كيف يؤثر عمق البئر وكمية المياه على حجم منظومة الغطاس الشمسية؟

آخر تحديث: 25 أكتوبر 2026

عمق البئر بحد ذاته لا يحدد حجم منظومة الغطاس الشمسية، بل يحددها أمران: الرفع الكلي (من منسوب الماء أثناء الضخ حتى نقطة التفريغ مع فواقد الأنابيب) وكمية المياه المطلوبة يومياً. كلما زاد الرفع أو زادت الكمية زادت قدرة المضخة، وبالتالي زادت قدرة الألواح والإنفرتر بنفس النسبة تقريباً.

ما الفرق بين عمق البئر ومنسوب الماء والرفع الكلي؟

كثير من أصحاب المزارع يقولون «بئري عمقه 300 متر» ويبنون الحساب على هذا الرقم، وهذا يعطي منظومة أكبر من اللازم غالباً. العمق الكلي هو طول الحفر، أما المضخة فلا ترفع الماء من قاع البئر بل من مستوى سطح الماء داخله. لذلك نفرّق بين أربعة أرقام:

• عمق البئر: طول الحفر من سطح الأرض حتى القاع.
• المنسوب الساكن: مستوى سطح الماء في البئر وهو متوقف عن الضخ.
• المنسوب المتحرك (الديناميكي): مستوى سطح الماء أثناء الضخ، ويكون أعمق من الساكن لأن الماء ينخفض حول المضخة. الفرق بينهما يسمى الهبوط.
• عمق تركيب المضخة: يكون تحت المنسوب المتحرك بمسافة أمان حتى تبقى المضخة مغمورة دائماً.

الرفع الكلي الذي تعمل عليه المضخة يساوي المنسوب المتحرك، مضافاً إليه ارتفاع نقطة التفريغ فوق سطح الأرض (خزان علوي أو بركة)، ومضافاً إليه فواقد الاحتكاك في الأنابيب والأكواع والمحابس، وأي ضغط مطلوب في نهاية الخط إن كان الضخ مباشرة إلى شبكة تنقيط.

كيف تؤثر كمية المياه المطلوبة على حجم المنظومة؟

الطاقة الشمسية تعمل نهاراً فقط، والتصرف يتغير مع شدة الإشعاع. لذلك نحوّل الاحتياج اليومي إلى تصرف تصميمي بالقسمة على ساعات التشغيل المكافئة بالسرعة الكاملة، وهي في معظم مناطق المملكة قريبة من ساعات الذروة الشمسية، أي 5 إلى 7 ساعات تقريباً حسب الموسم وحجم الألواح.

مثلاً، إذا كانت المزرعة تحتاج 150 م³ يومياً، وافترضنا 6 ساعات مكافئة، فالتصرف التصميمي نحو 25 م³/ساعة. وإذا أردت أن تكفيك المنظومة في الشتاء أيضاً حين تقل ساعات الشمس، فاحسب على ساعات الشتاء لا الصيف. وتفاصيل تغيّر ساعات التشغيل بين الفصول مشروحة في مقال كم ساعة يشتغل الغطاس الشمسي صيفاً وشتاءً.

وتذكر أن كمية الماء المطلوبة ليست ما تريده فقط، بل ما يستطيع البئر إعطاءه. إذا كان إنتاج البئر أقل من تصرف المضخة، سينخفض المنسوب بسرعة وتتوقف المضخة بحماية التشغيل الجاف. لذلك اعرف إنتاجية بئرك قبل اختيار المضخة، من اختبار الضخ أو من خبرة تشغيله السابقة.

كيف تحسب قدرة الغطاس من الرفع والتصرف؟

المعادلة الأساسية بسيطة: القدرة الهيدروليكية بالكيلوواط = التصرف بالمتر المكعب في الساعة × الرفع الكلي بالمتر ÷ 367. هذه هي القدرة التي تصل الماء فعلاً. لكن المضخة والمحرك والكابل لهم فواقد، فنقسم على الكفاءة الكلية التي تتراوح تقريباً بين 50 و65% لمعظم الغطاسات، لنحصل على القدرة الكهربائية المطلوبة من المحرك.

