إن قرار شراء ألواح الطاقة الشمسية لمنزلك ليس قرارًا بسيطًا، إذ أن نظام تحويل الطاقة الشمسية المتكامل ليس رخيصًا. فيما يلي نظرة عامة أساسية على ألواح الطاقة الشمسية المنزلية لمساعدتك على اختيار الأنسب لمنزلك وميزانيتك وأهدافك المتعلقة بالطاقة.
ما هي أفضل الألواح الشمسية للعمل من المنزل؟
تتكون الألواح الكهروضوئية الشمسية من طبقات من مواد شبه موصلة. تستغل الألواح الشمسية المنزلية طاقة الشمس وتحولها إلى كهرباء. الكهروضوئية، أو ما يُعرف اختصارًا بـ PV، مصطلح شائع.
تُرى هذه الألواح الشمسية على أسطح المنازل وفي الحقول. كما أنها قادرة على تركيز الطاقة الشمسية (CSP). إلا أن هذه الألواح الشمسية المنزلية تُستخدم بشكل أساسي في محطات الطاقة الكبيرة، وهي غير مناسبة للاستخدام السكني. وتعتمد هذه التقنية على تجميع الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية تُستخدم بدورها لتوليد الكهرباء.
حتى في الأيام الغائمة، نشتري أفضل الألواح الشمسية المنزلية التي تعمل بكفاءة. فقوة الشمس عاملٌ أساسي في كمية الكهرباء المُولّدة، إذ يُولّد ضوء الشمس تيارًا كهربائيًا عند سقوطه على الألواح الشمسية. إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن شراء الألواح الشمسية المنزلية، يمكنك قراءة هذه المقالة حول أفضل الألواح الشمسية المنزلية.
فوائد شراء الألواح الشمسية للمنزل
انخفاض تكاليف الكهرباء - أفضل الألواح الشمسية للمنزل
الشمس مجانية، لذا بمجرد دفعك لتكاليف التركيب الأولية، سيؤدي ذلك إلى تقليل فاتورة الكهرباء الخاصة بك.
ألواح الطاقة الشمسية منخفضة الكربون - أفضل الألواح الشمسية للمنزل
الطاقة الشمسية مصدر طاقة متجدد منخفض الكربون. وكلما أسرعنا في التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة، كان ذلك أفضل لبيئتنا وللبشرية جمعاء. فالطاقة الشمسية تساعد في تقليل اعتمادنا على مصادر الطاقة غير المتجددة، مثل الوقود الأحفوري.
الحد من تلوث الهواء
تُنتج الوقود الأحفوري كميات كبيرة من الملوثات. ولعلّك لاحظتَ تلوث الهواء الشديد إذا زرتَ كاليفورنيا أو نيويورك أو الصين أو أي منطقة متطورة أخرى في بداياتها. يُمكنك استخدام الألواح الشمسية المنزلية للحدّ من تلوث الهواء، حيث تُنتج هذه الألواح طاقة نظيفة لا تُسبّب تلوثًا. تُعدّ الطاقة الشمسية إحدى الوسائل التي يُمكننا من خلالها محاولة تقليل آثار تغيّر المناخ. ساهم في الحدّ من تغيّر المناخ عن طريق خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والملوثات الأخرى.
قلل فواتير الطاقة الخاصة بك
توليد الطاقة بنفسك يعني استهلاكًا أقل للكهرباء من مزود الخدمة، مما سيؤدي مباشرةً إلى توفير في فواتير الطاقة. كما يمكنك تحقيق ربح من بيع فائض الكهرباء إلى الشبكة.
تحسين أمن الشبكة
عندما تنتشر محطات توليد الطاقة اللامركزية بكثرة، تقل احتمالية انقطاع التيار الكهربائي. وتتميز الشبكات ذات الانتشار الواسع للطاقة الشمسية بوجود آلاف مراكز إنتاج الطاقة الموزعة على نطاق واسع، مما يعزز أمن الشبكة في حال وقوع كوارث طبيعية أو من صنع الإنسان.
