الطاقة الشمسية مجال واعد في البلاد العربية

اقتصاديات نظم الطاقة الشمسية
مقدمة
ربما تكون أهم مهام مهندس الطاقة الشمسية هي إجراء دراسات الجدوى الهندسية والمالية الأولية، الضرورية لعمل تصميم هذا المشروع. جوهر دراسة الجدوى هو تقييم وتقدير الطاقة المولدة وتكلفة التركيب لفترة حياة المشروع. تجرى دراسة الجدوى كخطوة أولية في تحديد قيود مشروع إنتاج الطاقة الشمسية والعائد على الاستثمار، دون إهدار المزيد من جهد المهندسين والعمال. نقدم هنا نبذةالخطوات المطلوبة لإجراء الدراسات الهندسية والمالية المبدئية.
التصميم الهندسي المبدئي
قم بإجراء مسح ميداني لمساحة السطح أو التركيب القائمة. للمشروعات  الجديدة، راجع مساحة التركيب المتاحة وموقع التركيب الطبيعي. يجب الحرص لضمان عدم وجود هياكل ميكانيكية، إنشائية، أو طبيعية قد تلقي ظلالا على الألواح الشمسية.ظلال الأشجار وقطرات النسغ قد تسبب فقدا غير مرغوب في الطاقة. أي وحدة فلتائية ضمن سلسلة- عندما تظلل – قد تعمل كعنصر مقاومة يغير خرج التيار والجهد للمصفوفة كلها.
دائما استشر المعماري لضمان أن التركيب لن يتعارض مع نافذة السطح الشمسية، فتحات التهوية، وأنابيب التكييف. يجب على المعماري أن يأخذ في الاعتبار تغلغل السقف، الوزن المركب، التثبيت، والمتطلبات الزلزالية.
بعد تحديد خلوص منطقة الطاقة الشمسية، يجب على مصمم الطاقة الشمسية إعداد مجموعة من الاسطمبات الإلكترونية التي تمثل وضعية تجميع المصفوفة القياسية. ثم يمكن استخدام اسطمبات المصفوفة الشمسية لتحديد الخرج المطلوب من طاقة التيار المستمر. لاحظ أنه – عند وضع كتل المصفوفات الفلتائية – يجب الالتفات للميل المطلوب لتجنب التظليل العرضي. في بعض الحالات، يجب على المصمم أيضا أن يدرس مقايضة كفاءة الخرج الشمسي لتعظيم إنتاج الطاقة الشمسية. كما ذكرنا في الفصل الثاني، فإن الوضع الأمثل لتركيب وحدة فلتائية لتحقيق أقصى تعرض شمسي هو خط العرض ناقص 10 درجات. مثلا، زاوية الميل المثلى في نيويورك هي 39 درجة، بينما في لوس أنجلوس هي 27 إلى 29 درجة. الأشكال 9-1 إلى 9-5 تبين مختلف حالات التعرض الشمسي بسبب ميول التعرض في لوس أنجلوس على مدار العام. لتجنب التظليل العرضي، يمكن تحديد الأشكال الجانبية المتجاورة لصفين من المصفوفات الشمسية. يمكن استخدام قواعد الهندسة البسيطة لتحديد هندسة الميل بزاوية الجيب المرتبط ( ارتفاع الظل) وجيب التمام (فراغ فصل المصفوفات المتتالية) لميل الهيكل الحامل. لاحظ أن المصفوفات الشمسية الفلتائية الموضوعة أفقيا قد تسبب فقدا 9 إلى 11 % في الطاقة، لكن عدد الألواح المركبة قد يتخطى 30 إلى 40% على نفس فراغ التركيب.
من معايير التصميم الهامة عند وضع المصفوفات الشمسية تجميع العدد الملائم من الوحدات الفلتائية التي توفر الجهد والتيار المناسب المطلوبين لمواصفات محول التيار المستمر عند توصيلها على التوالي. معظم محولات التيار المستمر تسمح بهوامش معينة لدخل التيار المستمر  تخص صناعة وموديل الوحدة المصنعة. سعات قدرة المحولات قد تتراوح من عدة مئات إلى عدة آلاف من الوات. عند تصميم نظام طاقة شمسية، يجب على المصمم اختيار وحدات فلتائية ومحولات معينة مقدما، وبهذا يحدد أساس الوضع ككل.
