بعد إغراق السوق المحلي بألواح وبطاريات الطاقة الشمسية .. كيف يمكن للمواطن أن يختار الأكثر جودة والأنسب ثمناً…؟؟

 جاك وهبه:

وسط أزمة الكهرباء التي تشهدها سورية حالياً، وضآلة التغذية بالتيار، وسياسة التقنين العشوائية التي تتبعها وزارة الكهرباء، شهدَت الأسواق طلباً على شراء أنظمة الطاقة الكهروضوئية الشمسية من ألواح شمسية وأنفرترات وبطاريات لتأمين حاجة المنازل والمكاتب وغيرها من الطاقة الكهربائية، وفي ظل إغراق السوق بعدد كبير من الماركات المعروف أقلها والمجهول معظمها، يؤكد العديد من المهتمين والمختصين أن هناك تخبطاً شديداً في اختيار النوعيات والجودة، الأمر الذي يترك المواطن العادي في مهب الريح أمام اختياره للنوع الأفضل من هذه التجهيزات، حيث أنه لا يوجد فروقات واضحة بين هذه التجهيزات من حيث المظهر، ولكن عند دخولنا لعالم هذه التجهيزات نفهم عندها أدق التفاصيل المتعلقة بالجودة والكفاءة ما يساعدنا على الاختيار الأفضل لهذه التجهيزات.
الخبر اليقين
ولمعرفة هذه التفاصيل توجهت الثورة للمركز الوطني لبحوث الطاقة كونه الجهة المعنية بذلك والتقت الدكتور المهندس نوار أحمد حيث بين أن الخلية الشمسية هي عبارة عن جهاز إلكتروني (مكون من مواد شبه موصلة ) يلتقط أشعة الشمس ويحولها مباشرة إلى كهرباء، حيث أشهر أنواعها يتكون من طبقة سليكون يضاف لها بعض الشوائب المتميزة ببعض الخواص الكهربائية، ويضاف للطبقة العليا المستقبلة لأشعة الشمس عنصر الفوسفور. في الطبقة السفلية للخلية الشمسية، يوجد عنصر البورون لامتصاص الشحنات الكهربائية وتسمى الطبقة “P” – لكنه يضم عدداً قليلاً من الإلكترونات بعكس طبقة السليكون التي تسمى “N” وعند ارتطام أشعة الشمس بالطبقة العلوية ذات السليكون وعنصر الفوسفور، يتم شحن الإلكترونات وتزود بالطاقة، ومع وجود موصل كهربائي بين الطبقتين، يتولد تيار كهربائي ينتقل من الطبقة العليا إلى السفلى. الخلية بحجم كف شخص بالغ، وغالباً ما يتم تجميع الخلايا الشمسية معاً لإنشاء وحدات أكبر تدعى الألواح الشمسية. عبر عملية تغليف وتوصيل محددة.

*الأنواع الرئيسة المتوفرة في الأسواق..

وكشف أحمد أن هناك ثلاثة أنواع رئيسية لألواح الطاقة الشمسية متوفرة في الأسواق وهي الألواح ذات الخلايا “الأحادية البلورات” “Monocrystalline Silicon” مظهرها متناسق يدل على نقاء كريستالات السليكون، وتكون الخلايا المكونة للألواح عبارة عن سبائك سليكون تم تقطيعها إلى شرائح، ومن الممكن ملاحظة أن أحرف الخلايا ليست متلاصقة وهذا ما يعطي الألواح الأحادية مظهرها المميز، وتعتبر هذه الألواح هي أغلى الأنواع وتعطي كفاءة 15-22.5% في المعمل، وعمرها الافتراضي 25-30 سنة.
وبالنسبة للنوع “الثاني” فهو الألواح ذات الخلايا متعددة الكريستالات او البلورات “Polycrystalline Silicon” والفرق بينها وبين الأحادية واضح جداً من حيث الشكل، حيث تكون فيها الخلايا عبارة عن مربعات متراصة، تتميز بانخفاض ثمنها مقارنة بالخلايا الأحادية وتعطي كفاءة بين 12-18 %، وعمرها الافتراضي بين 23-27 سنة، ومن عيوبها ان مظهرها ليس جمالياً كما في حالة المظهر الأزرق الغامق الانسيابي الجميل للألواح الشمسية الأحادية، كما أنها تتطلب مساحة أعلى من أجل الحصول على نفس الانتاج للألواح ذات الخلايا أحادية البلورة