مثال توضيحي: من البئر إلى المنظومة

الأرقام تقريبية للتوضيح فقط:

1. المنسوب المتحرك: 120 متراً. ارتفاع الخزان فوق الأرض: 5 أمتار. فواقد الاحتكاك تقديرياً: 6 أمتار. إذن الرفع الكلي نحو 131 متراً.
2. التصرف التصميمي: 25 م³/ساعة (150 م³ يومياً على 6 ساعات).
3. القدرة الهيدروليكية: 25 × 131 ÷ 367 ≈ 8.9 كيلوواط.
4. بكفاءة كلية 60%: 8.9 ÷ 0.6 ≈ 14.9 كيلوواط.
5. أقرب محرك قياسي 15 كيلوواط (20 حصان) يقع على الحد، فيُراجع منحنى المضخة، وكثيراً ما يُختار 18.5 كيلوواط (25 حصان) لهامش أمان.
6. قدرة الألواح بمعامل 1.3–1.5: نحو 24 إلى 28 كيلوواط ذروة لمحرك 18.5 كيلوواط.

لهذا الحالة يمكن الانطلاق من منظومة طاقة شمسية لتشغيل غطاس 25 حصان كمرجع، ثم تأكيد الاختيار بمنحنى المضخة الفعلي وبيانات البئر.

جدول: كيف يتغير حجم المنظومة مع الرفع؟

الجدول يثبّت التصرف عند 20 م³/ساعة ويغيّر الرفع الكلي، بافتراض كفاءة كلية 60% ومعامل ألواح 1.4. كل الأرقام تقديرية للتوضيح:

لاحظ النمط: كل زيادة 50 متراً في الرفع عند نفس التصرف تضيف تقريباً نفس المقدار من القدرة. والعكس صحيح: إذا ثبّت الرفع وضاعفت كمية المياه تتضاعف القدرة تقريباً. هذا ما يجعل معرفة المنسوب المتحرك بدقة أهم رقم في التصميم.

مقارنة سريعة: نفس الكمية وبئران مختلفان

لنفترض مزرعتين تحتاج كل منهما 120 م³ يومياً، أي نحو 20 م³/ساعة على 6 ساعات مكافئة. الأولى منسوبها المتحرك قرابة 45 متراً فيصبح الرفع الكلي نحو 50 متراً، والثانية منسوبها قرابة 190 متراً فيصبح الرفع نحو 200 متر. حسب الجدول، الأولى يكفيها محرك 5.5 كيلوواط وألواح في حدود 8 كيلوواط ذروة، بينما الثانية تحتاج محركاً بنحو 18.5 كيلوواط وألواحاً في حدود 26 كيلوواط ذروة، أي أكثر من ثلاثة أضعاف لنفس كمية الماء. ولذلك لا يصح أن تقارن عرضين لمنظومتي غطاس بعدد الألواح فقط دون أن تعرف الرفع الذي صُمم كل عرض على أساسه، ولا أن تنقل تصميم منظومة جارك إلى بئرك لمجرد أن المساحة المزروعة متشابهة.

أمور تغيّر الحساب لا ينتبه لها كثيرون

• انخفاض المنسوب مع السنين: في بعض المناطق ينخفض منسوب الآبار تدريجياً، فاترك هامشاً في الرفع، أو اختر مضخة يغطي منحناها نطاقاً أعمق.
• قطر الأنابيب: الأنبوب الضيق يرفع فواقد الاحتكاك بشكل كبير مع زيادة التصرف، وأحياناً تكبير قطر الخط أوفر من تكبير المضخة والألواح.
• الضخ المباشر للري: إذا كانت المضخة تغذي شبكة تنقيط مباشرة، فأضف الضغط المطلوب للشبكة إلى الرفع. الضخ إلى خزان أولاً يبسّط التصميم ويجعل الري مستقلاً عن الشمس، وهذا مشروح في مقال خزانات المياه وشبكة الري مع منظومة الغطاس.
• طول كابل الغطاس: كلما تعمقت المضخة طال الكابل وزاد هبوط الجهد، فيحتاج مقطعاً أكبر.
• كفاءة المضخة عند نقطة التشغيل: المضخة تعمل بكفاءة جيدة في نطاق محدد من منحناها، واختيار مضخة بعيدة عن نقطة عملك يهدر جزءاً من الألواح.

وللمزيد عن قراءة بيانات المضخة قبل الشراء راجع اختيار مضخة الغطاس: القدرة والرفع والتصرف.

أسئلة شائعة