ليس من غير الشائع أن يكون هناك عدة أحجام مختلفة من مصفوفات الطاقة الشمسية ومحولات الماكينات في نفس التركيب. في الواقع، في بعض الحالات، قد يقرر المصمم – بسبب عدم إمكان تفادي حدوث التظليل – أن يقلل حجم المصفوفة بقدر الإمكان، مما يقيد من عدد الوحدات الفلتائية في المصفوفة، ألأمر الذي يتطلب محول قدرة صغير الحجم. العامل الأهم الذي يجب أن يؤخذ في الاعتبار هو أن كل المحولات المستخدمة في نظام الطاقة الشمسية يجب أن تكون متوافقة.
عند وضع المصفوفات الفلتائية، يجب الحرص عند السماح بالوصول الكافي لمجموعات المصفوفة للصيانة والتنظيف. بهدف تجنب تدهور خرج القدرة، يجب غسل وشطف المصفوفات الشمسية دوريا. يجب تركيب فتحات خراطيم على مسافات مناسبة لتسهيل غسل الوحدات الفلتائية في المساء فقط، عندما يكون خرج القدرة أقل من هامش خطر الصدمة الكهربية.
بعد إكمال الشكل الفلتائي، يجب أن يقوم المصمم بإحصاء العدد الكلي لمكونات النظام الشمسي، وباستخدام قاعدة الإبهام يجب أن يصل لتقدير سعر الوحدة بالدولار لكل وات من القدرة. هذا سيمكن من تقريب أفضل للتكلفة الإجمالية للمشروع. عموما، فإن صافي خرج القدرة من مصفوفات القدرة الفلتائية – عند تحويله لقدرة تيار متغير – يجب أن يتعرض لعدد من العوامل التي يمكن أن تحط من كفاءة خرج النظام.
مفوضية كاليفورنيا للطاقة (CEC) تصنف كل وحدة فلتائية مصنعة بواسطة عامل أداء خرج طاقة يشار إليه بحالة اختبار الطاقة (PTC). هذا الرقم المميز يستخرج لكل مصنع ونموذج وحدة فلتائية عن طريق اختبارات أداء مكثفة تحت مختلف الظروف المناخية. تؤدى هذه الاختبارات في معامل بيئة مصدقة. معاملات التصميم التي تؤثر على كفاءة النظام هي كالتالي:
·       الموقع الجغرافي ( الوحدات الفلتائية تعمل أفضل تحت الشمس مع درجات حرارة باردة)
·       خط الطول وخط العرض.
·       متوسط التعرض الشمسي السنوي.
·       تباينات درجة الحرارة.
·       توجه المبنى ( شمال، جنوب، إلخ).
·       ميل السطح أو الهيكل الحامل.
·       كفاءة محول التيار المستمر.
·       كفاءة محول العزل.
·       فقد أسلاك التيار المستمر والمتغير الناتج عن كثافة الأسلاك في المواسير.
·       تعرض الطاقة الشمسية.
·       مجاري الكابلات والأسلاك الطويلة.
·       روابط الأسلاك السيئة، السائبة، أو المتآكلة.
·       فواقد نقل قدرة التيار المتغير لمحول العزل.
·       الصيانة السيئة وتجمع الغبار والسخام على الوحدات الفلتائية.
البيانات الطقسية
عند التخطيط لتصميم نظام شمسي يركب على الأرضية، يجب على المصممين بحث الكوراث الطبيعية مثل عواصف الريح، الفيضانات الدورية أو الموسمية، وتراكم الجليد. للبيانات الطقسية اتصل بموقع ناسا لأرصاد السطح وبيانات الطاقة الشمسية http//eosweb.larc.nasa.gov/sse. للبحث عن بيانات الأرصاد على هذا الموقع، يجب عليك تقديم خط الطول وخط العرض لكل موقع جغرافي. مثلا، للحصول على بيانات لوس أنجلوس، كاليفورنيا عند خط عرض 34.09 وخط طول 118.4، فإن البيانات الإحصائية المقدمة ستشمل البيانات التالية المسجلة لكل شهر من العام للأعوام العشرة الماضية:
·       متوسط الإشعاع اليومي على السطح الأفقي [كيلو وات ساعة /(م2.يوم)]
·       متوسط درجة الحرارة.
