
منظومة الطاقة الشمسية 100 كيلوواط تنتج في السعودية تقريباً 380 إلى 510 كيلوواط ساعة يومياً، أي نحو 13,000 كيلوواط ساعة شهرياً في المتوسط. تحتاج قرابة 182 لوحاً بقدرة 550 واط، ومساحة أرض في حدود 1,000 إلى 1,300 متر مربع للتركيب الأرضي. وقبل البدء يجب أن تعرف ثلاثة أمور: نمط استهلاك منشأتك خلال اليوم، وسعة نقطة الربط الكهربائية، ومكان التركيب المناسب وحالته الإنشائية.
- الإنتاج السنوي التقريبي: 150,000 إلى 180,000 كيلوواط ساعة حسب الموقع والتصميم والصيانة.
- التركيب الأرضي يعطي أفضل زاوية وأسهل صيانة، لكنه يحتاج أرضاً وقواعد وسوراً.
- في المصانع: صمم المنظومة على الحمل النهاري الأدنى لا على إجمالي الفاتورة.
- في المزارع: إذا كان الحمل الرئيسي غطاسات، فمنظومة الغطاس الشمسية المباشرة قد تكون أنسب من منظومة مربوطة بالشبكة.
- مشروع بهذا الحجم يحتاج دراسة فنية وإجراءات ربط وفق الاشتراطات المعتمدة قبل أي توريد.
كم تنتج منظومة 100 كيلوواط وكم لوحاً تحتاج؟
بنفس المعادلة المعتادة: الإنتاج اليومي = 100 كيلوواط × ساعات الذروة × معامل الأداء. بساعات ذروة 5 إلى 6 ومعامل أداء 0.75 إلى 0.85، يتراوح الإنتاج بين 375 و510 كيلوواط ساعة يومياً، والمتوسط المعتاد نحو 440 كيلوواط ساعة (100 × 5.5 × 0.8).
| قدرة اللوح | عدد الألواح | القدرة الفعلية | مساحة الألواح وحدها (تقريبية) |
|---|---|---|---|
| 550 واط | 182 | 100.1 كيلوواط | نحو 475 م² |
| 600 واط | 167 | 100.2 كيلوواط | نحو 460 م² |
| 650 واط | 154 | 100.1 كيلوواط | نحو 480 م² (ألواح أكبر حجماً) |
القدرة اللحظية في ظهيرة الصيف تكون عادة في حدود 75 إلى 85 كيلوواط بسبب حرارة الخلايا، وهذا الرقم هو ما تقارنه بأحمال منشأتك عند التصميم.
تركيب أرضي أم على السطح؟
المصانع والمزارع غالباً تملك الخيارين، والمفاضلة بينهما تعتمد على المساحة المتاحة وحالة المباني:
| مكان التركيب | المساحة التقريبية لـ100 كيلوواط | المميزات | ما يحتاج دراسة |
|---|---|---|---|
| هيكل أرضي | 1,000 إلى 1,300 م² | زاوية ميل واتجاه مثاليان، تنظيف وصيانة سهلة، لا يمس المباني | القواعد حسب نوع التربة، السور والحماية، طول الكابلات حتى غرفة الكهرباء |
| سطح معدني لمصنع أو مستودع | 570 إلى 670 م² | يستغل مساحة غير مستخدمة، كابلات أقصر غالباً | تحمل الإنشاء والمدادات، منع التسريب، الفتحات السقفية |
| سطح خرساني | 760 إلى 950 م² | ثبات جيد للهيكل المائل | المسافات بين الصفوف، العوائق والخزانات |
| مظلات مواقف | نحو 520 م² | ظل للسيارات والعمال مع الإنتاج | أساسات الأعمدة، الارتفاع والحركة تحت المظلة |
في التركيب الأرضي تُرتب الألواح عادة في صفوف موجهة نحو الجنوب بزاوية ميل قريبة من خط عرض الموقع أو أقل قليلاً، مع مسافة بين الصفوف تمنع ظل الصف الأمامي شتاءً. نصنّع هيكل التثبيت الأرضي للألواح في مصنعنا بالخرج من الحديد المجلفن بالغمس الساخن، ونحدد نوع القواعد (خرسانية أو أوتاد مثبتة) بعد معاينة الموقع وطبيعة التربة.
