تأثير الحرارة على إنتاج الألواح الشمسية في الصيف السعودي

آخر تحديث: 17 أكتوبر 2026

تأثير الحرارة على الألواح الشمسية حقيقي ومهم في الصيف السعودي: كلما ارتفعت حرارة الخلية فوق 25°م انخفضت قدرة اللوح. في ظهيرة يوليو قد تتجاوز حرارة الخلية 65–70°م، فتصل الخسارة وقت الذروة تقريباً إلى 12–18%. هذا لا يعني أن الطاقة الشمسية لا تناسب أجواءنا، بل يعني أن التصميم يجب أن يأخذ الحرارة في الحساب.

لماذا تقل كفاءة اللوح عندما يسخن؟

اللوح الشمسي مصنوع من خلايا سيليكون تعمل كأشباه موصلات. عند ارتفاع حرارتها ينخفض الجهد الكهربائي الذي تنتجه كل خلية. التيار يزيد قليلاً جداً، لكن انخفاض الجهد أكبر، فتكون النتيجة أن القدرة الكلية بالواط تنخفض.

القدرة المكتوبة على اللوح، مثل 550 واط، تُقاس في ظروف اختبار قياسية: حرارة خلية 25°م وإشعاع 1000 واط لكل متر مربع. هذه الظروف نادراً ما تتحقق معاً على سطح في الرياض أو الأحساء وقت الظهر. لذلك من الطبيعي أن ترى اللوح ينتج أقل من قدرته الاسمية في الصيف.

ما هو معامل الحرارة وكيف تقرؤه في ورقة البيانات؟

في ورقة البيانات الفنية لأي لوح ستجد بنداً اسمه «معامل الحرارة للقدرة القصوى» (Temperature Coefficient of Pmax). هو نسبة سالبة تخبرك كم يخسر اللوح من قدرته مع كل درجة فوق 25°م.

في الألواح الحديثة يتراوح هذا المعامل تقريباً بين −0.29% و−0.40% لكل درجة. كلما كان الرقم أقرب إلى الصفر كان اللوح أفضل تحملاً للحرارة. الفرق يبدو صغيراً على الورق، لكنه يتراكم في الأيام الحارة الطويلة.

تقنية الخلية لها دور في هذا الرقم. لمعرفة الفروق بين الأنواع الشائعة، راجع مقال أنواع الألواح الشمسية: مونو وبولي وثنائية الوجه.

حساب عملي: كم يخسر لوح 550 واط في ظهيرة الصيف؟

لنفترض لوحاً قدرته 550 واط، ومعامل حرارته −0.35% لكل درجة، وحرارة خليته وقت الظهر 70°م.

1. الفرق عن ظروف الاختبار: 70 − 25 = 45 درجة.
2. نسبة الخسارة: 45 × 0.35% = 15.75%.
3. القدرة المفقودة: 550 × 15.75% ≈ 87 واط.
4. القدرة المتوقعة تقريباً: 550 − 87 = 463 واط، بشرط بقاء الإشعاع عند المستوى القياسي.

لو كان المعامل −0.29% تصبح الخسارة 45 × 0.29% ≈ 13%، ولو كان −0.40% تصبح 45 × 0.40% = 18%. هذا يوضح سبب نطاق 12–18% الذي يذكره المهندسون لخسارة ظهيرة الصيف.

لاحظ أن هذه خسارة لحظية وقت الذروة، وليست خسارة اليوم كله. في الصباح الباكر وبعد العصر تكون الخلايا أبرد والخسارة أقل.

حرارة الجو ليست حرارة الخلية

خطأ شائع أن يحسب الشخص الخسارة على حرارة الجو. إذا كانت حرارة الجو في الرياض 45°م، فقد تكون الخلية أسخن من ذلك بكثير بسبب امتصاص الإشعاع. لهذا السبب نتحدث عن خلايا تتجاوز 65–70°م في أيام الصيف.