·       متوسط سرعة الرياح.
للحصول على معلومات خط الطول والعرض لمنطقة جغرافية ارجع للموقع www.census.gov/cgi-bin/gazetter. للحصول على قوائم كاملة لبيانات خطوط الطول والعرض ارجع للملحق أ. الصفحات التالية تسرد أمثلة قليلة للمناطق الرئيسة في مدن أمريكا الشمالية.
لوس أنجلوس، كاليفورنيا                     34.09 ش/ 118.40 غ
تورنتو، كندا                                   43.67 ش/ - 79.38 غ
بالم سبرنجز، كاليفورنيا                      33.7 ش/ 116.52 غ
سان دييجو، كاليفورنيا                        32.82 ش/ 117.10غ
للحصول على قياسات التعرض الشمسي الأرضي ارجع للموقع http://eosweb.lac.nasa.gov/sse.
يجب أن يقوم مهندس إنشائي مصدق مسجل بتصميم كل منصات وأساسات التركيب. فور اكتمال ودمج معاملات التصميم المبدئية السابق مناقشتها، يجب على مهندس التصميم أن يجري تحليل جدوى لمشروع توليد الطاقة الشمسية. بعض المتطلبات الأساسية لتحليل النهائي هي:
·       الوحدة الفلتائية الشمسية ( دولار لكل وات تيار مستمر)
·       المكونات الصلبة للهيكل الحامل.
·   الأجهزة الكهربية، مثل محولات التيار المستمر، محولات العزل، وأجهزة الحماية ضد البرق؛ المكونات الصلبة مثل المجاري الكهربية، الكابلات، والأسلاك الأرضية.
التكاليف الإضافية قد تشمل
·       نقل وتخزين المواد.
·       الضرائب المحتملة الفيدرالية وللولاية.
·       أجور العمالة ( دائمة أو غير دائمة) وإشراف الموقع ( إدارة المشروع).
·       التصميم الهندسي الذي يشمل المجالات الكهربية، المعمارية، والإنشائية.
·       الرسومات الإنشائية والنسخ.
·       رسوم الموافقة.
·       كتيبات التدريب على الصيانة ووقت المدرب.
·       الصيانة، تأمين الخسائر في الأرواح، والضمانات.
·       قطع الغيار والمكونات.
·       الاختبار والتشغيل.
·       روابط الإنشاء وتأمين التأمين القانوني.
·       تكلفة التعبئة، مكتب الموقع، ونفقات المرافق.
·       الخسائر النقدية.
عامل تكلفة الطاقة
لتقييم القيمة الحالية لتكلفة الطاقة الكهربية لمنى قائم، يجب على المصمم تقييم فواتير الكهرباء للعامين الأخيرين. لاحظ أن التكلفة التي يقدمها موزعو الخدمة تتكون من متوسط عدة رسوم مثل التشغيل، والفصل، الشراء، وتكاليف أخرى لا يلاحظها المستهلك. أهم الرسوم – التي تعد غرامة في الواقع- هو طاقة ساعة الذروة. يحدث هذا عندما تتخطى طاقة المستهلك الحدود المحددة لاستهلاك الطاقة كما حددتها اتفاقيات التعريفة.
تحليل تكلفة المشروع
كما أوضحنا في الدراسة المبدئية لتوليد الطاقة الشمسية، فإن متوسط تكلفة التركيب لكل وات من الطاقة الكهربية هو تقريبا 9$ كما في الأشكال 9-6 أ إلى ج. هذه التكلفة تشمل كل تكاليف مكونات تسليم المفتاح مثل وثائق التصميم الهندسي، مكونات الطاقة الشمسية، الهياكل الحاملة للفلتائيات، المكونات الصلبة الكهربية، محولات التيار المستمر، العمالة، وتدريب العمالة. المنشآت في هذا البند تشمل الأطر الحاملة فوق السطح وسقيفة بسيطة، فقط. هناك آثار معمارية خاصة قد تحتاج لبعض التكلفة الزائدة للتعديل. بالنسبة ل CEC، كل برنامج الخصم على تركيب الطاقة الشمسية المطبق قبل ديسمبر 2002 كان يمكن أن يحصل على 50% إعانة مالية. حاليا، تعتمد مخصصات الخصم بشدة على كمية التمويل المتاح في وقت التطبيق وتمنح على أساس من يحجز أولا، من يقدم الخدمة أولا.