المصنع والمزرعة: ما الفرق في تصميم منظومة 100 كيلوواط؟
في المصنع
المصانع تستهلك معظم كهربائها في ساعات العمل، وهذا يناسب الطاقة الشمسية. لكن أحمال المصانع تتذبذب: محركات تبدأ وتتوقف، وفترات راحة، وأيام إجازة. القاعدة العملية أن تقارن القدرة اللحظية للمنظومة بأدنى حمل نهاري للمصنع، لا بمتوسطه، حتى لا يتكرر الفائض إذا لم تكن هناك ترتيبات معتمدة لتصديره. والربط يكون عادة في لوحة التوزيع الرئيسية للجهد المنخفض، مع مراجعة سعة القاطع الرئيسي والمحول.
في المزرعة
في كثير من المزارع يكون الحمل الأكبر هو الغطاسات، وهنا السؤال الأول: هل المطلوب تشغيل المضخات نهاراً فقط؟ إذا كانت الإجابة نعم، فالحل الأبسط غالباً منظومات الغطاسات الزراعية التي تشغّل المضخة مباشرة من الألواح بإنفرتر مخصص للمضخات دون بطاريات ودون ربط بالشبكة. أما إذا كانت المزرعة فيها سكن وعنابر وتبريد ومستودعات وأحمال متنوعة، فالمنظومة المربوطة بالشبكة أو الهجينة مع مولد تكون أنسب. وقد يجمع المشروع بين الاثنين: منظومة للغطاس، وأخرى لبقية الأحمال.
مثال توضيحي: مصنع يعمل نوبتين
الأرقام التالية افتراضية وتقريبية لغرض الشرح فقط:
- المصنع يعمل من 7 صباحاً إلى 11 مساءً، 6 أيام في الأسبوع، واستهلاكه الشهري نحو 40,000 كيلوواط ساعة.
- من قراءات العداد، يقع نحو 45% من الاستهلاك في ساعات الشمس، أي قرابة 18,000 كيلوواط ساعة شهرياً.
- أدنى حمل نهاري مسجل (وقت الاستراحة) نحو 90 كيلوواط، ومتوسط الحمل النهاري أعلى من ذلك.
- منظومة 100 كيلوواط تنتج نحو 13,000 كيلوواط ساعة شهرياً، أي قرابة 33% من إجمالي الاستهلاك، ونحو 73% من الاستهلاك النهاري.
- قدرتها اللحظية القصوى (75 إلى 85 كيلوواط) أقل من أدنى حمل نهاري، فيُستهلك الإنتاج كله تقريباً داخل المصنع في أيام العمل.
يبقى يوم الإجازة الأسبوعية: الحمل فيه منخفض، فيعالجه التصميم بنظام تحكم يحد من التصدير أو بترتيبات الربط المعتمدة. ولو كان أدنى حمل نهاري 40 كيلوواط فقط، لكان من الأنسب البدء بحجم أصغر مثل منظومة 50 كيلوواط أو التوسع على مراحل.
على ماذا تعتمد تكلفة منظومة 100 كيلوواط؟
منظومتان بنفس القدرة قد تختلف تكلفتهما كثيراً، لأن جزءاً كبيراً من المشروع يتحدد بالموقع لا بالألواح. أهم العوامل:
- مكان التركيب: الهيكل الأرضي يحتاج قواعد وسوراً، والمظلات تحتاج أعمدة وأساسات أثقل، بينما السطح المعدني يحتاج قطع تثبيت أخف.
- المسافة إلى نقطة الربط: كلما بعدت الألواح عن غرفة الكهرباء زادت مقاطع الكابلات وأطوالها ومسارات حمايتها.
