زاوايا ميل الألواح الشمسية

حساب زاوايا ميل الألواح الشمسية المثلي امر ذو اهمية متوسطة نسبيا عند تنفيذ النظام الشمسي, حيث يجب معرفة الزاوية المثلي للتنفيذ كخلفية لأفضل انتاجية للألواح, و لكن يلاحظ عدم اهمية الألتزام الصارم بهذه الزوايا كما لو كانت مقدسة, خاصة كلما اقتربنا من خط الأستواء كما هو الحال في الدول العربية. حيث ان توليد الألواح عندنا يتأثر بمقدار 2.5% فقط لكل انحراف deviation فدره 10 درجات عن الزاوية المثلي, فنجد مثلا زاوية التركيب المثلي في مدنية القاهرة :
26 درجة و تعطي توليد لكل كيلو وات الواح قدره 1560 كيلو وات علي مدار العام
اما لو تم التنفيذ علي زاوية 6 درجات و هي افضل زاوية للتوليد الصيفي يكون التوليد 1490 كيلو وات في العام بانخفاض اجمالي قدره 6% فقط, مع ملاحظة ارتفاع التوليد في الصيف بنسبة 4% و انخفاض في الشتاء قدره 10%
اما لو تم التنفيد علي زاوية 45 درجة و هي افضل زاوية للتوليد الشتوي يكون التوليد الجمالي 1480 كيلو اوت في العام بارتقاع 5% شتاء و انخفاض 11% صيفا
الخلاصة الألتزام الدقيق بزوايا الميل ليس بالأهمية الكبيرة التي يتصورها البعض , و يجب الخذ في الأعتبار محددات الموقع و ظروف التصميم و عمل التصميم يحقق التوازن بين التوليد و عناصر اخري مثل مقاومة الرياح و تحقيق العنصر الجمالي لو كان التنقيذ مثلا علي سطح مبني.
فمن الغباء الشديد مثلا تنفيذ مظلة فوق سطح مبني علي زاوية 45 درجة مثلا لتحقيق افضل توليد شتوي, لأن ذلك سوق تودي الي تكاليف كبيرة في هيكل التثبيت لتحمل الرياح, لمجرد الحصول علي توليد 5% اضافية في الشتاء بالمقارنة لو تم التنقيذ علي زاوية 26 درجة
[xyz-ips snippet=”angles”]

حساب افضل زوايا ميل الألواح الشمسية علي مدار العام

في حال النظام المتصل بالشبكة يتم حساب احسن زاوية لتركيب الخلايا لحصول علي اكبر انتاجية علي مدار العام طبقأ للمعادلات الأتية:

• إذا كان الموقع يقع بين خط الأستواء و خط عرض اقل من 25 يتم استخدام المعادلة التالية:
  احسن زاوايا ميل الألواح الشمسية = (خط العرض * 0.84) +1
  مثال: تقع مدينة جدة علي خط عرض 21
  احسن زاوية للألواح علي مدار العام في مدينة جدة = (21* 0.84) + 1= 19 درجة
• اما إذا كان الموقع يقع بين خط عرض 25 و 50، يتم استخدام المعادلة التالية:
  احسن زاوايا ميل الألواح الشمسية = (خط العرض * 0.76) +3
• اما إذا كان الموقع يقع علي خط عرض اكبر من 50، فيتم استخدام المعادلة التالية:
  الخلايا درجة لتوجيه الخلايا = (خط العرض * 0.66) + 30

حساب احسن زاوايا في الشتاء

في حال النظام المستقل عن الشبكة يتم حساب احسن زاوية لتركيب الخلايا لحصول علي افضل انتاجية شتوية طبقأ للمعادلات الأتية:

• إذا كان الموقع يقع بين خط الأستواء و خط عرض اقل من 25 يتم استخدام المعادلة التالية:
  افضل درجة لتوجيه الخلايا = خط العرض +16
• اما إذا كان الموقع يقع بين خط عرض 25 و 50، يتم استخدام المعادلة التالية:
  افضل درجة لتوجيه الخلايا = (خط العرض * 0.88) +19
  مثال: تقع مدينة القاهرة علي خط عرض 30
  افضل زاوية للخلايا في الشتاء لمدينة القاهرة = (30* 0.88) + 19 = 45 درجة
• اما إذا كان الموقع يقع علي خط عرض اكبر من 50، فيتم استخدام المعادلة التالية:
  افضل درجة لتوجيه الخلايا = خط العرض * 0.82