تكاليف الصيانة والتشغيل
كما ذكرنا سابقا، فإن النظم الشمسية لا تكلف شيئا في الصيانة تقريبا. هذا يرجع للتكنولوجيا المتقدمة، تقنيات الطبقات الرقيقة، والغياب الكامل للأجزاء الميكانيكية أو المتحركة. عموما، لمنع أي انحطاط بسيط في أداء خرج النظام بسبب تراكم الغبار، فإن المصفوفات الشمسية تتطلب شطفا نصف سنوي بخرطوم ماء.
شكل 9-6 هو تقدير مفصل- صممه المؤلف – لمشروع شمسي لمتحف الماء والحياة في هيميت، كاليفورنيا. كما ناقشنا في الفصل الثالث فإن المشروع يتكون من مجمعين للمتحف بإجمالي سبعة مباني، كل منها أنشئ بنظم شمسية فلتائية مركبة على السطح.
تقرير دراسة الجدوى
كما ذكرنا في الفصلين 3 و4، فإن المفتاح لتصميم نظام طاقة شمسية قابل للعمل يبدأ بإعداد تقرير جدوى. تقرير الجدوى هو تقرير تصميم هندسي مبدئي يقصد به إعلام المستخدم النهائي عن النواحي الهامة للمشروع. لذا يجب أن تشمل الوثائق تعريفا شاملا للمشروع ككل من الناحية المادية والمالية.
التقرير المعد جيدا يجب أن يعرف ويعلم العميل ويقدم تصورات واقعية هندسية ومالية ليمكن المستخدم النهائي من موازنة كل نواحي المشروع من البداية للنهاية. يجب أن يشمل التقرير تحليلا ماليا وفنيا شاملا لكل نواحي المشروع، بما فيها الظروف المناخية للموقع، بدائل النظام الشمسي، متطلبات الدمج في الشبكة، الطلب على الطاقة الكهربية، وتحليل تصور التكلفة الاقتصادية. يجب أن يضم التقرير أيضا صور، خرائط، ورسوم إحصائية لتبين وتعلم العميل عن فوائد الطاقة الشمسية أو نظام الطاقة المستدامة المقترح. التالي هو تقرير جدوى أعده المؤلف لمرفق ترفيهي عام يشمل حمام سباحة عام، ملاعب بيسبول وكرة قدم، وعدة ملاعب تنس.

تقرير المتنزه الترفيهي بالوادي
السادة الأعزاء
        دراسة الجدوى الاقتصادية التالية تعكس تحليل البدائل المختلفة لنظام توليد الطاقة الشمسية المرتبط بالشبكة لمرفق بحيرة دياموند فالي. النظم الشمسية الفلتائية المقترحة تهدف إلى تقديم حل شامل موفر لتكلفة الطاقة الكهربية لفترة عمر المعدات المضمونة، التي يفترض نظريا أن تكون 25 عاما وأكثر.
بدراسة مساحة المشروع 25 ألف قدم مربع، التي تضم مركز مجتمع، ملاعب تنس، وملاعب بيسبول وكرة قدم، فقد اقترحنا دراسة بديلة تسمح بتوسيع نظام توليد الطاقة الشمسية حسب الحاجة.
في ضوء حقيقة أن الوضع الحالي للمشروع يشمل فقط حمام السباحة، الحمامات، ومبنى إداري صغير؛ فإن الطلب الكهربي المتصور يقتصر على المطلوب لترشيح حمام السباحة والإضاءة الخارجية والداخلية للمبنى. حيث أن الغرض من نظام توليد الطاقة الشمسية هو توفير نفقات الطاقة للمكان ككل، فقد بنينا تحليلنا على أفضل تصور ممكن للطلب الكهربي يسمح بصنع نظام طاقة شمسية يقابل متطلبات الطلب الكهربي للمشروع بكامل طاقته. التالي هو تصورات الطلب الكهربي، المبنية على مخطط الهندسة المدنية الموجود للموقع:
·       المكتب الحالي، حمام السباحة، والحمامات – 185 كيلووات ساعة ( كما تنعكس في المخططات الكهربية).
