The Solarest موقع عربي مختص في الطاقة الشمسية من اخبار وفيديوهات تعليمية
مقالات مشابهة
في هذا المقال سوف نقوم بتوضيح مصطلح ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours)، وكيفية تحديدها لمنطقة معينة بالإضافة إلى علاقة ساعات الذروة الشمسية بإنتاجية أنظمة الطاقة الكهروضوئية.
-
ماذا تمثل ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours)؟
عدد ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours) تختلف عن عدد ساعات النهار (الفترة التي تسطع فيها الشمس; أي من وقت الشروق إلى وقت الغروب) حيث أن ساعة الذورة الشمسية تساوي ساعة كاملة من الإشعاع الشمسي بشدة 1000 واط لكل وحدة مساحة تساوي 1 متر مربع.
من الممكن أن تكون عدد ساعات النهار في منطقة ما في يوم ما 10 ساعات ولكن في المقابل من الممكن أن تكون عدد ساعات الذروة الشمسية فيها تساوي 6 ساعات فقط. في الصورة أدناه توضيح لذلك، حيث أن الإشعاع الشمسي على مدار اليوم لا يكون بشدة 1000 واط على المتر المربع ولكنه متغيّر من فترة الشروق إلى فترة الغروب وتكون أعلى شدة للإشعاع في فترة الظهيرة عندما تكون الشمسي عمودية.
مصدر الصورة: موقع PV education
للحصول على عدد ساعات الذورة الشمسية (Peak Sun Hours) من المنحنى الموجود على اليسار في الصورة أعلاه، نقوم بقسمة المساحة تحت المنحنى على 1000 واط/المتر المربع. وإذا قمنا بتمثيل عدد ساعات الذروة الشمسية سوف نحصل على المنحنى الموجود على اليمين. مع العلم بأن المساحة تحت المنحنيين متساوية.
-
كيفية أقوم بتحديد عدد ساعات الذروة الشمسية لموقع ما؟
لتحديد عدد ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours) لموقع ما، يجب أن تقوم بالحصول على بيانات الإشعاع الشمسي لمدة عام كامل، من محطة رصد جوي موجودة بالقرب من الموقع، أو من خلال مواقع مختصة ببيانات الإشعاع الشمسي مثل Solar GIS أو Meteonorm. بعد ذلك تقوم بقسمة مجموع الإشعاع الشمسي الساقط في الموقع لمدة عام كامل على عدد أيام السنة (365). مع العلم أن بعض المصادر توفر هذه المعلومة بشكل مباشر.
الصورة أدناه توضح عدد ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours) في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا (مصدر الصورة Solar GIS). ويمكنك الاستعانة بالرابط التالي لتحديد عدد ساعات الذروة الشمسية من خلال تحديد الموقع على الخريطة.
مصدر الصورة: Solar GIS
-
علاقة عدد ساعات الذروة الشمسية بإنتاجية أنظمة الطاقة الكهروضوئية.
ترتبط عدد ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours) ارتباطاً وثيقاً بإنتاجية أنظمة الطاقة الكهروضوئية، حيث أنها تعبّر بالنهاية عن كمية الإشعاع الشمسي الذي سوف يسقط على الألواح الكهروضوئية. بالتالي مع ازدياد عدد ساعات الذروة الشمسية سوف ترتفع إنتاجية أنظمة الطاقة الكهروضوئية.
ولحساب إنتاجية نظام كهروضوئي ما بشكل تقريبي بدون استخدام برامج المحاكاة يمكن استخدام عدد ساعات الذروة الشمسية مع الأخذ بعين الاعتبار العاملين أدناه:
- طريقة تركيب النظام: في حال كان نظام متتبع لأشعة الشمس باتجاه واحد (Single Axis Tracker) أو تم استهدام زوايا تركيب مثالية للألواح في حال كان النظام ثابتاً.
حيث أن الإشعاع الشمسي الساقط على الألواح سوف يرتفع عن عدد ساعات الذروة الشمسية لأن عدد ساعات الذروة الشمسية تمثل الإشعاع الشمسي الساقط على اللوح بشكل أفقي** وعند تغيير زاوية الميلان للزاوية الأفضل للأنظمة الثابتة أو استخدام نظام متتبع لأشعة الشمس سوف ترتفع كمية الإشعاع الشمسي الساقط على الألواح. (يمكنك إعداد جدول للمحافظات في بلدك لتحديد نسبة الزيادة في الإشعاعية باختلاف زوايا التركيب واستخدامها لعملية الحسابات السريعة/ التقريبية).
- كفاءة النظام خسائر النظام: تتعرض أنظمة الطاقة الكهروضوئية لخسائر مختلفة مثل الخسائر الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة، الخسائر الحاصلة في كوابل التيار المتردد وكوابل التيار الثابت، خسائر الأتربة، وغيرها من الخسائر التي تعمل على خفض إنتاجية النظام.
على سبيل المثال في حال تم تركيب نظام بقدرة 1000kWp في منطقة يبلغ فيها عدد ساعات الذروة الشمسية اليومي 5.5kWh/m2 وتم تركيب النظام بزوايا تعمل على رفع الإشعاعية الشمسية الساقطة على الألواح بنسبة 11%، وكانت كفاءة النظام المتوقعة 79% فإن إنتاجية النظام المتوقعة بشكل تقريبي سوف تبلغ:
1000kWp x 5.5PSH/day x 365 x 1.11 x 0.79 = 1,760,377kWh = 1,760MWh
** لم أجد مرجع معين أو معيار عالمي يتناول تحديداً موضوع ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours) وتعريفها، ولكن في الغالب يتم ربط عدد ساعات الذروة الشمسية (Peak Sun Hours) بكمية الإشعاع الشمسي الساقط على الألواح بشكل أفقي (قبل تغيير زواية ميلان الألواح). وهذا منطقي وقريب من الواقع لأن الهدف منها بالنهاية هو مقارنة كمية الإشعاع الشمسي باختلاف المنطقة او باختلاف الفصل/الشهر.
