كيف أحسب منظومة الغطاس الشمسية حسب الحصان وعمق البئر؟

آخر تحديث: 17 أكتوبر 2026

لحساب منظومة غطاس شمسية تبدأ من الماء لا من الألواح: كم متراً مكعباً تحتاج في الساعة، ومن أي عمق سترفعه؟ من هذين الرقمين تحسب القدرة الهيدروليكية ثم قدرة الموتور بالحصان، وبعدها تحسب الألواح بضرب قدرة الموتور في 1.3 إلى 1.5. في هذا المقال نمشي معك في حساب منظومة غطاس كامل بالأرقام خطوة بخطوة.

البيانات التي تحتاجها قبل أي حساب

أغلب أخطاء تصميم الغطاسات سببها أرقام ناقصة أو مأخوذة بالتقدير. قبل أن تحسب أي شيء اجمع التالي:

• التصريف المطلوب: كم م³ في الساعة أو في اليوم تحتاج للري والشرب والمواشي.
• مستوى الماء الساكن: عمق سطح الماء في البئر وهو متوقف عن الضخ.
• الهبوط أثناء الضخ: كم ينزل مستوى الماء عندما يعمل الغطاس. مجموعهما هو مستوى الماء أثناء الضخ (المستوى الديناميكي).
• ارتفاع التفريغ: ارتفاع فوهة الدخول في الخزان أو أعلى نقطة يصلها الماء فوق سطح الأرض.
• طول المواسير وقطرها: من الغطاس إلى الخزان، لأنها تحدد خسائر الاحتكاك.

انتبه: العمق الكلي للبئر ليس هو الرفع. قد يكون البئر بعمق 200 متر لكن الماء أثناء الضخ عند 90 متراً، والمضخة ترفع الماء من مستواه وليس من قاع البئر.

الخطوة الأولى: حساب الرفع الكلي

الرفع الكلي (Total Head) هو المسافة الرأسية المكافئة التي يجب أن تتغلب عليها المضخة، ويتكون من ثلاثة أجزاء:

1. المستوى الديناميكي للماء داخل البئر.
2. الارتفاع من سطح الأرض حتى نقطة التفريغ في الخزان.
3. خسائر الاحتكاك في المواسير والأكواع والمحابس، وتُحسب من جداول المواسير حسب القطر والطول والتصريف.

مثال من مزرعة في الأحساء: مستوى الماء الساكن 75 متراً، والهبوط أثناء الضخ 15 متراً، فالمستوى الديناميكي 75 + 15 = 90 متراً. الخزان مرفوع ونقطة التفريغ على ارتفاع 6 أمتار. ونفترض أن خسائر الاحتكاك في هذا المثال 8 أمتار. إذن:

الرفع الكلي = 90 + 6 + 8 = 104 أمتار.

الخطوة الثانية: حساب القدرة المطلوبة

العلاقة الهندسية المعروفة لحساب قدرة المضخة هي:

القدرة (كيلوواط) = التصريف (م³/ساعة) × الرفع الكلي (م) ÷ 367 ÷ كفاءة المضخة

الرقم 367 ثابت يجمع كثافة الماء والجاذبية وتحويل الوحدات من الساعة إلى الثانية. أما الكفاءة فتأخذها من كتالوج المضخة عند نقطة التشغيل، وفي هذا المثال سنفترض كفاءة 60% (0.6) للمضخة والموتور معاً.

نكمل مثال الأحساء، والتصريف المطلوب 12 م³ في الساعة:

1. 12 × 104 = 1248.
2. 1248 ÷ 367 = 3.40 كيلوواط تقريباً، وهذه القدرة الهيدروليكية التي تصل للماء فعلاً.
3. 3.40 ÷ 0.6 = 5.67 كيلوواط تقريباً، وهذه القدرة التي يجب أن يسحبها الموتور.

الخطوة الثالثة: اختيار قدرة الموتور بالحصان

نحوّل الكيلوواط إلى حصان: 5.67 ÷ 0.746 = 7.6 حصان تقريباً.

الموتورات تأتي بمقاسات قياسية مثل 5 و7.5 و10 و15 حصاناً. مقاس 7.5 حصان يعطي 7.5 × 0.746 = 5.6 كيلوواط تقريباً، وهو أقل قليلاً من 5.67 المطلوبة، فلا يكفي بأمان. لذلك نختار موتور 10 حصان. القاعدة دائماً: اختر المقاس الأكبر التالي ولا تشغّل الموتور على حدّه.

