مقدمة

يعد التقييم الدقيق للعائد السنوي لمحطات الطاقة الشمسية للمرافق الخدمية عند تطوير وتمويل هذه المشاريع أمراً بالغ الأهمية. 

ويتم عادةً إجراء هذه التقييمات باستخدام برامج المحاكاة، مثل «بي في سيست – PVsyst»، المُعترف بها على نطاق واسع و القابلة للتمويل. ولكن يوجد نقطة خلاف في هذا الموضوع وهي أن العائد المتوقع يعتمد بشكل كبير على البيانات الجوية.

تتزايد الانحرافات في البيانات الجوية كلما تقدمنا في حقبة الاحتباس الحراري العالمي، مما يؤثر في كثير من الأحيان بشكل سلبي على معامل الأداء بالإضافة إلى مؤشرات أداء أخرى. بالتالي، أصبحت الحاجة إلى مراعاة تصحيح درجة الحرارة في حسابات معامل الأداء أمرًا بالغ الأهمية.

يتأثر أداء ألواح الطاقة الشمسية بشكل كبير بدرجة الحرارة فكلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت كفاءة الألواح بشكل عام. يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى زيادة موصلية المواد شبه الموصلة في خلايا الألواح الشمسية، مما يزيد من تدفق حاملات الشحنة وبالتالي يقلل من الجهد المتولّد. لنتعمق أكثر في تفاصيل تصحيح درجة الحرارة ودورها الكبير في قياس أداء محطة الطاقة الشمسية.

ما هو «معامل الأداء – Performance Ratio»؟

يمثل معامل الأداء في عالم الطاقة الشمسية مدى كفاءة تحويل محطة الطاقة الشمسية الإشعاع الشمسي الساقط عليها إلى طاقة كهربائية. وهو ببساطة قسمة الإنتاج الفعلي للمحطة الشمسية على الإنتاج المتوقع في الظروف المثالية.

ويمكن حسابه رياضياً حسب المعادلة التالية:

حيث:

تعني «PR»: معامل الأداء

و«Actual Energy Output»: الإنتاج الفعلي للمحطة الشمسية

و«Expected Energy Output»: الإنتاج المتوقع في الظروف المثالية للمحطة

و«G»: يمثل عامل تصحيح التوفر

و«D»: يمثل عامل توفير التدهور

لماذا يجب مراعاة عامل تصحيح درجة الحرارة؟

هناك ثلاثة أسباب رئيسية تفسر أهمية مراعاة تصحيح درجة الحرارة:

1. دقة التحليل: يمكن أن يؤدي حساب معامل الأداء دون مراعاة درجة الحرارة إلى نتائج خاطئة. إذ يمكن أن يبدو معامل الأداء منخفضاً بشكل غير عادي في الأيام الحارة بشكل خاص، حتى لو كان الإشعاع الشمسي عالي والإنتاج الفعلي بالكيلوواط ساعة مرتفعاً.
2. الجانب المالي: يحتاج المستثمرون وأصحاب المصلحة إلى مقاييس أداء دقيقة لقياس عوائد الاستثمار. يمكن أن تؤدي توقعات الأداء الخاطئة إلى توقعات أداء غير واقعية لا يمكن تحقيقها على أرض الواقع، مما قد يؤدي إلى زيادة التكاليف المالية وتقليل في قيمة الأصول دون داعٍ. ولقد شهدنا هذا في السنوات الحارة بشكل خاص والتي أدت إلى الارتباك بسبب التبسيط الزائد في صيغة معامل الأداء.
3. تقليل مخاطر الضمانات لـ«شركات الهندسة والمشتريات والإنشاء – EPC »: فمن الشائع أن يكون مقاولو هذه الشركات غير مشاركين في إعداد «تقرير العائد الطاقوي السنوي – EYR»، حيث توكل الشركات المطورة هذا الأمر للاستشاريين. لكن بالعادة يتم إيكال مخاطر معامل الأداء في أول سنتين لشركات الـ EPC مما يؤدي إلى سيناريوهين شائعين: إما أن تخصص شركات الـEPC  تكاليف مراعاة الأضرار المحددة المحتملة للأداء أو أن تخاطر بتجاهل الزيادة الفعلية المحتملة في درجة الحرارة وتأثيرها على معامل الأداء.

مراعاة تصحيح درجة الحرارة

مراعاة تصحيح درجة الحرارة غالباً ما يتم في حساب معامل الأداء باستخدام معامل درجة حرارة ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية “Temperature Coefficient”. يشير هذا المعامل إلى مقدار انخفاض أداء اللوح مقابل كل درجة حرارة مئوية زيادة أعلى من درجة حرارة الظروف المعيارية للاختبار.

لإدراج عملية تصحيح درجة الحرارة في الحسابات:

Corrected Expected Energy Output = Expected Energy Output * (1 + coefficient * (Tactual – Tstandard))

حيث:

تعني «Corrected Expected Energy Output»: خرج الطاقة المتوقع بعد التعديل

و «Expected Energy Output»: خرج الطاقة المتوقع

و«coefficient»: المعامل

و«Tactual»: درجة الحرارة الفعلية المقاسة للخلية

و«Tstandard»: درجة الحرارة القياسية السنوية حسب تقرير العائد الطاقوي السنوي.

الخلاصة

يستدعي التزايد في انحراف في البيانات الجوية – والتي تفاقمت بسبب الاحتباس الحراري العالمي – الحاجة إلى نهج متطور لتقييم إنتاج محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. مراعاة تصحيح درجة الحرارة في حسابات معامل الأداء ليست مجرد تفاصيل فنية وإنما خطوة حاسمة لقياس أداء المحطة بدقة، مما يضمن الاستدامة وتحسين توليد الطاقة بشكل أفضل.

تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة …

نتمنى لكم يوماً مشمساً!