·       المركز الاجتماعي ( مستقبلا) 25 ألاف قدم مربع، 20 وات /قدم2 – 500 كيلووات ساعة ( تصور).
·       ثمانية ملاعب بيسبول حمل إضاءة 5000 وات لكل ملعب – 40 كيلووات ساعة.
·       ثمانية ملاعب كرة قدم حمل إضاءة 5000 وات لكل ملعب – 40 كيلووات ساعة.
·       سبعة ملاعب كرة طائرة حمل إضاءة 1000 وات لكل ملعب – 7 كيلووات ساعة.
·       ملعبين كرة سلة، حمل إضاءة 3000 وات لكل ملعب – 6 كيلووات ساعة.
·       ستة ملاعب تنس، حمل إضاءة 3000 وات لكل ملعب – 18 كيلووات ساعة.
·       المبنى بحمل إضاءة – 10 كيلووات ساعة.
·       إضاءة الممر – 10 كيلووات ساعة.
·       حمل الطلب الحالي عند 480 فولت، ثلاثي الأوجه – 2000 أمبير.
يجب تصميم غرفة الخدمة الكهربية بحيث تسمح بتوسعات ومجاري أرضية لمقابلة الاحتياجات الكلية للبنية التحتية الكلية. بالمثل، فإن دمج نظام التوليد الشمسي يتطلب شروطا خاصة لتشمل المحولات الشمسية المرتبطة بالشبكة ومحولات العزل التي يجب أن توضع في الغرفة الكهربية الرئيسة.
الحجم الفعال لمولدات الطاقة الشمسية في تركيب نمطي يجب أن يكون حوالي 30 -40% من إجمالي الطلب الكهربي. أيضا يمكن تصميم توليد الطاقة الشمسية لتقدم اكتفاءا ذاتيا للمجمع كله خلال النهار، لكن أيضا بمقتضى اتفاقية قياس الشبكة يمكن تحديد حجم النظام لينتج طاقة إضافية تغذى للشبكة إن أردنا.
الظروف المناخية لموقع المشروع وأرصاد السطح
·       خطوط الطول والعرض تقريبا هي 33.50 ش/ 116.2 غ.
·       متوسط تباين الحرارة السنوي في الأعوام العشرة الأخيرة كان حوالي 16.4°م.
·       متوسط سرعة الرياح السنوية المسجلة هو 3.58 م/ث.
·   متوسط الإشعاع الشمسي اليومي على الأسطح الأفقية  [ك.و.س/(م2.يوم)] هو حوالي 6 ساعات. في المتوسط، ساعات سطوع الشمسي صيفا تتخطى الثمانية وتحت أسوأ الظروف في الشتاء ستكون حوالي 3.2 ساعة.
بالرجوع إلى البيانات المناخية السابقة، يمكن اعتبار الموقع محلا مثاليا لتوليد الطاقة الشمسية. بالإضافة، بسبب الخصائص المميزة للنظم الشمسية الفلتائية (المنفردة وعديدة البللورات)، يمكن أن نحصد القدر المثالي من الطاقة الكهربية.
الأوضاع المقترحة لتوليد الطاقة الشمسية
بوضع طبيعة المشروع في الحسبان، فإن توليد الطاقة الشمسية لن يقدم كهرباء فقط، وإنما يضفي جمالا بسبب مظهر الألواح الفلتائية، بالإضافة إلى المصفوفات المركبة على السطح ومظلات ركن السيارات، ويمكن استخدامها أيضا في الفرندات، مواقع الرحلات الخلوية، أو مظلات مقاعد المتنزه. أيضا يمكن استخدام أعمدة إنارة للأماكن العامة وإنارة أرض الانتظار. في الواقع إن تعدد ألوان الألواح الفلتائية، يدمجها مع المنظر الطبيعي ويخلق مزيجا من التكنولوجيا والجمال الطبيعي. شكل 9-7 يبين تركيب طاقة شمسية في مزرعة.