حساب احسن زاوايا للخلايا في الصيف

في حال النظام المستقل عن الشبكة يتم حساب زاوايا ميل الألواح الشمسية بهدف الحصول علي اكبر انتاجية في الصيف طبقأ للمعادلات الأتية:

• إذا كان الموقع يقع بين خط الأستواء و خط عرض اقل من 25 يتم استخدام المعادلة التالية:
  افضل درجة لتوجيه الخلايا = (خط العرض * 0.05) +1
• اما إذا كان الموقع يقع بين خط عرض 25 و 50، يتم استخدام المعادلة التالية:
  افضل درجة لتوجيه الألواح = (خط العرض * 0.93) -21
• اما إذا كان الموقع يقع علي خط عرض اكبر من 50، فيتم استخدام المعادلة التالية:
  افضل درجة لتوجيه الألواح = خط العرض – 24.5
  مثال: تقع مدينة هامبورج علي خط عرض 53
  افضل زاوية للخلايا في مدينة هامبورج = 53.5- 24.5 = 29 درجة

اسئلة شائعة عن توجيه و ميل الخلايا

في النصف الشمالي من الكرة الأرضية يتم توجيه الخلايا نحو الجنوب, اما في النصف الجنوبي فيتم التوجيه نحو الشمال!
دائما ما يحدث بين بالمبتدئين في المجال نقاش و جدل حول سبب التوجيه نحو الجنوب و ليس نحو الشرق او الغرب او خلافه

كلما اقتربنا من خط الأستواء سوف نجد ان زاوية سطوع الشمس اكبر و هذا بدوره يؤدي الي زوايا اقل للخلايا

لقد اثبتت التجارب ان تركيب نظام شمسي ثابت اكثر اقتصادي في الغالبية العظمي من الحالات. لأن النظام المتحرك غالي في تكلفة تركيبه و صيانته و يحتاج الي متابعة دائمة. و في نهاية المطاف انتاجية الألواح تزيد بنسبة لأ تزيد عن 10-15% فقط, و لذلك نجد دائما في المشاريع التجارية الكبري يتم دائما اللجوء الي النظام الثابت

يتم ذلك في النظم المنفصلة عن شبكة الكهرباء Off Grid التي تتطلب كفائة عالية للنظام الشمسي اثناء الشتاء مثل:

5- انظمة اضائة الشوارع التي تحتاج الي كهرباء في الشتاء اكثر من الصيف نتيجة طول فترة الليل في الشتاء بالأضافة الي قلة انتاجية الخلايا في هذا الموسم

6- انظمة التدفئة في المزارع حمامات السباحة و لنفس السبب السابق

7- البيوت و الأستخدامات التي لأ تحتوي علي احمال صيفية اضافية

8- في حالأت المضخات الشمسية لمشاريع مياه الشرب التي تحتاج الي ضخ نفس كميات المياه صيفا و شتاء

يتم ذلك في النظمة المنفصلة عن الشبكة في الحالأت التي تتطلب كفائة عالية للنظام الشمسي اثناء الصيف مع وجود وفرة كهرباء في الشتاء مثل:

• • الأنظمة الشمسية في المصايف التي تحتاج الي كهرباء في الصيف مع قلة الأستخدام اثناء الشتاء
  • البيوت الأستخدامات التي تحتاج الي تكييفات اثناء الصيف، و الجدير هنا ان نذكر ان معظم البيوت و الأستخدامات الي تحتوي علي غرف تحتاج الي تكييفات في النطقة العربية تندرج تحت هذا البند, و من التجربة العملية في تصميم انظمة شمسية للبيوت نجد في غالبية عظمي من هذه التصميمات الحمل الصيفي اكبر بكثير من الحمل الشتوي , و في هذه الحالات يتم عمل زاوية ميل للألواح تتفق مع اكبر انتاجية صيفية، و من الأخطاء الشائعة لدي المشتغلين في مجال الطاقة الشمسية فعدم مراعاة هذه النقطة و الأكتفاء بتوجيه الألواح بناء علي اكبر انتاجية سنوية

• • • في الأنظمة المتصلة بالشبكة On Grid التي تعتبر مشاريع استثمارية الغرض منها تحقيق اعلي انتاجية بصرف النظر عن الأستخدام الذاتي للمستثمر.
    • في الأنظمة الهجينية Hybrid حيث يوجد مصدر بديل للكهرباء, و في هذه الحالة يجب الحصول علي افضل انتاجية للألواح بصرف النظر عن عدم اتزان الأستهلأك مع الأنتاج خلأل فصول السنة لأن المصدر البديل سوف يحقق التوازن المطلوب