بدايةً لابدّ من التذكير بأن أنظمة الطاقة الشمسية هي نظامٌ يعمل على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، وتتكون من الألواح الشمسية التي تحتوي على خلايا كهروضوئية تمتصُّ ضوء الشمس، وتولد كهرباء التيار المستمر، وعاكساً يحول كهرباء التيار المستمر إلى كهرباء تيارٍ متردد، ومقياس طاقةٍ يقيس الكهرباء المولدة، ويمكن استخدام الكهرباء الشمسية مباشرةً أو تخزينها في مدخراتٍ كهربائية لاستخدامها لاحقاً.

تحديات تشغيل المنشآت الصناعية على الطاقة الشمسية

نعم، إن أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية قادرة على تشغيل المنشآت الصناعية، وحتى تلك ذات الاستطاعات الكبيرة، لكن التحدي الأساسي في ذلك هو توفر مساحة كافية لتوضع ألواح الطاقة الشمسية، وكذلك حالة الطقس في البلد، وهنا نستطيع القول إن المنشآت الصناعية هي المكان المثالي لتركيب النظام الشمسي، إذ تعمل هذه الشركات عادةً في مصانع كبيرة ذات أسقف واسعة إلى حدٍّ ما، وهذه المساحات الواسعة والمسطحة مثالية لتركيب عددٍ كبيرٍ من الألواح الشمسية لتوليد المزيد من الكهرباء، ولا يعتبر سقف المصنع مكانًا جيدًا لتركيب الألواح الشمسية فحسب، بل إن مواقف السيارات والمركبات الأخرى التي يستخدمها عدد كبير من العمال وأسطح المستودعات هي أيضًا أماكن جيدة لتركيب الألواح الشمسية.

ما هي الخطوات الأساسية لاعتماد أنظمة الطاقة الشمسية في المنشآت الصناعية؟

1- تقييم الموقع

يتضمن ذلك تقييم إمكانات الموقع الشمسية، بما في ذلك كمية ضوء الشمس التي يتلقاها، واتجاه السقف أو الأرض، وأي مشاكل في التظليل.

2- تصميم النظام

يتضمن ذلك اختيار الألواح الشمسية، والعاكسات، والمعدات الأخرى المناسبة بناءً على إمكانات الطاقة الشمسية للموقع، واحتياجاته من الطاقة.

3- التثبيت

يتضمن تركيب الألواح الشمسية على السطح أو الأرض، وتوصيلها بالعاكسات، ودمجها في النظام الكهربائي.

4- المراقبة والصيانة

ويشمل ذلك مراقبة أداء النظام، وتوفير الصيانة الدورية للحفاظ على تشغيله بكفاءة.
بشكل عام، يتطلب تصميم وتركيب نظام الطاقة الشمسية في منشأة صناعية تخطيطًا وتنفيذًا دقيقًا لضمان أقصى قدرٍ من الكفاءة والفعالية من حيث التكلفة. ^[1]

ما هي ميزات تشغيل المنشآت الصناعية على الطاقة الشمسية؟

1- تقليل فاتورة الطاقة

عادةً ما تستخدم عملية التصنيع الكثير من الكهرباء، مما يجعل المنشآت الصناعية لاعباً ممتازاً في فريق الطاقة الشمسية، بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يقوم المصنعون بتشغيل أنظمة الطاقة الشمسية في المباني الكبيرة التي يتوفر بها الكثير من مساحات الأسطح. بمرور الوقت، ستوفر الطاقة الشمسية للمصنعين مبالغ كبيرة من تكاليف الكهرباء، ونوعاً من الأمان المستقبلي ضدَّ ارتفاع أسعار الطاقة، مما سيجعل الشركات المصنّعة أكثر قدرةً على المنافسة.

2- موثوقية عالية وصيانة منخفضة

تتطلب الألواح الشمسية القليل من الصيانة، فتصميمها البسيط يعني عدم وجود أخطاء تقريبًا، وتنظيف اللوحة كل عام يساعد في الحفاظ على الحدّ الأقصى من الإنتاج، ويكون نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية عالي الجودة لفترة إنتاجٍ احتياطية مضمونة تبلغ 25 عاما، ويولد 80 بالمئة من الكهرباء التي ينتجها اليوم بعد 25 عامًا. ومع ذلك، يقدر العمر الافتراضي للألواح الشمسية بأنه أطول بكثير، حوالي 40 عامًا.