أما النوع “الثالث” لألواح الطاقة الشمسية هو ألواح الأفلام الرقيقة “Thin Film” وهذا النوع رقيق وانسيابي وتأخذ شكل السطح الذي يتم تثبيتها عليه، ومعظم التطويرات والأبحاث التي تجري حالياً تقوم على التطوير في هذا النوع بالتحديد نظراً لأن له انسيابية ووزنه وسمكه قليل. كما أن هذه الألواح صالحة للعديد من التطبيقات مثل أسطح المراكب وسيارات النقل، ومن عيوبها أنها أقل الأنواع كفاءة حيث قد لا تزيد عن 9-14% وعمرها الافتراضي أقل من نظيراتها الأحادية والمتعددة، كما أنها أغلى الأنواع ثمناً اذا تم حساب عمرها الافتراضي القصير في معادلة الثمن.

*معايير اختيار الأفضل ..
وعن كيفية اختيار الألواح الشمسية الأكثر جودة بيَّن أحمد أن هناك عدة معايير يجب أخذها بعين الاعتبار كفترة ضمان الألواح الشمسية ونوعية الضمانة خطية أو غير خطية، وشراء اللوح بالسعر الأرخص بالنسبة لأعلى استطاعة وأعلى كفاءة، والأخذ بعين الاعتبار اسم الشركة المصنعة وقوتها في الأسواق حيث أن هناك شركات عالمية اكتسبت شهرة في هذا المجال بشكل كبير مثل (Canadian Solar) (Jinko Solar) بالتالي فاسم الشركة له أهمية كبيرة، كما يجب أن يكون اللوح مزودا بـ 3 ديودات تمرير على الاقل وأن تكون نوعية الكابلات المستخدمة والخارجة من صندوق علب الديودات ذات نوعية جيدة.
كما تعتبر نوعية إطار الألواح عاملا مهما جداً في تحديد جودة اللوح، إضافة إلى جودة الغشاء الواقي الموجود على السطح الخلفي للوح حيث أن المادة المصنوع منها تحدد بشكل كبير مدى تحمله للعوامل الخارجية، ومن هذه المعايير أيضاً كفاءة اللوح الشمسي ومعامل درجة الحرارة التي تحدد مدى تأثر اللوح بدرجة الحرارة ودوما نحاول اختيار الألواح التي لها معاملات حرارية تسمح بأقل قدر 

ممكن من التفاوت، والانزياح عن الطاقة الاسمية حيث أن هناك معامل انزياح عن الطاقة الاسمية للوح بتفاوت أقصى 5% 

ولا يجب أن نأخذ الألواح التي لها معامل تفاوت عال او تحت الصفر، كما يتم اختيار الالواح حسب مكان التركيب و درجات الحرارة و المساحة المتوفرة حيث يتم اختيار تقنية الألواح الشمسية المناسبة.

*كيف نختار الانفرترات..