حرارة الخلية تتأثر بعدة عوامل:

• شدة الإشعاع: كلما زاد الإشعاع زادت الحرارة.
• سرعة الرياح: الهواء المتحرك يبرد اللوح.
• طريقة التركيب: اللوح الملاصق للسطح أسخن من اللوح المرفوع الذي يمر الهواء تحته.
• لون السطح تحته وحرارته: السطح الخرساني أو المعدني الساخن يشع حرارة إضافية نحو ظهر اللوح.
• الغبار: لا يرفع الحرارة مباشرة بشكل كبير، لكنه يضيف خسارة فوق خسارة الحرارة.

كيف تقلل أثر الحرارة على منظومتك؟

اترك مسافة تهوية خلف الألواح

الفراغ بين ظهر اللوح والسطح يسمح للهواء بالمرور وحمل الحرارة. لهذا يفضّل في أسطحنا استخدام هياكل مائلة أو مرفوعة بدل لصق الألواح بالسطح. ويمكنك تقدير الهيكل المناسب لسطحك عبر حاسبة هياكل الألواح.

اختر لوحاً بمعامل حرارة منخفض

عند مقارنة عرضين، لا تنظر للقدرة الاسمية فقط. لوحان بقدرة 550 واط قد يختلف إنتاجهما في الصيف بسبب معامل الحرارة. اطلب ورقة البيانات وقارن هذا البند تحديداً.

انتبه لموقع الإنفرتر

الإنفرتر أيضاً يتأثر بالحرارة. كثير من الأجهزة تخفض قدرتها تلقائياً عند ارتفاع حرارتها لحماية نفسها. ركّبه في مكان مظلل وجيد التهوية، بعيداً عن الشمس المباشرة. تفاصيل أكثر في مقال كيف تختار الإنفرتر المناسب.

استخدم كيابل بمقاطع مناسبة

الحرارة ترفع مقاومة الكيابل، والكيبل الرفيع يزيد الفقد ويسخن أكثر. المقطع الصحيح يحسبه المصمم حسب التيار والطول وظروف التمديد.

هل يعني ذلك أن إنتاج الصيف ضعيف؟

ليس بالضرورة. في الصيف تكون ساعات الشمس أطول والإشعاع أقوى، وهذا يعوض جزءاً كبيراً من خسارة الحرارة. لذلك يبقى الإنتاج الصيفي في أغلب مدن المملكة جيداً، وإن كانت الكفاءة اللحظية أقل.

في الشتاء يحدث العكس: الإشعاع أضعف قليلاً والنهار أقصر، لكن الخلايا أبرد فتعمل بكفاءة أعلى. والنتيجة أن الفرق بين الفصول في السعودية أقل مما يتوقعه كثير من الناس.

الأرقام المعتمدة لإنتاج الكيلوواط، أي تقريباً 4.5 إلى 6 كيلوواط ساعة يومياً، تأخذ الحرارة في الاعتبار ضمن خسائر المنظومة الكلية التي تتراوح عادة بين 15 و25% في ظروفنا. لذلك عند تقدير حجم منظومتك استخدم حاسبة الطاقة الشمسية التي تعتمد على إنتاج واقعي لا على القدرة الاسمية فقط.

انتبه للجهد في الشتاء أيضاً

بما أن الجهد يرتفع عندما تبرد الخلايا، فإن جهد سلسلة الألواح يكون أعلى في صباح شتوي بارد منه في الصيف. هذا مهم لسلامة الإنفرتر: يجب ألا يتجاوز جهد السلسلة في أبرد صباح الحد الأقصى المسموح لمدخل الإنفرتر. المناطق الشمالية مثل تبوك تحتاج انتباهاً خاصاً لهذه النقطة.

هذا الحساب من مسؤولية المصمم المؤهل، ولا يُترك للتخمين. وإن أردت فهم المنطق الهندسي وراءه، تشرح دورة تصميم المنظومات الشمسية في الأكاديمية حساب السلاسل خطوة بخطوة.

أسئلة شائعة