هل الألواح الشمسية مناسبة للتركيب في منزلي؟
مع التطور المستمر لألواح الطاقة الشمسية، أصبح بالإمكان تركيب أفضل الألواح الشمسية المنزلية في جميع الظروف المناخية. وتعتمد ملاءمة شراء الألواح الشمسية للمنزل على توفر المساحة الكافية. يبلغ متوسط حجم النظام حوالي 4.2 كيلوواط ذروة، ويشغل مساحة 25 مترًا مربعًا تقريبًا من سطح المنزل. يُعد السطح ذو الميل المواجه للشمس بين 15 و40 درجة الخيار الأمثل لتركيب الألواح الشمسية. يليه في الجودة السطح المواجه للشرق أو الغرب. أما الأسطح المواجهة للشمال فقد لا تكون مناسبة لأنظمة الطاقة الشمسية بسبب قدمها أو كثافة الأشجار عليها. يُنصح باستشارة متخصص لتحديد السطح الأنسب. ونظرًا لارتفاع تكلفة الألواح الشمسية المنزلية، نسعى دائمًا لتحقيق أقصى استفادة منها.
مقدار التوفير الذي يمكنك تحقيقه باستخدام الألواح الشمسية للمنزل
يعتمد مقدار التوفير على كمية الكهرباء التي تستهلكها وكمية الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية. كما يعتمد مقدار التوفير على أسعار الكهرباء المحلية ومقدار التعويض الذي تحصل عليه مقابل فائض الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية. لنفترض أن الألواح الشمسية تنتج كهرباء كافية لتغطية إجمالي استهلاك منزلك. يمكنك تصدير الفائض إلى الشبكة. في هذه الحالة، قد ترغب في التقدم بطلب للحصول على ضمان التصدير الذكي.
لذا فإن مقدار المال الذي ستوفره لك الطاقة الشمسية يعتمد على عدة عوامل:
العامل الأول هو حجم نظام الألواح الشمسية، ويُقاس بالكيلوواط. بافتراض أنك تدفع 40 سنتًا لكل كيلوواط ساعة، فإن نظامك الشمسي يُنتج كيلوواط ساعة واحدة لتعويض هذا النقص. هذا يعني توفير 40 سنتًا. يمكنك إرسال الطاقة الفائضة إلى الشبكة، ويدفع لك مُزود الخدمة تعريفة تغذية. أما العامل الثاني فيعتمد على عمر الألواح الشمسية. فكلما طالت مدة استمرار الطاقة الشمسية، زادت الأرباح. في الظروف العادية، يمكن للألواح الشمسية أن توفر أكثر من 1000 دولار على مدار عمرها الافتراضي. يُغطي اللوح الشمسي العادي تكلفته في غضون أربع إلى ثماني سنوات. بعد ذلك، تصبح الطاقة مجانية تمامًا لمدة 25 إلى 30 عامًا المتبقية من عمره التشغيلي! في بعض الحالات، قد يُحقق نظام الألواح الشمسية عائدًا أكبر من الاستثمار في الأسهم أو العقارات.
هل الأفضل شراء ألواح الطاقة الشمسية أم استئجارها لتوفير المال؟
فوائد استئجار الألواح الشمسية
لستَ مُلزماً بدفع تكاليف شراء الألواح الشمسية مُقدماً. يكفيك دفع الإيجار الشهري عند استئجار العقار. مع أنك لن تُضطر للقلق بشأن التكاليف المُقدمة، إلا أنك لن تستفيد من المزايا الضريبية لتركيب الألواح الشمسية.