بسبب توفر مساحات كبيرة في المجمع، يمكن أن نولد طاقة شمسية تتخطى الاحتياجات الحالية والمستقبلية للمشروع. بسبب محدودية مساحة السطح واتجاه الميل، فإن المساحة المتاحة للألواح الفلتائية ستكون 1500 إلى 2000 قدم مربع، وهي تنتج حوالي 15-20 كيلو وات ساعة من الطاقة. بمعدل تعرض شمسي 5.5 ساعة ( متحفظ)، فإن مساهمات الطاقة للنظام ستكون كما يلي:
·       الطاقة الكهربية المنتجة كل ساعة – 15 إلى 20 ك. و.س.
·       إجمالي الطاقة المنتجة يوميا 82 –إلى 110 ك.و.س.
·       إجمالي الطلب حسب حسابات الطاقة الكهربية -182 ك.و.س.
·       إجمالي الطلب اليومي على مدار 8 ساعات تشغيل – 1400 ك.و.س.
·       نسبة مساهمة الطاقة الشمسية – 6 إلى 8 %.
·       الطاقة المخصومة – حوالي 20 ألف وات ( صافي قدرة تيار متردد منتجة).
·       إجمالي تكاليف التركيب – 160 ألف دولار.

الخيار 1. طاقة شمسية مركبة على الأرض للمرفق المائي الحالي
·   الخصم المقدر – 72 ألف دولار ( بمعدل 3.5 دولار/وات) إلى 83 ألف دولار ( بمعدل 4 دولار/وات). مبلغ الخصم حسب التمويل المتاح شركة كهرباء جنوب كاليفورنيا أو غاز جنوب كاليفورنيا).
·       الضرائب الفيدرالية بناء على صافي تكلفة التركيب هي 10% - 8600 إلى 9500 دولار.
·   صافي نفقات التركيب 80 ألف دولار ( بمعدل 3.5 دولار/وات خصم) إلى 71 ألف دولار ( بمعدل 4 دولار/وات خصم).
·       التوفير على مدار الخمسة وعشرين عاما القادمة – حوالي 600 ألف دولار.
·       تكلفة التركيب لكل وات تيار متغير – 7.6 إلى 8 دولار.
·       استرداد المال على الاستثمار – 10 إلى 15 عاما.
الخيار 2. طاقة شمسية مركبة على السطح لمبنى مركز المجتمع
في ضوء محدودية المساحة واتجاه الميل، فإن صافي المساحة المتاحة الني تناسب تركيب النظام الشمسي ستكون 12500 قدم2 أو 50% من السطح. إذا صمم السطح منبسطا، ترتفع المساحة الفعالة إلى 20 ألف قدم2، مما يزيد كثير من الطاقة المولدة. شكل 9-8 هو صورة لنظام شمسي نمطي على سطح مائل. بمعدل تعرض 5.5 ساعة ( متحفظ)، فإن مساهمة الطاقة للنظام ستكون كما يلي:
·       الطاقة الكهربية المنتجة بالساعة – 135 ك.و.س.
·       إجمالي إنتاج الطاقة اليومي – 720 ك.و.س.
·       الطلب الإجمالي بحسب التصورات السابقة – 500 ك.و.س.
·       الطلب الإجمالي عبر 8 ساعات تشغيل 4000 ك.و.س.
·       مساهمة الطاقة الشمسية – 18%.
·       الطاقة المخصومة – حوالي 135000 وات – ( صافي قدرة تيار متغير منتجة).
·       إجمالي تكلفة التركيب – 1,087,000$.
·   مبلغ خصم CEC – 478000دولار ( بمعدل 3.5$/وات) إلى 546000$ (بمعدل 4 $/وات). ( مبلغ الخصم حسب تمويل شركتي الكهرباء والغاز).
·       الضرائب الفيدرالية حسب موازنة صافي تكلفة التركيب هي 10% - 54000$ إلى 61000$.
