شارك
الرئيسية
4 دقائق 
مع دخول فصل الشتاء من الطبيعي أن تنتج ألواح الطاقة الشمسية كميات أقل من الطاقة، بعد كل شيء فإن درجات الحرارة المنخفضة تعود لميلان زاوية ورود الإشعاع الشمسي، وقصر طول النهار، ووجود أيام غائمة أكثر، والغطاء الثلجي. تحد جميع تلك العوامل من كمية الضوء المتوفرة للألواح لتحويلها إلى كهرباء، ولكن بينما لا يمكنك إطالة ساعات السطوع الشمسي أو إزالة الغيوم، فإن هناك بعض الطرائق التي يمكنك باتباعها أن تزيد كفاءة الطاقة الشمسية في الشتاء، إليك بعضها.
1. شراء نموذج طاقة شمسية عالي الكفاءة
تتكون ألواح الطاقة الشمسية من خلايا كهروضوئية تحوّل طاقة الشمس إلى كهرباء. لكن الألواح لا يمكنها تحويل كامل ما تتلقاه من ضوء الشمس إلى كهرباء، لذا يتم تحديد جودة لوح الطاقة الشمسية بكفاءة تحويله للطاقة الشمسية. كفاءة اللوح هي النسبة المئوية بين الطاقة التي تصل إلى اللوح والتي تحوّلها الخلايا الكهروضوئية إلى كهرباء.
بشكل عام تتفاوت ألواح الطاقة الشمسية في كفاءتها ما بين 15-20% أو أكثر، وفقاً لمادة اللوح وهيكله وسعره، إذاً للحصول على أعلى كفاءة للوح الطاقة الشمسية لا بُدّ من شراء أفضل الأنواع، فما الأنواع المتوفرة منه؟
- أحادي البلورية: هذا النوع هو الأعلى ثمناً والأكثر كفاءة، إذ تزيد كفاءته على 20%، وتتطلب مساحة صغيرة نسبياً، وتدوم لأكثر من 25 سنة، ما يجعلها خياراً ملائماً لأصحاب المنازل الصغيرة أو مع ضرورات التثبيت الصعبة.
- متعدد البلورات: هو النوع الأكثر شيوعاً، يمكنه توليد ما يكفي من الكهرباء، إلا أن كفاءته تتراوح ما بين 20-15%، وتدوم هذه الألواح لنحو 20 عاماً.
- الألواح ذات الأغشية الرقيقة: هي الأقل تكلفة وكفاءة، فلا تزيد كفاءتها على 10%، وتحتاج لمساحة نشر واسعة، كما أنها تتدهور بسرعة.
اقرأ أيضاً: كيف يتم تسخين الماء بالطاقة الشمسية؟
2. شراء ألواح ذات خلايا كهروضوئية عالية التركيز
يُقصد بأنظمة الخلايا الكهروضوئية عالية التركيز تركيز كمية كبيرة من ضوء الشمس على منطقة صغيرة من الخلايا الكهروضوئية عالية الكفاءة. ترتفع الكفاءة في الألواح التي تحتوي على خلايا كهروضوئية مركزة إلى 46%، إلا أنها تأتي بثمن باهظ، إذ تزيد تكلفتها على 4 أضعاف تكلفة الألواح الكهروضوئية التقليدية.
اقرأ أيضاً: ما الطاقة الشمسية المركزة؟
3. ضبط زاوية ألواح الطاقة الشمسية
تميل الشمس شتاءً في نصف الكرة الشمالي إلى الجنوب، بينما تميل شمالاً في نصف الكرة الجنوبي في الفصل ذاته، لذا لا بُدّ من إعادة ضبط زاوية ميل لوح الطاقة الشمسية باتجاه الشمس ليتلقى أكبر قدر ممكن من أشعتها. علاوة على ذلك، يساعد ضبط زاوية ميل لوح الطاقة الشمسية في منع تراكم الثلوج على سطح اللوح وتساقطها. هناك صيغ لحساب الزاوية المثالية، أو يمكنك شراء ألواح مزوّدة بمتتبع موسمي مدمج لزيادة التعرض للشمس تلقائياً.
4. تقليل استهلاك الطاقة
مع تناقص عدد ساعات النهار في الشتاء يقل إنتاج ألواح الطاقة الشمسية من الكهرباء بالضرورة، لذا يساعد تقنين استهلاكك للطاقة وتقليل استخدامك لها من زيادة فعالية الطاقة الشمسية. هناك العديد من الطرائق لتوفير استهلاكك من الطاقة، ومنها:
- تبديل المصابيح العادية بالأنواع الموفرة للطاقة والتي تمتاز باستهلاك أقل وعمر مديد، بشكل عام يمكن استبدال المصابيح التقليدية ذات الاستطاعة الكهربائية 60 واطاً بالمصابيح ذات الاستطاعة 15 واطاً.