فوائد شراء الألواح الشمسية
عند تركيب الألواح الشمسية، ستكون مؤهلاً للحصول على إعفاء ضريبي لتركيب المعدات. مع ذلك، تتراوح التكلفة الأولية لنظام الطاقة الشمسية بين 8000 و25000 دولار أمريكي تقريبًا. إذا كنت قادرًا على تحمل التكلفة الأولية، فقد تكون مؤهلاً للحصول على إعفاء ضريبي لمرة واحدة بقيمة 221000 دولار أمريكي من سعر النظام. لذا، يعتمد قرار شراء أو استئجار الألواح الشمسية على احتياجاتك.
تركيب الألواح الشمسية على السطح - التوجيه/الزاوية
يُعدّ اختيار الألواح الشمسية للمنزل أمرًا بالغ الأهمية، لا سيما فيما يتعلق بموقعها وزاوية تركيبها. فالموقع والزاوية الأمثلان للوح الشمسي يُمكن أن يُحسّنا كفاءة النظام الشمسي أضعافًا مضاعفة. زاوية اللوح الشمسي هي الميل الرأسي للنظام الشمسي. قمنا بتركيب نفس الألواح الشمسية في موقعين: أحدهما مُظلل والآخر مُشمس. وبعد فترة، لاحظنا اختلافًا كبيرًا في كفاءة الألواح الشمسية بين الموقعين.
تساعد الألواح الشمسية المائلة بزاوية 20 درجة أو أكثر على ضمان الأداء الأمثل. عمومًا، تنتج الألواح الشمسية المواجهة للشرق أو الغرب طاقة كهربائية أقل بنحو 20% من تلك المواجهة للجنوب. إذا كان منزلك في نصف الكرة الشمالي، فيمكن تركيب الألواح الشمسية على الجانب الشمالي. مع ذلك، لا يُعد هذا الموقع مثاليًا لإنتاج الطاقة الشمسية.
بالنسبة لمعظم أصحاب المنازل في الولايات المتحدة، تُعدّ الزاوية المثالية لتركيب الألواح الشمسية قريبة من خط عرض المنزل أو مساوية له (على سطح مواجه للجنوب)، أي ما بين 30 و45 درجة. ولضمان أقصى إنتاجية على مدار العام، يجب إمالة الألواح الشمسية بنفس زاوية خط عرض المنزل، أي أن تكون موجهة نحو الوضع المتوسط.
أفضل ألواح الطاقة الشمسية للمنازل (زاوية)
| مدينة | أفضل زاوية للوحة الشمسية على مدار السنة | زاوية لوحة الطاقة الشمسية الشتوية | زاوية لوحة الطاقة الشمسية في الصيف |
|---|---|---|---|
| ألبوكيرك | 35 درجة | 50 درجة | 20 درجة |
| أوستن | 30 درجة | 45 درجة | 15 درجة |
| بوسطن | 42 درجة | 57 درجة | 27 درجة |
| بوفالو | 43 درجة | 58 درجة | 28 درجة |
| شارلوت | 35 درجة | 50 درجة | 20 درجة |
| دنفر | 40 درجة | 55 درجة | 25 درجة |
| لوس أنجلوس | 34 درجة | 49 درجة | 19° |
| نيويورك | 41 درجة | 56 درجة | 26 درجة |
| نيوارك | 41 درجة | 56 درجة | 26 درجة |
| فينيكس | 33 درجة | 48 درجة | 18 درجة |
| بورتلاند | 46 درجة | 61 درجة | 31 درجة |
| رالي | 36 درجة | 51 درجة | 21 درجة |
| سان دييغو | 33 درجة | 48 درجة | 18 درجة |
| سان فرانسيسكو | 38 درجة | 53 درجة | 23 درجة |
| واشنطن العاصمة. | 39 درجة | 54 درجة | 24 درجة |
| توسون | 32 درجة | 47 درجة | 17 درجة |
| ميامي | 25 درجة | 40 درجة | 10° |
| ريتشموند | 37 درجة | 52 درجة | 22 درجة |
| ديترويت | 42 درجة | 57 درجة | 27 درجة |
باستخدام نيويورك وواشنطن كمثالين، دعونا ننظر إلى البيانات من زوايا مختلفة.