ومن المهم أن تختار المضخة بحيث تكون نقطة التشغيل (12 م³/ساعة عند 104 أمتار) قريبة من منطقة الكفاءة العالية في منحنى المضخة، وليس فقط أن يكون الحصان كافياً.

الخطوة الرابعة: حساب الألواح والإنفرتر

موتور 10 حصان = 10 × 0.746 = 7.46 كيلوواط. نضرب في معامل الألواح:

• الحد الأدنى: 7.46 × 1.3 = 9.7 كيلوواط تقريباً.
• الحد الأعلى: 7.46 × 1.5 = 11.2 كيلوواط تقريباً.
• بألواح 550 واط: 9.7 ÷ 0.55 ≈ 17.6 أي 18 لوحاً، و11.2 ÷ 0.55 ≈ 20.4 أي 20 إلى 21 لوحاً.

نختار مثلاً 20 لوحاً (20 × 550 = 11 كيلوواط) إذا كان نطاق جهد الإنفرتر يسمح بسلسلة أو سلسلتين بهذا العدد. والإنفرتر يكون إنفرتر مضخات (VFD) بقدرة تناسب موتور 10 حصان على الأقل، مع هامش حسب توصية الشركة المصنعة.

المساحة: بمعدل 5 إلى 6 م² لكل كيلوواط، فإن 11 كيلوواط تحتاج تقريباً 55 إلى 66 م² من الأرض المكشوفة.

الأعداد في الجدول تقريبية، والعدد النهائي يُضبط حسب طريقة توصيل السلاسل ونطاق جهد الإنفرتر وقدرة اللوح المختار.

كم ماءً ستضخ المنظومة يومياً؟

المضخة الشمسية لا تعمل بتصريفها الكامل طوال النهار. في الصباح والعصر يكون التصريف أقل، ووقت الظهر قريباً من الكامل. لتقدير سريع نفترض أن المنظومة تعطي ما يعادل 5 إلى 6 ساعات بالتصريف الكامل يومياً، وهذا افتراض يتغير حسب الموسم والمنطقة ونظافة الألواح.

في مثالنا: 12 × 5 = 60 م³، و12 × 6 = 72 م³. أي تقريباً 60 إلى 72 م³ يومياً. إذا كان احتياجك أعلى، فإما أن ترفع التصريف المطلوب وتعيد الحساب، أو تقبل تشغيلاً إضافياً من مصدر آخر.

مثال عكسي: عندي غطاس 15 حصان، كم لوحاً أحتاج؟

كثير من أصحاب المزارع عندهم غطاس يعمل ويريدون تحويله للطاقة الشمسية فقط. الحساب هنا مباشر:

1. 15 × 0.746 = 11.19 كيلوواط.
2. 11.19 × 1.3 = 14.5 كيلوواط، و11.19 × 1.5 = 16.8 كيلوواط تقريباً.
3. بألواح 550 واط: من 27 إلى 31 لوحاً تقريباً.
4. المساحة: من 14.5 × 5 = 73 م² إلى 16.8 × 6 = 101 م² تقريباً.

لكن قبل التنفيذ تأكد أن الغطاس مناسب فعلاً لبئرك. إذا كان الحساب الهيدروليكي يقول إن 10 حصان تكفي، فأنت تدفع على ألواح زائدة لتشغيل موتور أكبر من الحاجة.

أخطاء شائعة في حساب منظومة الغطاس

• استخدام عمق البئر الكلي بدل المستوى الديناميكي للماء.
• نسيان ارتفاع الخزان وخسائر المواسير الطويلة.
• تصميم الألواح على قدرة الموتور بالضبط دون هامش 1.3 إلى 1.5.
• تركيب الألواح في اتجاه أو زاوية غير مناسبة. راجع أفضل اتجاه وزاوية ميل للألواح لمدينتك.
• اختيار ألواح دون النظر لملاءمة جهدها مع الإنفرتر. اقرأ عن أنواع الألواح الشمسية قبل الاختيار.

إذا أردت الصورة الكاملة للمكونات والخزان والصيانة، فاقرأ الدليل الكامل للطاقة الشمسية للغطاسات الزراعية، وتعرّف على ما نقدمه في صفحة منظومات الغطاسات الزراعية. ولمن يريد التعمق في التصميم، توجد دورة تصميم المنظومات الشمسية المجانية.

أسئلة شائعة