خَيارُ الطاقة الشمسية بالأرقام المحلية

هناك أكثر من وسيلة لاستغلال الطاقة الشمسية، سنتحدث في هذا المقال عن أهمية التحول إلى استثمار الطاقة الشمسية بالشكل الكهربائي بواسطة الخلايا الشمسية معرفين القارئ بمكونات نظام استثمار هذه الطاقة. 

الأمن الطاقي

نشير أولاً إلى أهمية حصول المستهلك أو المؤسسة الاقتصادية على حاجتها من الطاقة بصورة مضمونة ومنتظمة، لاسيما في الظروف التي يعاني منها الوطن حالياً.

إن نظم الطاقة الشمسية المنزلية وعلى مستوى مؤسسة اقتصادية تشكل حلاً مثالياً فلن يؤدي تفجير إرهابي واحد إلى انقطاع التيار الكهربائي عن مدينة بكاملها. 

بلغة الأرقام يسقط في بلادنا مقدار عالي من الطاقة الشمسية 1000 واط على المتر المربع (أثناء النهار) إضافة لذلك فإن أيام السطوع الشمسي عالية جداً بحدود 330 يوم في السنة، للمقارنة مع ألمانيا وهي الدولة الأكثر استخداماً للطاقة الشمسية فإن معدل الطاقة الساقطة 600 واط تقريباً وعدد الأيام المشمسة 65.

الخلية الشمسية

يطلق عليها أحياناً بـ «الخلية الضوئية» أو «الخلية الكهروضوئية» هي عبارة عن «عنصر إلكتروني» مادة نصف ناقلة قادرة على امتصاص طيف من أشعة الشمس وتحويلها إلى تيار كهربائي مستمر (DC)، يوجد عدة أنواع للخلايا لكننا سنتحدث فقط عن الخلية المكونة من السليكون (Si)الذي يستخرج من الرمل النقي لكونها واسعة الانتشار ورخيصة الثمن. 

مردود الخلية

نسبة كمية الطاقة المتحولة من شكلها الضوئي إلى طاقة كهربائية، تتراوح هذه القيمة من 14 %إلى 18 % وكقيمة وسطية سنعتبرها 15 % أي أن لوح من الخلايا مساحته 1 متر مربع سوف يمنحنا 150 واط من الطاقة الكهربائية، وذلك في درجة الحرارة 25.

العامل الحراري

ينخفض مردود الخلية مع زيادة درجة الحرارة وفي الدرجة 45 مئوية ينخفض المردود حوالي 10% عن القيمة النظرية، ويزداد المردود بانخفاض الحرارة.  وهذا ما يجعل من جبالنا الداخلية مثالية لاستثمار الطاقة الشمسية.

سعر الواط الواحد

تثمن الخلية بما تقدمه من طاقة أثناء سقوط الشمس بمعدل 1000 واط على المتر المربع (ولحسن الحظ فإن هذا الرقم هو معدل الطاقة الشمسية في بلادنا مما يسهل إجراء الحسابات) في سنة 1977 كان سعر الواط 76 $ ويعد دخول الصين على خط الإنتاج في 2006 أصبح 7$ وأصبح الآن 0.3 $.

الشاحن

تحتاج عملية تزويد البطاريات بالتيار المولد عن الخلايا إلى عملية تنظيم بسيطة وهذا هو دور الشاحن.

المدخرات (البطاريات)

تخزن الطاقة المقتنصة نهاراً، ببطاريات مشابهة لبطارية السيارة ذات سعة كافية لتخزين الطاقة الناتجة من الألواح خلال فترة الإشعاع الشمسي. مثلاً من أجل مساحة 10 متر مربع من اللواقط ولفترة إشعاع مدتها 6 ساعات فإننا نحتاج إلى 8 بطاريات بسعة 100 أمبير 

الانفرتير

محول جهد من مستمر إلى 220 فولت: لكي نتمكن من استخدام الأجهزة الكهربائية المتوفرة في المنزل يتم تحويل جهد البطارية المستمر إلى جهد متناوب 220 بواسطة هذا المحول.