3- أقل انقطاع للخدمة

على الرغم من أن الطاقة المتجددة تعتمد أيضًا على الطقس، إلا أنها أكثر استقرارًا، وأسهل في التوزيع من الوقود الأحفوري التقليدي، كما إن أنظمة الطاقة الحديثة تستطيع استجرار النقص في الطاقة الشمسية أثناء تقلبات الطقس من الشبكة العامة، وبحسب حاجتها دون أن يتمّ قطع الخدمة، حيث شكل دخول هذه الميزة في الخدمة استقراراً كبيراً في تشغيل المنشآت على أنظمة الطاقة الشمسية.

4- بيع الفائض من الطاقة الشمسية

تتيح الكثير من الدول للمنشآت التي تملك مجموعات توليد عاملة بالطاقة الشمسية ربط نظامها الشمسي مع شبكة المدينة، وذلك لشراء الكهرباء الفائضة عن حاجة المنشأة، وبالتالي الاستفادة المالية الجيدة للمنشأة من بيع الطاقة الفائضة أو في أوقات خمول المنشأة.

5- تحسين صورة الشركة

يمثل العثور على طرق جديدة لجذب العملاء تحديًا كبيرًا، خاصةً عندما تنفد الأفكار. ومع ذلك، مع زيادة عدد الأشخاص الذين يأملون في اتخاذ خيارات شراءٍ واعية، يمكن التحول إلى الطاقة المتجددة من الترويج للعمل على أنه صديقٌ للبيئة. ^[2]

نصائح الاستثمار الأمثل لنظام الطاقة في المنشآت

1- صيانة وتنظيف الألواح الشمسية

عندما يكون سطح اللوح الشمسي غير نظيف بسبب الغبار والأتربة، فذلك يعني أن امتصاص ضوء الشمس معرّض ليكون أقل، وهذا يتسبّب بخسارةٍ كبيرة في قدرة الألواح الشمسية على توليد الطاقة، لذا يجب التأكد من تنظيف الألواح الشمسية كل ستة أشهر، علماً بأن أفضل الأوقات للتنظيف هي أواخر الربيع والخريف. أما إذا كان المنزل يقع في مناطق زراعية، أو صناعية، أو بالقرب من ورش البناء، فيجب صيانة الألواح الشمسية بوتيرةٍ أكثر تكراراً.

2- تقليل استهلاك الكهرباء

لمجرد القيام بتوليد الكهرباء عبر مصدر طاقةٍ متجدد، فذلك لا يعني أنه يجب أن تُهدر، فالحفاظ على الطاقة سيكون مفيداً أيضاً لنظام الألواح الشمسية حين لا يتمُّ الإفراط في استخدامها.

3- تثبيت مصابيح موفرة للطاقة

المصابيح القديمة تهدر ما يصل إلى 90 في المئة من طاقتها المستهلكة على شكل حرارة، بينما تظل مصابيح ليد (LED) باردة، لأن كل الطاقة التي تدخلها تُستخدم لتوليد الضوء، كما يمكن لهذه المصابيح أن تدوم 3.5 مرة أكثر من المصابيح الكهربائية الأخرى، عدا عن أنها آمنة للاستخدام في الهواء الطلق، ولا تنبعث منها حرارة.

4- استخدام الألواح الشمسية عالية الكفاءة

قد يميل البعض إلى شراء ألواح شمسية رخيصة، معتقداً أنه بذلك سيوفّر المال، إلا أن السعر المنخفض قد يكون بسبب الكفاءة المنخفضة، مما قد يكلّف أكثر على المدى الطويل، لذا من الأفضل اختيار الألواح الشمسية عالية الكفاءة منذ البداية، حتى لو كانت تكلّف أكثر من نظيراتها، والأهمّ قراءة المواصفات، والتأكد من فترة الضمان والصيانة، إلى جانب الشراء من مصدرٍ موثوق.

5- استخدام أجهزة تخزين الطاقة

هناك أيام وأوقات لا تشرق فيها الشمس، مما يستدعي الاستعداد لاستخدام الطاقة المخزّنة، وتعدّ البطاريات الشمسية طريقةً مُجديةً لتخزين الكهرباء لاستخدامها لاحقاً، ومن المفيد تصميم النظام بما يسمح بإضافة بطارياتٍ وألواحٍ في حال الحاجة إليها، من دون الاضطرار إلى استبدال النظام بكامله. ^[3]