حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية

Kareem Roshdy (CEO)

منذ 13 يوم 18 ساعة
2357
2
0

 حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية

كنا قد تحدثنا بالتفصيل في موضوع " تركيب الواح الطاقة الشمسية " عن تحديد اتجاه الالواح الشمسية وزاوية الميل.
وفي هذ الموضوع سنتناول جزئية أخري مهمة جدا ايضا وهي حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية في حالة المشاريع الضخمة والمزارع الشمسية او في حالة تم تركيب صفوف متوازية من الالواح الشمسية لأي سبب ما.
عند تصميم مشروعات الالواح الشمسية الفولتوضوئية لتوليد الكهرباء يعتبر الظل هو العدو الأكبر ففي اي بلد عربي نتوقع علي الأقل 6 ساعات عمل كاملة في اليوم. تخيل انه لو وقع الظل علي أحد اركان لوح شمسي قد يحرمنا ذلك من طاقته كاملة او نصف طاقته. لذلك يجب حساب المسافة بين الألواح بدقة حتي نضمن انه في اسوأ الظروف لن يغطي ظل الألواح علي بعضها البعض



وقبل ان نبدأ في شرح طريقة حساب الماسفة بين صفوف الالواح الشمسية يجا ان نقوم باجراء الحسابات اعتمادا علي اسؤ الأوقات في السنة وفي هذه الحالة أكبر مسافة ظل قد يلقيها اللوح الشمسي خلفه هي في الشتاء وتحديدا في يوم 21 ديسمبر 
حيث تكون زاوية ميل الشمس بأقل قيمة لها وهذه الزاوية هي الموضحة علي الرسم بالأسفل بالرمز الفا α .
وهذه الزاوية نسميها minimum solar altitude angle.

 حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية
ولأن أيضا الظل ليس في اتجاه واحد فقط بينما يعتمد علي تجاه آخر وهو زاوية ميل الشمس ناحية الشرق أو الغرب سواء في بداية النهار أو آخره يجب ايضا ان نأخذ هذا في الأعتبار فمثلا لو كنا نتوقع للنظام ان يعمل 6 ساعات يوميا بطاقته الكاملة فذلك يعني انه سيعمل ثلاثة ساعات قبل ساعة الزروة ( الظهيرة ) وثلاث ساعات بعد ساعة الزروة .
فمثلا لو فرضنا ان ساعة الزروة هي الثانية عشرة ظهرا فسنأخد حساب زاوية ميل الشمس في الساعة التاسعة صباحا لو الثالثة مساءا وستكون زاوية الميل متطابقة في الحالتين ويمكن الحساب علي أي حالة فيهم.
وهذه الزاوية موضحة بالرمز زيتا ψ  في الشكل الموضح بالأسفل.
وتسمي هذه الزاوية suns azimuth angle

 حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية

وكما أصبح واضح لنا فالحسابات ستعتمد بشكل رئيسي علي هاتين الزاويتين الفا و زيتا . ولكن كيف تحصل علي هاتين الزاويتين بدقة ؟


في الحقيقة فان الحصول علي هاتين الزاويتين بدقة في يوم 21 ديسمبر تحديدا يعتبر امرا ليس سهلا لو قررت ان اشرحه اعتمادا علي الخرائط والجداول ولكن لحسن الحظ هناك بعض الأدوات علي الانترنت تسهل هذا الأمر كثيرا ولقد تم أختيار هذه الأداة الرائعة المتوفرة من NOAA والموجودة في هذا اللينك http://www.esrl.noaa.gov/gmd/grad/solcalc/
وسنحاول شرح كيفية استخدام الأداة بشكل مبسط .

 حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية

هذا هو شكل الاداة الذي سيظهر لك:
 
أولا عليك ان تقوم بسحب السهم الأحمر من علي الخريطة ووضعه في المدينة التي تريد ان تقوم باجراء حساباتك فيها لتقوم الاداة تلقائيا بحسابات الأحداثيات لها. ففي هذا المثال مثلا السهم موجود في القاهرة تقريبا. ثم تقوم بتحديد التاريخ علي يوم 21 ديسمبر كما هو واضح.
 
ثانيا أول ما يجب عليك ملاحظته هو القيمة الموجودة في المربع المحدد باللون الأحمر وهو يعبر عن ساعة الظهيرة او ساعة الزروة وفي هذه الحالة كما هو واضح هي الساعة 11:52 دقيقة
 
ثالثا لو كنت تريد ان تعمل الواح الطاقة الشمسية الخاصة بك لفترة 6 ساعات يوميا بطاقتها القصوي وهو غالبا ما ستقوم بأجراء حاساباتك عليه عليك ان تطرح نصف هذه القيمة اي 3 ساعات من ساعة الزروة الظاهرة عندك او ساعة الظهيرة ففي هذه الحالة مثلا ستكون الساعة التي سنحسب عليها هي الساعة 9:10 تقريبا .
 
رابعا قم بكتابة هذه القيمة وهي 9:10 في مثالنا هذا في المربع المحدد باللون الأزرق .
 
خامسا وأخيرا ستظهر لك قيمتين في المربع المحدد باللون الأخضر هاتين القيمتين هما ما تبحث عنهما تحديدا 
فان القيمة الصغيرة وهي في مثالنا هذا 23.79 هي الزاوية الفا α   minimum solar altitude angle
والقيمة الكبيرة وهي في مثالنا هذا 139.17 هي الزاوية زيتا  ψ   suns azimuth angle


الآن يأتي دور أجراء الحسابات بالمعادلات الخاصة بنا :

عليك الرجوع لصور الزوايا بالأعلي لتعرف المصود بالرموز الموضحة بالمعادلات
اولا نقوم بحساب القيمة h وهي ارتفاع اللوح كما هو واضح بالصورة بالأعلي

 حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية

القيمة x هي عرض اللوح كما هو واضح بالصورة بالأعلي أيضا والزاوية سيتا هي زاوية الميل التي قمنا بحسابها من قبل في موضوع تركيب الواح الطاقة الشمسية . وهي غالبا وفي معظم البلاد العربية ستساوي قيمة دائرة العرض الواقع عليها مدينتك + 15 درجة.
 
ثانيا نقوم بحساب 'D وهي مسافة الظل المائلة

 حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية

وطبعا قيمة الزاوية الفا قمنا بالحصول عليها من قبل باستخدام الاداة التي قمنا بشرحها.
 
ثالثا نقوم بحساب المسافة بين الألواح وهو ما نريد أخيرا الحصول عليه

 حساب المسافة بين صفوف الالواح الشمسية

وطبعا الزاوية زيتا قمنا ايضا بالحصول عليها منذ قليل باستخدام الاداة التي قمنا بشرحها .
وبذلك تكون قد استطعت ان تحسب المسافة اللازم توافرها بين صفوف الواح الطاقة الشمسية لتتفادي سقوط ظلها علي بعضها البعض وذلك تحت اسوء الظروف في السنة وبذلك ستضمن كفائتها طوال ايام وساعات السنة.
وأرجو ان اكون وفقت في الشرح.


أحدث وظائف الطاقة الشمسية