نظام الطاقة الشمسية المنفصل (Off-Grid): متى تحتاجه وكيف يصمم؟

آخر تحديث: 17 أكتوبر 2026

نظام أوف جريد (Off-Grid) هو منظومة شمسية مستقلة تماماً عن شبكة الكهرباء، تنتج الكهرباء من الألواح نهاراً وتخزنها في البطاريات للاستخدام ليلاً. تحتاجه حين لا تصل الشبكة إلى موقعك أو حين يكون توصيلها غير عملي، ويُصمم بخمس خطوات أساسية: حصر الأحمال، ثم حساب الألواح، ثم البطاريات، ثم الإنفرتر، ثم الكيابل والحماية.

متى تحتاج نظام أوف جريد فعلاً؟

النظام المنفصل حل ممتاز في مكانه الصحيح، ومكلف بلا داعٍ في غيره. الحالات التي يكون فيها هو الخيار المنطقي:

• مزرعة أو بئر بعيدة عن خطوط الكهرباء، كما في أطراف القصيم وتبوك والأحساء.
• استراحة برية أو مخيم شتوي يُستخدم في مواسم محددة.
• مواقع يكون فيها مد خط كهرباء جديد أطول وأصعب من تركيب منظومة مستقلة.
• أحمال صغيرة في أماكن نائية: كاميرات مراقبة، إنارة بوابات، أجهزة اتصال ومراقبة.

أما إذا كانت الشبكة متاحة ومستقرة، فالنظام المربوط أو الهجين يعطيك عائداً أفضل غالباً. قارنّا الأنواع الثلاثة بالأرقام في مقالة الفرق بين أنظمة الطاقة الشمسية On-Grid وOff-Grid والهجين.

الخطوة 1: جدول الأحمال اليومي

كل تصميم سليم يبدأ بسؤال: كم واط ساعة تستهلك في اليوم؟ اكتب كل جهاز وقدرته بالواط وعدد ساعات تشغيله، واضرب القدرة في الساعات. سنأخذ مثالاً لاستراحة في القصيم، والأرقام افتراضية للتوضيح:

لاحظ أن المكيف وحده يمثل أكثر من 70% من الاستهلاك (10.8 ÷ 15.1). هذا طبيعي في مناخنا، ولهذا فإن كل قرار يخص التكييف يغيّر حجم المنظومة كلها.

الخطوة 2: حساب عدد الألواح

الكيلوواط من الألواح ينتج في السعودية تقريباً 4.5 إلى 6 كيلوواط ساعة يومياً. في النظام المنفصل نصمم على الطرف الأدنى (4.5) لأن الشتاء أقصر نهاراً، ونضيف هامشاً تقريبياً 20% لخسائر شحن البطاريات وتفريغها والكيابل والغبار:

• القدرة الأساسية: 15.1 ÷ 4.5 ≈ 3.36 كيلوواط.
• بعد الهامش: 3.36 ÷ 0.8 = 4.2 كيلوواط.
• بألواح 550 واط: 4200 ÷ 550 ≈ 7.6، أي 8 ألواح (4.4 كيلوواط).
• المساحة: 4.4 × 5 إلى 6 م² = 22 إلى 26 م² تقريباً.

وجّه الألواح نحو الجنوب بزاوية قريبة من خط عرض الموقع، حوالي 26° في القصيم. وإذا كانت ستُركّب على الأرض أو على سطح، فاحسب الهيكل المناسب عبر حاسبة هياكل الألواح.

الخطوة 3: حساب سعة البطاريات

البطاريات لا تُحسب على الاستهلاك اليومي كله، بل على ما يُستهلك حين لا توجد شمس. في مثالنا نفترض أن الأحمال الليلية هي: الإنارة 1.2، والتلفزيون 0.5، ونصف استهلاك الثلاجة 0.75، ونصف الراوتر 0.18، وثلاث ساعات مكيف 5.4. المجموع حوالي 8 كيلوواط ساعة.

