعالية تركيب الألواح الشمسية في مناخ المملكة المتحدة الغائم والممطر في كثير من الأحيان. دعونا نكسر بعضاً منها بالحقائق الواضحة:
الخرافة: “الطاقة الشمسية لا تعمل في المملكة المتحدة لأنها ليست مشمسة بما فيه الكفاية.”
الواقع: ربما يكون هذا هو المفهوم الخاطئ الأكثر شيوعاً. فالمملكة المتحدة تستقبل ضوء النهار بوفرة على مدار العام لجعل الطاقة الشمسية مصدراً فعالاً وقابلاً للتطبيق للطاقة. وكما ذكرنا أعلاه، فإن الألواح الشمسية الحالية تتميز بكفاءة عالية في التقاط الضوء المنتشر، مما يعني أنها تستمر في التوليد حتى في الأيام الملبدة بالغيوم.
خرافة: “الطاقة الشمسية تعتمد على الطقس بشكل كبير بحيث لا يمكن الاعتماد عليها حقًا.”
الواقع: يختلف إنتاج الطاقة الشمسية باختلاف الطقس (أكثر في الأيام المشمسة وأقل في الأيام الغائمة)، ولكن هذا التباين يمكن التنبؤ به. ويستخدم مصممو أنظمة الطاقة الشمسية بيانات الطقس التاريخية والنمذجة المتطورة لتقدير إنتاج الطاقة السنوي لموقع معين بدقة. وكما رأينا، عندما يتم دمجها مع الشبكة أو نظام تخزين البطاريات، يتم التخلص من هذا التذبذب.
خرافة: “الألواح الشمسية لا تعمل إذا كان الجو غائمًا.”
الواقع: تعمل الألواح بالفعل في الأيام الملبدة بالغيوم، ولكن بإنتاج منخفض مقارنةً بالأيام الساطعة والصافية. حتى في الأيام الملبدة بالغيوم الشديدة، يمكن للألواح الشمسية عادةً أن تنتج 10-25% من قدرتها المقدرة. وعلى مدار العام، لا تزال الطاقة المولدة خلال هذه الظروف الأقل من المثالية تساهم بشكل كبير في توفير الطاقة بشكل عام.
الخرافة: “الألواح الشمسية هشة وتتطلب الكثير من الصيانة.”
الواقع: صُممت الألواح الشمسية لتتحمل الطقس القاسي مثل البَرَد والثلج والرياح العاتية، ولا تحتوي على أجزاء متحركة، مما يعني أن هناك القليل جداً مما يمكن أن يتعطل ميكانيكياً. أما الصيانة فهي في حدها الأدنى: التنظيف من حين لآخر (حتى أنها أقل مشكلة في المناخات الممطرة مثل المملكة المتحدة) وعمليات الفحص الدوري، كما هو الحال مع أي بنية تحتية.
خرافة: “لن يكون لديك طاقة في الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي باستخدام الطاقة الشمسية.”
الواقع: صحيح جزئياً. بالنسبة لأنظمة الطاقة الشمسية القياسية المربوطة بالشبكة (بدون بطاريات)، سيتم إيقاف تشغيل نظامك تلقائياً أثناء انقطاع التيار الكهربائي لأسباب تتعلق بالسلامة (لمنع إعادة إرسال الطاقة إلى الشبكة أثناء محاولة العمال إصلاحها). ومع ذلك، إذا كان لديك نظام طاقة شمسية مدمج مع نظام BESS (وتم تهيئته للطاقة الاحتياطية)، يمكنك الحفاظ على الطاقة للدوائر الأساسية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
اتخاذ قرار مستنير
لإلقاء نظرة متعمقة على الحقائق، وليس الخيال، المحيطة بالطاقة الشمسية الكهروضوئية وتطبيقاتها المنزلية والتجارية، اطلع على دليلنا الشامل: ألواح الطاقة الشمسية التجارية – كل ما تحتاج الشركات إلى معرفته
متى قد لا تكون الألواح الشمسية هي الخيار الأفضل؟
بصفتنا شركة رائدة متخصصة في حلول الطاقة المتجددة، فنحن بطبيعة الحال من كبار المدافعين عن الطاقة الشمسية. ولكننا مهندسون – ونحن ندرك أن الطاقة الشمسية الكهروضوئية ليست حلاً سحرياً. بطبيعة الحال، هناك حالات لا تكون فيها الطاقة الشمسية هي الخيار الأفضل، وننصح عملاءنا بالبحث عن مصادر طاقة بديلة. إليك بعض العوامل التي قد تعني أن الطاقة الشمسية ليست الخيار الصحيح لمنزلك أو عملك:
حتى مع أخذ النقاط المذكورة أعلاه في الاعتبار، تستمر وتيرة التطور في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية والتقنيات المرتبطة بها في التسارع. هذا يعني أنه مع ظهور أنواع جديدة من الخلايا والألواح الشمسية في السوق، إلى جانب الحلول التكميلية مثل تخزين البطاريات المحسّن، يمكننا تصميم أنظمة لحل المزيد والمزيد من حالات الاستخدام كل عام. وإذا كان العائق الوحيد أمامك هو مدى ملاءمة مساحة السقف لديك أو سلامته الهيكلية، فيمكننا المساعدة في تجديد السقف أو استبداله.
المفتاح هو التحدث إلى خبير لمعرفة ما هو ممكن. قد يكون مكان عملك أكثر ملاءمة لتوليد الطاقة الشمسية مما تعتقد. في JLM، لدينا خبرة واسعة في تصميم منشآت الطاقة الشمسية الكهروضوئية من جميع الأحجام، والتي تتغلب على التحديات اللوجستية أو الهيكلية أو تحديات الموقع لتقديم أنظمة عالية الكفاءة.
إذا كنت تتطلع إلى التحول إلى استخدام الطاقة الشمسية، فإن الخطوة الأولى المثالية هي حجز موعد للتدقيق المجاني عن بُعد، حيث سنراجع استخدامك الحالي للطاقة بالتفصيل ونقترح عليك الحل الأكثر فعالية من حيث التكلفة بناءً على المساحة المتاحة لديك وميزانيتك. يمكن أن يشمل ذلك النماذج التي لا تحتاج إلى تكلفة مقدمة، والتي تتيح لك تنفيذ الطاقة الشمسية دون نفقات رأسمالية. تواصل مع أحد خبرائنا الاستشاريين لحجز تدقيق مجاني للطاقة عن بُعد اليوم.