أما بالنسبة لاختيار الانفرترات (المعرجات) أوضح أحمد أن الانفرتر (العاكس) هو جهاز وظيفته تحويل تيار الكهرباء المستمر DC القادم من الألواح او البطاريات الى تيار متردد 380/220/110 AC لتشغيل أجهزة المنزل أو المضخات أو ربط نظام الطاقة الشمسية بشبكة الكهرباء القومية، وله عده أنواع حسب نوعية الوصل والنظام كالعاكس المتصل بالشبكة “On Grid Inverter” ويستخدم هذا النوع في النظم المتصلة بشبكة الكهرباء ويوجد منه مقاسات تبدأ من 2 كيلو وات و حتى 1 ميغاوات والمقاسات الصغيرة حتى 5 كيلو يكون فيها نوع التيار الخارج 1 فاز 220 فولت والمقاسات الأكبر من 5 كيلو يكون فيها نوع التيار المتردد الخارج 3 فاز 380 فولت وهذا النوع من الأنفرتر يفصل التيار الكهربائي تلقائياً وينطفئ تماماً عند انقطاع التيار في الشبكة، حيث تحقق هذه الخاصية الأمان للعمال في حال قيامهم بأعمال صيانة شبكة الكهرباء أثناء انقطاع التيار، وبهذه الحالة لا يمكن الاستفادة من كهرباء الطاقة الشمسية عند انقطاع التيار عن الشبكة حيث يكون العاكس مطفأ تماماً.
أما النوع “الثاني” فهو العاكس المنفصل عن الشبكة والهجين والتي تأتي أغلب أنواعه الآن مع منظم الشحن داخلي، ومخرج التيار يكون إما موجة جيبية معدلة أو نقية، وقد أصبحت العواكس ذات الموجة النقية الأكثر انتشاراً في جميع العواكس بعد انخفاض أسعارها عدا بعض العواكس الصغيرة المخصصة لتشغيل وحدات الإضاءة فقط، وجهد بنك البطاريات التي يدعمها الانفرتر هي مواصفة موجودة في الانفرتر الهجين “Off Grid” الذي يحتوي على منظم الشحن بداخله، حيث أن جهد البطاريات التي يدعمها الانفرتر بصورة عامة 12 فولت للعواكس الصغيرة حتى قدرة 1 كيلو وات، و 24 فولت للعواكس من 1 الي 3 كيلو وات، و48 فولت للعواكس من 3 الي 10 كيلو وات 96.
وبالنسبة للنوع “الثالث” هو عاكس متصل بالشبكة و مزود ببنك بطاريات “Grid Tied with battery backup”ويجمع هذا النظام بين النظامين المتصل والمنفصل السابق شرحهم حيث تقبل هذه العواكس البطاريات مع إمكانية ربطها بشبكة الكهرباء، والفرق الأساسي بين هذا النوع والعاكس الهجين هو أن هذا العاكس يمكنه ضخ الكهرباء إلى الشبكة بالإضاقة إلى استخدام الكهرباء من الشبكة، أي أن التيار المتردد يسير في الإتجاهين من وإلى الشبكة، أما العاكس الهجين فيأخذ التيار من الشبكة في اتجاه واحد فقط ولا يمكنه ضخ كهرباء إلى الشبكة، ويقوم هذا العاكس بفصل ضخ الكهرباء إلى الشبكة عند انقطاع التيار و لكنه لا ينطفئ، مما يسمح بالاستفادة من كهرباء الطاقة الشمسية عند انقطاع التيار عن الشبكة والاعتماد على الخلايا والبطاريات.

*ضرورة التمييز بين البطاريات..
كما أكد أحمد على أهمية التمييز بين أنواع البطاريات المختلفة في الأسواق حيث تعتبر بطارية الرصاص المغمورة “FLA – Flooded Lead Acid” من أفضل أنواع بطاريات الطاقة الشمسية وتكون فيها ألواح الرصاص مغمورة تماماً بسائل قابل للتأين الكهربي يجب تغييره كل فترة معينة مثل بطاريات السيارة لذلك تم إطلاق هذا الاسم عليها، وتعتبر من أقدم البطاريات والأكثر استعمالاً، وتتراوح قدرتها بين 100 و 500 AH، وقد يصل عمرها الافتراضي إلى 10 سنوات.
أما البطاريات غير المغمورة “VRLA – Valve Regulated Lead Acid” فالفرق بينها وبين بطارية الرصاص المغمورة أنه لا يجب تغيير السائل بداخلها، ولا تحتاج لصيانة كما أنها تطلق كمية مهملة من غاز الهيدروجين مما يجعلها أسهل في النقل وفي التركيب ولا يعتبر التعامل معها فيه شيء من الخطورة، ويأتي هذا النوع من البطاريات بثلاثة أنواع رئيسية هي بطارية نوع Wet ويتميز هذا النوع أنه يستطيع أن يقوم بعمل ما يقرب من 500 عملية تفريغ عميقة لما يقرب من 50% من شحنتها وهو أصلاً مصمم لأغراض ملاحية ولكن يمكن استخدامه في الأنظمة الفوتوضوئية ويعتبر حلا اقتصاديا، والنوع الثاني بطارية AGM اختصار Absorbed Glass Mat وهو يعني السائل القابل للتأين الكهربي تم امتصاصه في حصيرة اسفنجية، أما النوع الثالث Gel الرصاص مغمور في سائل تم تحويله إلى ما يشبه الجيلي أي أنه أصبح أقل ميوعة وأكثر تماسكاً، ويعتبر النوعان AGM أو Gel جيدين جداً ويمكن أن يعملا في كافة الظروف وتحت أي ضغط أما النوع Gel هو أفضل وأكثر كفاءة وعمره الافتراضي أكبر، كما أنه يستطيع أن يقوم بعمل دورة تفريغ عميقة قد يصل فيها إلى تفريغ 60% من الشحنة الموجودة في البطارية.

