المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2025-01-21 الأصل: موقع
تكتسب أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض شعبية كبيرة، خاصة بالنسبة لمشاريع الطاقة الشمسية واسعة النطاق، وذلك بسبب مرونتها وقابليتها للتوسع وإمكاناتها العالية الكفاءة. في هذه المقالة، سوف نستكشف الفوائد الرئيسية لأنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض، ونشارك نصائح التثبيت الأساسية، ونوفر بيانات واقعية لمساعدتك على فهم سبب تحولها إلى خيار مفضل لمشاريع الطاقة الشمسية التجارية والصناعية وعلى نطاق المرافق.
أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض عبارة عن تركيبات من الألواح الشمسية موضوعة على الأرض، وعادةً ما تستخدم هياكل داعمة مثل الرفوف أو الأعمدة أو الإطارات. يمكن تركيب هذه الأنظمة في المساحات المفتوحة أو الحقول أو على الأراضي التي قد لا تكون مناسبة لأنواع أخرى من البنية التحتية، مما يوفر تنوعًا أكبر من الألواح الشمسية المثبتة على الأسطح.
على عكس تركيبات الطاقة الشمسية على الأسطح، يمكن وضع الأنظمة المثبتة على الأرض بالزاوية والاتجاه الأمثل لتحقيق أقصى قدر من التعرض لأشعة الشمس، مما يجعلها ذات كفاءة عالية في تسخير الطاقة الشمسية. ويمكن أيضًا تجهيز هذه الأنظمة بأجهزة تتبع، مما يزيد من إمكانات إنتاج الطاقة.
إحدى المزايا الأساسية لأنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض هي قدرتها على تعظيم إنتاج الطاقة الشمسية. على عكس الأنظمة المثبتة على السقف، والتي تقتصر على هيكل واتجاه السقف، يمكن تركيب الأنظمة المثبتة على الأرض في مواقع مثالية مع التعرض الأمثل لأشعة الشمس.
أنظمة التتبع : يمكن للأنظمة المثبتة على الأرض أن تشتمل على أجهزة تتبع أحادية أو ثنائية المحور تعمل على ضبط زاوية الألواح طوال اليوم لتتبع مسار الشمس، مما يزيد من التقاط الطاقة بنسبة تصل إلى 25-35% ، وفقًا لدراسة أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)..
مثال : في مجمع Tengger Desert Solar Park (الصين)، وهو أحد أكبر مزارع الطاقة الشمسية في العالم، تنتج الأنظمة المثبتة على الأرض المزودة بتكنولوجيا التتبع أكثر من 1500 ميجاوات ، مما يدل على إمكانية إنتاج الطاقة العالية للمنشآت الأرضية.
تتميز الأنظمة المثبتة على الأرض بأنها قابلة للتطوير بشكل كبير، مما يجعلها مثالية لمشاريع الطاقة الشمسية التجارية والصناعية واسعة النطاق. سواء كنت تخطط لمزرعة طاقة شمسية على نطاق المرافق أو مشروع طاقة شمسية مجتمعي، يمكن تصميم أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض لاستيعاب آلاف الألواح.
حالة من العالم الحقيقي : تستخدم محطة كوبر ماونتن للطاقة الشمسية في ولاية نيفادا بالولايات المتحدة الأمريكية تصميمًا مثبتًا على الأرض لتوليد 802 ميجاوات من الطاقة، مما يوفر الكهرباء لأكثر من 250 ألف منزل.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن توسيع الأنظمة المثبتة على الأرض بسهولة عن طريق إضافة المزيد من اللوحات أو ضبط الإعداد، مما يوفر مرونة طويلة المدى.
عادةً ما تكون الأنظمة المثبتة على الأرض أسهل في الصيانة والإصلاح مقارنة بالأنظمة المثبتة على الأسطح. يتمتع الفنيون بإمكانية الوصول المباشر إلى الألواح دون التعرض لخطر العمل على سطح مائل أو مرتفع. وهذا يقلل من تكاليف الصيانة ويضمن أوقات استجابة أسرع للإصلاحات.
الحقيقة : ذكرت شركة Solar Power World أن مزارع الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض تميل إلى انخفاض تكاليف الصيانة بسبب وجود عدد أقل من العوائق، مثل عيوب السقف أو مشكلات إمكانية الوصول.
بالنسبة للمباني السكنية والتجارية ذات الأنظمة المثبتة على السقف، فإن المخاوف بشأن تلف السقف أو التسريبات أو السلامة الهيكلية شائعة. تعمل أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض على التخلص من هذه المخاطر من خلال تركيبها بشكل منفصل عن هيكل المبنى.
الإحصائيات : وفقًا لدراسة أجرتها شركة EnergySage عام 2023 ، أبلغت المنازل التي تحتوي على أنظمة طاقة شمسية مثبتة على السطح عن زيادة في تكاليف الصيانة بنسبة 12% على مدار 10 سنوات مقارنة بتلك التي تحتوي على أنظمة مثبتة على الأرض بسبب احتمال تلف السقف والعوامل الجوية.