- إطفاء الإنارة في النهار أو عندما لا تستخدمها.
- فصل الأجهزة عند عدم استخدامها، لأنها تبقى قادرة على استهلاك الكهرباء ولو بكميات صغيرة منها.
- عزل المنزل جيداً لتقليل استهلاك المكيفات والمحافظة على درجة الحرارة.
اقرأ أيضاً: إليك أساليب الاستفادة من الطاقة الشمسية
5. تنظيف ألواح الطاقة الشمسية
على مدار العام تتعرض الألواح الشمسية لمختلف الظروف الجوية، فقد تتراكم فوقها طبقة من الأوساخ وتقل كفاءتها بمقدار 5%، وإذا كانت في مكان حيث لا تتساقط فيه الأمطار فقد تزداد سماكة الطبقة وتقل إنتاجية الألواح لأكثر من 20%. نظراً لأن الألواح الشمسية لا تحتوي على أجزاء متحركة، فمن الضروري تنظيفها من حين لآخر.
كذلك الأمر بالنسبة للثلوج، قد يكون وجودها مفيداً في تنظيف الألواح من طبقة الأوساخ المتراكمة، إلا أنه إذا زادت كمية الثلوج بحيث غطت كامل اللوح ولفترة طويلة، فلن يتلقى ما يكفي من طاقة ضوء الشمس، وبشكل خاص في الألواح المزودة بإطار يعيق تساقط الثلوج عنها.
كما تؤدي زيادة الوزن إلى تشققات دقيقة في الألواح، والضغط على نقاط التركيب وهيكل دعم النظام الكهروضوئي، لذا لا بُدّ من تنظيف الألواح من الثلج باستخدام فرشاة ناعمة، ويُفضّل مراجعة قسم الصيانة للتأكد من التنظيف الصحيح دون إتلاف ألواح الطاقة الشمسية.
اقرأ أيضاً: كيف تتحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية بوجود منظومة الطاقة الشمسية؟
6. عزل بطاريات الطاقة الشمسية
على الرغم من أن درجات الحرارة المنخفضة تساعد على التفريغ الذاتي البطيء، فإنه في الحالات التي يكون فيها الشحن والتفريغ متكرراً وتكون الدورات عميقة؛ مثل أنظمة الطاقة الشمسية، فإن لدرجات الحرارة المنخفضة تأثيراً عكسياً. تُبطئ البرودة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل البطارية، ما يقلل من إنتاجها للتيار الكهربائي، وبالتالي من سعة تخزين الطاقة.
بشكل عام، تفقد البطاريات نحو 10% من سعتها مع كل انخفاض بمقدار 5-7 درجات مئوية تقريباً عن 25 درجة مئوية. للحفاظ على درجة حرارة مناسبة لأداء البطارية يجب عزلها أو ضبط درجة حرارتها، وهو ما يختلف وفقاً لنوع البطارية:
- بطاريات الليثيوم أيون: يمكن وضعها داخل المنزل بأمان، أو يمكن استخدام الأنواع المزودة بنظام لإدارة درجة حرارة البطارية بحيث يمكنه تشغيل مصدر تدفئة خارجي عندما تقترب درجات الحرارة المحيطة من درجة التجمد.
- بطاريات الرصاص الحمضية السائلة: لا يمكن تثبيتها داخل المنزل بأمان، لأنها تطلق غاز الهيدروجين المتفجر بتراكيز صغيرة تصل لنحو 4%. عوضاً عن ذلك يمكن الاحتفاظ بها داخل صندوق مزود بثقبين للتهوية ووضعها ضمن مرآب أو سقيفة معزولة، أو عزلها باستخدام الرغوة العازلة الصلبة.
- بطاريات الرصاص الحمضية الجل: تعد آمنة بما يكفي لحفظها في المنزل.
اقرأ أيضاً: ما الذي يُنبئ بهيمنة الليثيوم-أيون على تقانة البطاريات لفترة طويلة قادمة؟
إذاً، وعلى الرغم من أن الشتاء قادم بغيومه وأمطاره، فإن هذا لا يعني ضرورة معاناتك. فمن خلال فهم كيفية عمل وحفظ ألواح الطاقة وبطارياتها في درجات الحرارة المنخفضة، يمكنك زيادة كفاءة الطاقة الشمسية في الشتاء.