ملاحقة قرص الشمس: تتلقى اللواقط طاقة عظمى من الشمس عندما تكون الأشعة الشمسية عمودية على سطح اللاقط وتنخفض هذه الطاقة تدريجياً مع ميلان الأشعة، لذلك من المفيد تدوير اللاقط لتكون الأشعة عمودية على سطح اللاقط وبالمحصلة سنربح حوالي 20%. عن اللاقط الثابت.

كفاءة استخدام الطاقة

يقصد من ذلك الاستفادة القصوى من الطاقة المستهلكة من أجل هدف ما: مثلاً للإنارة استخدام اللدات ذات المردود المثالي تقريباً 95% (نقصد بالمردود هنا كمية الطاقة الكهربائية المستهلكة والتي تتحول إلى إشعاع مرئي، بقية الطاقة تضيع على شكل حرارة مما يسبب رفع درجة حرارة المكان)، بدلاً من اللمبة العادية ذات المردود 20% أو حتى ما يعرف بلمبات التوفير ذات المردود 70%. إضافة إلى تأمين عزل جيد للبناء مما يحد من كمية الطاقة المستهلكة للتكييف صيفاً أو التدفئة شتاءً.

 الكلفة التقديرية

يحتاج منزل متوسط إلى 1500 واط تقريباً وبالتالي إلى 10 متر مربع من اللواقط وبكلفة نهائية تقريبية تقدر ب: 2000 $ أو مليون ليرة سورية تقريباً (متضمنة اللواقط والبطاريات ومحول الجهد. الخ)، وغني عن القول أن هذا الرقم خارج إمكانيات الشريحة الكبيرة من الشعب.

المبادرة تبدأ من الدولة

في عام 2011 كان الدعم الحكومي للكهرباء يقدر بـ 200 مليار ليرة سورية أي 2 مليار دولار بسعر الصرف في ذلك العام، وهذا ما يكفي لتحويل مليون منزل إلى الطاقة الشمسية.

لنعلم المواطن صيد السمك

لتشجيع المواطن على المبادرة على التحول إلى الطاقة الشمسية لابد من تقديم قروض ميسرة من قبل الدولة وهذه القروض سوف تقدم لمرة واحدة، بينما الدعم الحكومي للكهرباء يحصل دورياً.

استطراداً للمثل السابق يجب أن نشتري السمك من المواطن ونقصد هنا شراء الطاقة الكهربائية من المواطن لاسيما في فترات الإشعاع الشمسي الأعظمي والنهار الطويل حيث يتوفر فائض من الطاقة.

فرص عمل جديدة

إن التحول إلى هذه الطاقة لا يعني بالضرورة استيراد المستلزمات كلها من لواقط وبطاريات ومحولات جهد ..الخ بل يمكن تحويل الكثير من التقنيات إلى داخل البلد مثل: صناعة البطاريات ومحولات الجهد والإطارات المعدنية الحاملة للواقط...الح وننصح هنا بعدم الدخول في تقنية تصنيع الخلايا إذ أن الصين تقدم المطلوب وبأسعار مقبولة ، إنما يمكن شراء شرائح اللواقط نصف مصنعة ومن ثم متابعة عملية تصنيع الألواح ، عمليات قص وتثبيت ثم تثبيت على الإطار المناسب ...الخ وهذا بالمناسبة ما تقوم به الشركات الغربية.

محطات ضخمة

تتوفر في بلادنا مقومات نجاح نظم الطاقة الشمسية الضخمة: مساحات شاسعة جرداء ومرتفعة فلا يتشكل فيها الضباب نهاراً، وباردة فتحافظ اللواقط على مردود عالي، فترات تشمس عالية، جو صاف خال من الغبار، الذي يسبب تساقطه على الألواح انخفاض المردود بشكل كبير، مثل جبال القلمون.

لا بد من التوجه إلى هذا النوع من الطاقة النظيفة ولا يجوز مقارنتها مع الطاقة الأحفورية لأن النفط والغاز آيلان إلى النضوب إضافة لما يسسببانه من تراكم للغازات الدفيئة البالغة الخطورة على مستقبل الأرض.

إن نجاح الانتقال إلى الطاقة الشمسية يتوقف فقط على الإرادة والتصميم عندئذ سنكون قادرين على حل كل المسائل البسيطة التي ستواجهنا كلها، لا بل على خلق حلول مثالية تناسب بيئة بلادنا.