بعد ذلك نقسم على عمق التفريغ المسموح وكفاءة الإنفرتر (نأخذ 95%):

• ليثيوم فوسفات (LiFePO4) بعمق 90%: 8 ÷ 0.9 ÷ 0.95 ≈ 9.4 كيلوواط ساعة. على نظام 48 فولت: 9400 ÷ 48 ≈ 196، أي بطارية حوالي 200 أمبير ساعة.
• جل أو رصاص بعمق 50%: 8 ÷ 0.5 ÷ 0.95 ≈ 16.8 كيلوواط ساعة، أي حوالي 350 أمبير ساعة على 48 فولت.

إذا أردت يوماً احتياطياً لأيام الغبار، فاضرب الناتج في 2. وتذكّر أن الليثيوم يتحمل تقريباً 3000 إلى 6000 دورة مقابل 500 إلى 1500 دورة للجل، فالفرق في العمر يعوّض جزءاً كبيراً من فرق السعر. التفاصيل في مقالتي حساب سعة البطاريات للتشغيل الليلي وبطاريات الطاقة الشمسية: الليثيوم أم الجل.

الخطوة 4: اختيار الإنفرتر ومنظم الشحن

الإنفرتر يُختار على أعلى حمل يعمل في نفس اللحظة، لا على الاستهلاك اليومي. في مثالنا قد يعمل معاً: المكيف 1800 واط، والمضخة 746 واط، والثلاجة والإنارة والتلفزيون حوالي 450 واط. المجموع قرابة 3 كيلوواط.

لكن المحركات (ضاغط المكيف والثلاجة والمضخة) تسحب عند الإقلاع تياراً يبلغ عدة أضعاف تيار التشغيل، خصوصاً الأجهزة غير الإنفرترية. لذلك يُختار إنفرتر حوالي 5 كيلوواط بقدرة تحمّل إقلاع مناسبة. أما منظم الشحن فيُفضّل أن يكون من نوع MPPT، ويجب أن يتوافق مع جهد وتيار سلسلة الألواح. كثير من إنفرترات الأوف جريد الحديثة تأتي ومعها منظم MPPT مدمج.

لماذا يُفضّل نظام 48 فولت؟

لأن التيار يقل كلما ارتفع الجهد. حمل 3000 واط على 12 فولت يحتاج 3000 ÷ 12 = 250 أمبير، بينما على 48 فولت يحتاج 62.5 أمبير فقط. التيار الأقل يعني كيابل أنحف وحرارة أقل وخسائر أقل. أنظمة 12 فولت تناسب الأحمال الصغيرة جداً فقط.

الخطوة 5: الكيابل والحماية ومكان التركيب

• فيوزات وقواطع DC مناسبة بين الألواح والمنظم، وبين البطاريات والإنفرتر.
• كيابل بمقطع يتحمل التيار مع هبوط جهد محدود، خصوصاً بين البطارية والإنفرتر حيث التيار أعلى ما يكون.
• تأريض الهياكل والإنفرتر، وحماية من الصواعق في المواقع المكشوفة.
• غرفة مظللة وجيدة التهوية للبطاريات والإنفرتر، لأن حرارة الصيف تقصّر عمر البطاريات.
• هياكل متينة تتحمل الرياح، ويُفضّل الحديد المجلفن على الساخن في المواقع المكشوفة.

أخطاء تكرر في أنظمة الأوف جريد

• تصغير البطاريات لتخفيض السعر: فتُفرَّغ إلى عمق كبير يومياً ويقصر عمرها.
• التصميم على متوسط السنة: فتعمل المنظومة جيداً في الصيف وتعجز في الشتاء أو بعد العواصف الترابية.
• تجاهل تيار الإقلاع: فيفصل الإنفرتر كلما اشتغلت المضخة أو المكيف.
• خلط بطاريات قديمة بجديدة أو أنواع مختلفة في بنك واحد.

للمزارع التي هدفها الرئيسي سحب الماء، يوجد حل أبسط بلا بطاريات غالباً: منظومات الغطاسات الزراعية الشمسية التي تضخ نهاراً وتخزن الماء في خزان بدل تخزين الكهرباء. ولمعرفة حجم مبدئي لمنظومتك جرّب حاسبة حجم المنظومة الشمسية، أو تعلّم التصميم بنفسك في دورة تصميم المنظومات الشمسية.

أسئلة شائعة