·   صافي نفقات التركيب 519 ألف دولار ( بمعدل 3.5$/وات خصم) إلى 460 أف دولار (بمعدل 4 $/وات خصم).
·       التوفير عبر الخمسة وعشرين عاما القادمة – حوالي 2900000$.
·       تكلفة التركيب لكل وات تيار متغير – 0.6$ إلى 8 $.
·       استرداد رأس المال على الاستثمار – 8 إلى 12 عاما.
الخيار الثالث. مظلات شمسية لموقف السيارات
هذا الخيار منتشر في الولايات المتحدة، أوربا، وأستراليا، ويفيد في الأغراض الجمالية المعمارية. عندما تركب المظلات جنبا إلى جنب، فإنها توفر أي قدر مطلوب من الطاقة الشمسية. شكل 9-9 يبين رسما للمظلات الشمسية.
عموما، التكلفة لكل وات من المظلات تقدر ب 1.5 إلى 2 $ حسب متطلبات التصميم الإنشائي التي تمليها العمارة. عندما يغطى موقف نمطي فإنه يقدم مساحة 100 قدم مربع مما يترجم إلى 1000 إلى 1500 وات/س من الطاقة الشمسية. بحسب التقدير السابق فإن 10 مظلات يمكنها أن تنتج 15 ك.و.س من الطاقة وتعطي أكبر قدرة تسمح بها الاقتصاديات.
بحسب تكلفة هيكل المظلة، فإن تكلفة تركيب 1 ك.و.س قد تتراوح من 9000 إلى 9500 دولار. مبلغ الخصم سيكون حوالي 40%، أي 3000 إلى 3800 دولار من خصم CEC.
اعتبارات تقليل التلوث
حسب دراسة عام 1999 لوزارة الطاقة الأمريكية، فإن 1 كيلووات من الطاقة التي تنتجها توربينات حرق الفحم تتطلب حوالي 5 رطل فحم. بالمثل، فإن توليد 1.5 ك.و.س من الطاقة الكهربية سنويا يتطلب حوالي 7400 رطل فحم وهذا بدوره ينتج 10 آلاف رطل من ثاني أكسيد الكربون. بحسب المشروع الحالي لتوليد 2500 إلى 3500 ك.و.س، يتطلب الأمر 12 مليون إلى 15 مليون رطل فحم، مما ينتج 160 إلى 200 مليون رطل من ثاني أكسيد الكربون ويساهم في تلوث الهواء والاحتباس الحراري العالمي.
تصور تصاعد تكلفة الطاقة
طبقا لبيانات إدارة معلومات الطاقة في 1999، فإن كاليفورنيا تعد من أكبر 10 مستهلكين للطاقة في العالم، وهذه الولاية وحدها تستهلك طاقة تعادل البرازيل والمملكة المتحدة. حيث أن احتياطي البترول العالمي سيستمر حوالي 30 إلى 80 عاما، و50% من احتياجات الدولة من البترول تستورد من الخارج، فإن تكاليف الطاقة في المستقبل القريب ستتجاوز مستويات خيالية تفوق التوقعات. تكلفة الطاقة الغير متجددة ستزيد بمعدل 4 إلى 5% في العقد القادم. وبتركيب معدل تضخم 3%، ستكون الزيادة 7% كل عام. هذه الزيادة لم تأخذ في الحسبان عوامل التضخم الأخرى مثل الصراعات الإقليمية، الحظر التجاري، والكوارث الطبيعية.
الصيانة وتكاليف تشغيل النظام
كما ذكرنا سابقا فإن النظام لا يكلف شيئا تقريبا في الصيانة. إنه يحتاج لغسل بخرطوم ماء مرتين سنويا، ولأن المصفوفات منفصلة فإن استبدالها وحل مشاكلها بسيط ولا يتطلب مهارة خاصة في الصيانة. كل محولات التيار المستمر قياسية ويمكن استبدالها في أقل وقت خروج. يمكننا أن نختار نظام تحكم بالحاسب لتقديم حالة الأداء فوريا لكل النظام.


تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

عمليات الحفاظ على الأماكن والمباني التاريخية -1

الفوائد الصحية للحدائق في المستشفيات

طاقة الرياح في المباني العالية (2)