وبالنسبة لبطاريات اليثيوم أيون “li-ion batteries” فتتميز بتحمل تفريغ 90% دون أي مشاكل، وذلك على عكس جميع بطاريات حامض الرصاص السائلة منها، وبطاريات GEL التي لا يجب أن يزيد فيها نسبة التفريغ عن 50%، وتدوم حتى 4000 دورة شحن عند تفريغها بنسبة 90% بالمقارنة مع 800 دورة لبطاريات حامض الرصاص GEL والسائلة، كما تتميز بطاريات الليثيوم بسرعة شحنها وتفريغها بدون أي مشاكل، على عكس بطاريات GEL التي يجب شحنها وتفريغها في 8 ساعات على الأقل، أما البطاريات الليثيوم فيمكن اتمام هذه العملية في ساعتين فقط دون مشاكل، وتتحمل درجة حرارة 45، على عكس البطاريات GEL التي تتم صناعتها على أساس أنها لن تتعرض لدرجة حرارة أكثر من 25 لفترات طويلة، وتعتبر هذه الميزة أهم ميزة في البلدان العربية، كما أن بطاريات الليثيوم تتميز بحجم ووزن أقل بكثير من البطاريات الأخرى يصل إلى 1/3 حجم، حيث أن وزن بطاريات الليثيوم 12 فولت 100 أمبير يصل إلى 12 كغ فقط بدل 35 كغ للبطارية الجل، وبكفاءة عالية تصل إلى 95% بالمقارنة بكفاءة البطاريات العادية التي تصل إلى 80%، وذلك يعني أن بطاريات الليثيوم الفواقد أقل مثلًا عند شحن 100 كيلو وات في الساعة، وتتميز بطاريات الليثيوم بتخزينها لمدة 12 شهرا متواصلا دون حدوث مشاكل، وبالعكس يفضل تخزينها ونسبة الشحن ما بين 70_20% فقط، وذلك على عكس البطاريات التقليدية التي يجب الحفاظ فيها على نسبة الشحن أكثر من 90% عند التخزين وإعادة شحنها كل أسبوعين لمنع تكوين كرستالات الكبريت وهلاك البطارية.

*مواصفات تجهيزات الطاقة المتجددة المتوفرة..

ونوه الدكتور أحمد: أنه خلال السنتين السابقتين قام المركز الوطني لبحوث الطاقة تدريجيا بتشديد المراقبة على الأوراق الرسمية لتجهيزات الطاقة المتجددة الداخلة إلى سورية خصوصا الواح الطاقة الكهروضوئية ولواقط تسخين المياه حيث تم الزام اي مستورد قبل أن يدخل اي جهاز إلى سورية بإحضار فاتورة تفصيلية بالمواد المدخلة مع الموديل والاستطاعة واسم الشركة المصنعة والمصدرة والعدد الكلي للتجهيزات وسعرها، وكتالوج تفصيلي بالمواصفات الفنية للجهاز المستورد، وشهادة جودة تضمن مطابقة المواصفات للجهاز مع المواصفات القياسية العالمية من شركة عالمية معترف بها بالإضافة إلى إمكانية تفقد موقع الشركة والبيانات عليه للتأكد من مصداقية رقم شهادة الجودة بشكل مباشر عبر شبكة الانترنت حيث تم تقسيم المواصفات القياسية المعترف بها إلى مواصفات قياسية للألواح الكهروضوئية ذات الرقم:
_ IEC 61215 Terrestrial photovoltaic (PV) modules – Design qualification and type approval
_ IEC 61730 Photovoltaic (PV) module safety qualification.
ومواصفات قياسية للواقط الشمسية المسخنة للمياه ذات الرقم :
_ EN 12975: Thermal solar systems and components. Solar collectors.
_ EN 12976: Thermal solar systems and components. Factory-made systems.
_ EN 12977: Thermal solar systems and components. Custom-made systems.

منوهاً أن المركز الوطني لبحوث الطاقة يعمل حالياً على تأمين جهاز لاختبار اللواقط الكهروضوئية بالفترة القادمة من أجل التأكد من مطابقة المواصفات المزودة ورقيا وبشكل موثق للتجهيزات مع البضاعة المدخلة حيث يتم أخد عينات من كل شحنة مستوردة للتحقق.

سيرياهوم نيوز 6 – الثورة