تأثير زاوية تركيب الألواح الشمسية على الأداء والصيانة

شهد العراق خلال السنوات 2023-2025 طفرة حقيقية في مشاريع الطاقة الشمسية الكبرى، معظمها تنفذه شركات صينية رائدة مثل PowerChina وChina Energy Engineering وشركات Tier-1 (Longi، Jinko، JA Solar، Trina)

لكن السؤال الذي يطرحه كل مهندس ومواطن يمرّ بجانب هذه المزارع:

لماذا نرى في بعض المشاريع الجديدة الألواح شبه أفقية تماماً (flat أو ميل منخفض جداً) بينما الألواح على أسطح المنازل وعلى إشارات المرور مائلة 30 درجة وأكثر؟
وهل هذا التصميم مناسب للغبار العراقي الرهيب وحبات البرد الشتوية؟

زاوية التركيب: مسطحة أم مائلة؟ ما الفرق في العراق؟

• الزاوية المثالية النظرية في معظم محافظات العراق (بغداد، البصرة، المثنى، ذي قار…) هي 28-34 درجة مواجهة للجنوب.
• لكن في المزارع الكبيرة (utility-scale) نرى ثلاثة أنماط رئيسية اليوم:
  1. Fixed-tilt منخفض (5-15 درجة) أو حتى flat تماماً.
  2. Fixed-tilt مثالي (25-35 درجة).
  3. أنظمة تتبع الشمس (single-axis trackers).

الأسباب الاقتصادية والعملية لاختيار المسطح أو الميل المنخفض في المشاريع الصينية:

• زيادة كثافة الألواح بنسبة 20-50% في نفس المساحة.
• تقليل تكلفة الهيكل المعدني بنسبة 25-35%.
• مقاومة أعلى للرياح العراقية القوية (تصل 100-120 كم/س في الصحراء).
• سرعة التركيب (أشهر بدل سنوات).

لكن الثمن: زيادة تراكم الغبار بنسبة 2-3 مرات مقارنة بالميل 30 درجة، وبالتالي حاجة إلى تنظيف أسبوعي أو كل 10 أيام في الصيف.

الغبار والعواصف الرعدية وحبات البرد: تجارب عالمية حقيقية (وليس اختبارات معملية فقط)

أ. الغبار

دراسات ميدانية في بغداد والنجف (2021-2024):

• لوحة مسطحة (0-10 درجات): تراكم 10-15 جم/م² في الشهر → خسارة 25-35% من الإنتاج خلال شهرين.
• لوحة بميل 25-30 درجة: تراكم 4-6 جم/م² فقط → خسارة 12-18%.

ب. حبات البرد

• أكبر حجم مسجل في جنوب العراق خلال الـ 30 سنة الأخيرة ≈ 4-5 سم (يناير 2023 و2024).
• اللوحات الصينية الحديثة (زجاج 3.2-4 مم مقسّى) تحمل حتى 50 مم برد بسرعة 30 م/ث في الواقع (وليس فقط المعمل).
• أمثلة حقيقية:
  • مزرعة Fighting Jays في تكساس (مارس 2024): برد 5-7 سم → دمار شبه كامل (لأن معظم اللوحات كانت بميل منخفض وثابت).
  • مزارع غانسو وشينجيانغ في الصين (2022-2024: نفس حجم البرد → ضرر أقل من 2-5% فقط، بفضل استخدام trackers ترفع اللوحة 60-75 درجة أثناء العاصفة (وضعية stow).
  • هولندا 2020: 18 ألف لوحة تكسّرت → لأن الزجاج كان 2 مم فقط.

ج. الرياح
الألواح المسطحة أو منخفضة الميل أقل عرضة للانقلاب أو التلف بسبب الرياح العاتية التي تصل 120 كم/ساعة في صحراء المثنى وذي قار.الخلاصة والتوصيات العملية للعراق

1. التصميم المسطح أو منخفض الميل مقبول تماماً اقتصادياً في المزارع الكبيرة، لكنه يتطلب:
   • نظام تنظيف أوتوماتيكي (روبوتات أو رذاذ ماء) كل 2-3 مرات أسبوعياً في الصيف.
   • استخدام ألواح bifacial + زجاج 3.2 مم على الأقل + طبقة anti-soiling.
   • نظام تتبع (trackers) إن أمكن الميزانية.
2. للمشاريع الصغيرة والمتوسطة (منازل، مزارع دواجن، محطات وقود…):
   • الميل 28-34 درجة هو الأفضل دائماً في العراق، لأن التنظيف الذاتي بالمطر والرياح يكون أعلى بكثير.
3. حبات البرد في العراق لا تشكل خطرًا حقيقيًا على الألواح الحديثة الصينية Tier-1، والضمان 25-30 سنة يغطي الكسر الناتج عن البرد الطبيعي.