في حين أن أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض توفر العديد من المزايا، إلا أن التثبيت المناسب أمر ضروري لضمان أقصى قدر من الكفاءة وطول العمر. فيما يلي بعض نصائح التثبيت التي يجب أن يأخذها الخبراء في الاعتبار:
الخطوة الأولى في تركيب النظام الشمسي المثبت على الأرض هي اختيار الموقع المناسب. من الناحية المثالية، يجب أن يحتوي الموقع على:
الحد الأدنى من التظليل : التأكد من عدم وجود أشجار أو مباني تحجب ضوء الشمس.
التربة المستقرة : يجب أن تكون الأرض مستقرة بدرجة كافية لدعم الهياكل المتصاعدة ومنع تحركها.
إمكانية الوصول : اختر موقعًا يسهل على فرق التركيب والصيانة الوصول إليه.
مثال : تم بناء محطة Gemasolar الحرارية الشمسية في إسبانيا، وهي محطة حرارية شمسية مثبتة على الأرض، في الصحراء، حيث يوجد وفرة من ضوء الشمس وقليل من النباتات التي تمنع التعرض لأشعة الشمس.
غالبًا ما تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض تحضيرًا أكثر من الأنظمة المثبتة على السقف، بما في ذلك تسوية الأرض والتأكد من قدرتها على دعم وزن الألواح الشمسية وهياكل التركيب.
نصيحة : قم بإجراء اختبارات التربة لتحديد أفضل نوع لنظام التثبيت (على سبيل المثال، حوامل الأعمدة، أو البراغي الأرضية، أو أنظمة الصابورة).
الحقيقة : وفقًا لشركة Solar Power International (SPI) ، يمكن أن تتراوح تكاليف إعداد الموقع للأنظمة المثبتة على الأرض من 0.20 دولارًا أمريكيًا إلى 0.40 دولارًا أمريكيًا لكل واط ، اعتمادًا على ظروف التربة ونوع التركيب.
يلعب نوع نظام التثبيت دورًا حاسمًا في أداء ومتانة النظام المثبت على الأرض. تتضمن خيارات التثبيت الشائعة ما يلي:
حوامل ثابتة : تبقى الألواح بزاوية ثابتة. مثالية للمنشآت الصغيرة والتضاريس المسطحة.
أجهزة التتبع أحادية المحور : تتبع الألواح حركة الشمس طوال اليوم. الأفضل للمناطق ذات الإمكانات الشمسية العالية.
أجهزة التتبع ثنائية المحور : أنظمة تتبع أكثر تقدمًا تعمل على ضبط ميل اللوحات واتجاهها.
نصيحة : إذا كان موقعك في منطقة ذات زوايا مختلفة للشمس، فيمكن لأجهزة التتبع أحادية أو ثنائية المحور أن تعزز أداء نظامك بشكل كبير.
تأكد من تركيب الألواح بزاوية الميل المثالية لتحقيق أقصى قدر من التعرض لأشعة الشمس. تختلف هذه الزاوية حسب الموقع الجغرافي ولكنها تتراوح عادة بين 20 درجة و 40 درجة . التوجه الصحيح هو المفتاح أيضًا:
أفضل الممارسات : يجب أن تواجه الألواح الجنوب الحقيقي في نصف الكرة الشمالي والشمال الحقيقي في نصف الكرة الجنوبي للحصول على الأداء الأمثل.
مثال : تستخدم محطة Kurnool Ultra Mega Solar Park في الهند (واحدة من أكبر مزارع الطاقة الشمسية) نظامًا مثبتًا على الأرض مزودًا بأجهزة تتبع أحادية المحور تعمل على تحسين زاوية الميل على مدار اليوم، مما يؤدي إلى تحسين إنتاج الطاقة بشكل كبير.
يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض، وخاصة تلك التي تستخدم ممارسات مستدامة ومواد متجددة، أن تساهم في الحفاظ على البيئة.
استخدام المواد القابلة لإعادة التدوير : العديد من أنظمة الأرفف المثبتة على الأرض مصنوعة من الألومنيوم أو الفولاذ أو غيرها من المواد القابلة لإعادة التدوير، مما يقلل من النفايات.
الأنظمة الزراعية الكهروضوئية : يعد الجمع بين الطاقة الشمسية والزراعة (Agri-PV) اتجاهًا ناشئًا يعمل على زيادة استخدام الأراضي إلى الحد الأقصى مع دعم إنتاج الغذاء. على سبيل المثال، أظهر مشروع الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الصين أن المحاصيل يمكن زراعتها تحت الألواح الشمسية، مما يخلق مكسبا للجانبين لكل من الطاقة الشمسية والأمن الغذائي.
أثبتت أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض أنها حل موثوق وقابل للتطوير لإنتاج الطاقة الشمسية على نطاق واسع. إن قدرتها على تحقيق أقصى قدر من كفاءة الطاقة، وتقليل تكاليف الصيانة، وتجنب الأضرار المحتملة لهياكل الأسطح تجعلها خيارًا مثاليًا لمشاريع الطاقة الشمسية التجارية والصناعية وعلى نطاق المرافق.
مع استمرار تطور التكنولوجيا المتعلقة بأنظمة تركيب الطاقة الشمسية، نتوقع رؤية المزيد من الابتكارات، مثل أنظمة التتبع المتقدمة، وزيادة استخدام المواد المستدامة، وتكامل حلول تخزين الطاقة. ستظل أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض عنصرًا أساسيًا في التحول العالمي إلى الطاقة المتجددة.