| الزاوية/الموقع | المدخرات السنوية | التكلفة التقريبية للكهرباء ($/كيلوواط ساعة) | متوسط الإشعاع الشمسي السنوي (كيلوواط ساعة/م²/يوم) | الإنتاج التقديري للكهرباء لنظام بقدرة 5 كيلوواط (كيلوواط ساعة) | نسبة الإنتاج |
|---|---|---|---|---|---|
| زاوية 30 درجة - نيويورك | $1,215 | $0.20 | 4.46 | 6,075 | 1.22 |
| زاوية ٥ درجات - نيويورك | $1,088 | $0.20 | 4.02 | 5,438 | 1.09 |
| زاوية 30 درجة - تيار مستمر. | $822 | $0.13 | 4.69 | 6,323 | 1.26 |
| زاوية 5 درجات - تيار مستمر. | $741 | $0.13 | 4.26 | 5,703 | 1.14 |
لوحة شمسية لصيانة المنزل وإطالة عمره
تتراوح تكلفة صيانة نظام الألواح الشمسية بين $200 و$500 دولار أمريكي تقريبًا، وذلك حسب عدد الألواح. أما تكاليف صيانة الألواح الشمسية المنزلية فتتراوح عادةً بين $15 و$35 دولار أمريكي لكل لوح. بالإضافة إلى الصيانة، قد تزيد تكاليف التنظيف والتركيب الاحترافي من التكلفة الإجمالية. ورغم أن عمليات الفحص السنوية قد تبدو مكلفة، إلا أنها تُسهم في خفض تكاليف الصيانة الإجمالية. كما أن تلف الألواح الشمسية قد يؤثر على تكاليف الصيانة الإجمالية. يُعدّ التآكل والانسداد من أسهل المشاكل إصلاحًا، بينما قد تكون مشاكل العاكس هي الأكثر تكلفة.
في الظروف العادية، تدوم الألواح الشمسية المنزلية لمدة 30 عامًا أو أكثر. وقد يلزم استبدال أجهزة العاكس خلال هذه المدة، وتعتمد التكلفة على حجم النظام والشركة المصنعة.
تأتي غالبية أجهزة تحويل التيار الكهربائي مع ضمان لمدة خمس سنوات على الأقل.
أحيانًا، يمتد الضمان إلى خمسة عشر عامًا. مع ذلك، ومع مرور الوقت، يقل إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية تدريجيًا. بعد حوالي 25 عامًا من التركيب، قد تلاحظ انخفاضًا ملحوظًا في الطاقة المُنتجة. لإطالة عمر الألواح الشمسية لمنزلك، بالإضافة إلى تقادم الألواح نفسها، يمكننا أيضًا اتخاذ بعض الإجراءات الخارجية للمساعدة في زيادة عمرها الافتراضي.
- استخدام بطاريات احتياطية: يمكن للبطاريات الاحتياطية أن تقلل الحمل على الألواح الشمسية.
- الفحوصات الدورية: تُعدّ الفحوصات الدورية ضرورية للكشف عن العيوب والمشاكل المحتملة. ويمكن منع المشاكل البسيطة من التفاقم إلى مشاكل أكبر وأكثر تكلفة من خلال صيانة وإصلاح الألواح الشمسية.
- استخدم مُركِّزات الطاقة الشمسية: تُعدّ مُركِّزات الطاقة الشمسية جزءًا أساسيًا من نظام الطاقة الشمسية، حيث تُركِّز أشعة الشمس لتحويلها إلى كهرباء. إضافةً إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة، تُتيح مُركِّزات الطاقة الشمسية توفير المال.
- حافظ على نظافة ألواحك الشمسية: فالحفاظ على نظافة الألواح يمنع تلفها. احرص على إزالة الغبار والأوراق المتساقطة عنها، فهذا يمنع حجب أشعة الشمس ويؤدي إلى تحويل الطاقة بكفاءة عالية.