- حالة البنية الكهربائية: هل اللوحة الرئيسية والقاطع والمحول تستوعب المنظومة، أم تحتاج تعديلاً.
- تكوين الإنفرترات والبطاريات: منظومة مربوطة بالشبكة دون بطاريات تختلف كثيراً عن منظومة هجينة تخزن الطاقة.
- الدراسة والإجراءات والصيانة: التصميم والمخططات والموافقات وعقد التشغيل والتنظيف.
قائمة ما تحتاج معرفته قبل البدء
- بيانات الاستهلاك: فواتير 12 شهراً، والأفضل تسجيل الأحمال ساعة بساعة لأسبوع على الأقل لمعرفة الحمل النهاري الأدنى والأقصى.
- نقطة الربط: سعة المحول والقاطع الرئيسي ولوحة التوزيع، والمسافة بينها وبين موقع الألواح.
- الموقع: مساحة الأرض أو السطح، الظلال من المباني والأشجار والخزانات، وطرق الوصول للتنظيف.
- الحالة الإنشائية: فحص الأسطح قبل التحميل، أو طبيعة التربة للتركيب الأرضي.
- الإجراءات النظامية: الدراسة والمخططات والموافقات وفق الاشتراطات المعتمدة من الجهات المختصة (مثل الشركة السعودية للكهرباء وهيئة تنظيم الكهرباء).
- توزيع الإنفرترات: إنفرتر واحد بقدرة 100 كيلوواط مثل انفرتر هواوي SUN2000-100KTL-M1، أو إنفرتران بقدرة 50 كيلوواط لاستمرار جزء من الإنتاج عند الصيانة.
- مسارات الكابلات: الكابلات بين الألواح وغرفة الكهرباء طويلة في المشاريع الأرضية، وتحتاج مقاطع مناسبة لتقليل الفاقد ومسارات محمية مثل الكيبل تراي المجلفن أو خنادق مدروسة.
- التشغيل والصيانة: من سينظف الألواح وكم مرة، ومصدر المياه، ومن يتابع تطبيق المراقبة وينبه عند انخفاض الإنتاج.
أسئلة شائعة
هل منظومة 100 كيلوواط تحتاج محولاً خاصاً؟
ليس دائماً. كثير من المنشآت تربطها على لوحة الجهد المنخفض القائمة إذا كانت سعتها كافية، والقرار يتحدد بعد مراجعة المحول والقاطع الرئيسي.
كم يستغرق تنفيذ منظومة بهذا الحجم؟
المدة تشمل الدراسة والتصميم والإجراءات والتوريد ثم التركيب، والتركيب نفسه هو الجزء الأقصر غالباً. الجدول الزمني يُحدد لكل مشروع على حدة.
هل يمكن تشغيل غطاس 100 حصان بمنظومة 100 كيلوواط؟
لا يكفي عادة، لأن 100 حصان تعادل نحو 75 كيلوواط، ومنظومات الغطاسات تحتاج ألواحاً بقدرة تقارب 1.3 إلى 1.5 ضعف قدرة المضخة تقديرياً.
هل الأرض المفتوحة تحتاج سوراً؟
يُنصح بذلك لحماية الألواح والكابلات من العبث والحيوانات، مع ترك بوابة وممرات تكفي لمعدات التنظيف والصيانة.
هل أبدأ بالمنظومة كاملة أم على مراحل؟
المراحل خيار جيد إذا كانت البيانات غير مكتملة أو الميزانية مقسمة، بشرط تصميم نقطة الربط والكابلات الرئيسية من البداية لتستوعب الحجم النهائي. ويمكنك مقارنة الأحجام في حاسبة الطاقة الشمسية قبل القرار.
تخطط لمنظومة 100 كيلوواط لمصنعك أو مزرعتك؟ تقدم MITS GROUP الدراسة الفنية والتصميم والتوريد والتركيب، وتصنّع الهياكل الأرضية وهياكل الأسطح والكيبل تراي في مصنعها بالخرج، وتورّد منظومات الغطاسات الزراعية.