عند التخطيط لنظام الطاقة الشمسية، ينشأ سؤال شائع في وقت مبكر: هل الألواح الشمسية المثبتة على الأرض هل أنظمة الطاقة الشمسية المركبة على الأسطح أكثر كفاءة؟ في حين أن كلا النظامين مصممان لاستغلال ضوء الشمس لإنتاج طاقة نظيفة، إلا أن ألواح الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض تتميز عمومًا بميزة واضحة في الكفاءة نظرًا لعدة عوامل مهمة تتعلق بالموقع، ومرونة التصميم، والأداء طويل الأمد.

الميل والتوجيه المثالي

من أهم مزايا الألواح الشمسية المثبتة على الأرض إمكانية تركيبها بميل واتجاه مثاليين. فعلى عكس أنظمة الأسطح، التي تقتصر على ميل واتجاه السطح، يمكن تركيب ألواح الألواح الشمسية المثبتة على الأرض باتجاه الجنوب (في نصف الكرة الشمالي) أو الشمال (في نصف الكرة الجنوبي)، بزاوية ميل تتوافق تمامًا مع خط عرض الموقع. يُمكّن هذا الوضع النظام من التقاط أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس طوال اليوم وفي جميع الفصول.

بالإضافة إلى ذلك، قد تتضمن أنظمة التركيب الأرضي المتقدمة تقنية تتبع تُمكّن الألواح الشمسية من تتبع حركة الشمس في السماء. ويمكن لأجهزة التتبع أحادية المحور أو ثنائية المحور زيادة إنتاج الطاقة بنسبة 15-30% مقارنةً بالأنظمة الثابتة. ورغم إمكانية استخدام هذه الميزات تقنيًا على أسطح المنازل، إلا أنها نادرًا ما تُستخدم نظرًا لضيق المساحة والوزن والهيكل.

تحسين تدفق الهواء والتبريد

تعمل الألواح الشمسية بكفاءة أعلى في درجات الحرارة المنخفضة. عادةً ما تُركّب الألواح على أسطح المنازل بالقرب من الأرض، مما قد يحدّ من تدفق الهواء ويرفع درجات حرارة التشغيل. في المقابل، تُركّب أنظمة التركيب الأرضي في أماكن أعلى، مستفيدةً من تدفق الهواء الطبيعي أسفل الألواح وحولها لتبديد الحرارة بكفاءة أكبر. يُساعد هذا التهوية المُحسّنة على الحفاظ على كفاءة الألواح، خاصةً في المناخات الحارة.

يصمم مصنعو أنظمة التركيب، مثل شركة SIC Solar، المعروفة بإنتاج أنظمة رفوف الخلايا الكهروضوئية عالية الجودة، أنظمة التركيب الأرضي لتحسين تدفق الهواء واستقرار الهيكل. صُممت هذه الأنظمة لزيادة توليد الطاقة مع ضمان متانة طويلة الأمد في مختلف الظروف البيئية.

أسهل في الصيانة والتنظيف

سهولة الوصول عامل رئيسي آخر يؤثر على الكفاءة العامة للنظام الشمسي. الألواح الشمسية المثبتة على الأرض أسهل في الصيانة والتنظيف والفحص. تراكم الغبار وحبوب اللقاح وروث الطيور والثلوج قد يقلل بشكل كبير من توليد الطاقة من الألواح الشمسية إذا لم يتم تنظيفها بانتظام. أما على أسطح المنازل، فقد تكون عملية التنظيف أكثر استهلاكًا للوقت وخطورة، بل وتتطلب معدات خاصة.

الألواح الشمسية المثبتة على الأرض أكثر أمانًا وأسرع تنظيفًا، مما يقلل من وقت التوقف ويضمن تشغيلها بكفاءة مثالية على مدار العام. تقدم شركات مثل SIC Solar أنظمة مصممة بمشابك وقضبان قابلة للتعديل تتيح الوصول السريع واستبدال الوحدات بسهولة عند الحاجة.

تجنب مشاكل التظليل

يُعدّ التظليل مصدر قلق رئيسي فيما يتعلق بكفاءة الطاقة الشمسية. توفر أنظمة التركيب الأرضي مرونة أكبر في مواقع التركيب لتجنب ظل الأشجار والمباني أو أي عوائق أخرى. بخلاف التركيبات الثابتة على الأسطح، والتي قد تكون مظللة خلال أوقات معينة من اليوم، يمكن تركيب ألواح الطاقة الشمسية الأرضية في مناطق مفتوحة للاستمتاع بأشعة الشمس من الفجر إلى الغسق. يضمن التصميم الجيد للأرضية أداءً مستقرًا وزيادة في إنتاج الطاقة.

استخدام المساحة وقابلية التوسع

تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض مساحات مفتوحة، وقد لا تتوفر في جميع المناطق. مع ذلك، في المزارع والعقارات التجارية والمنازل الريفية الكبيرة، يُعدّ استغلال الأراضي غير المستغلة لتوليد الطاقة الشمسية استخدامًا فعالًا للغاية للمساحات. بالإضافة إلى ذلك، تُسهّل أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض توسيعها. إذا دعت الحاجة إلى توسيعها مستقبلًا، يُمكن إضافة وحدات طاقة شمسية جديدة دون التأثير على النظام الحالي.

الشركات المصنعة مثل شركة إس آي سي للطاقة الشمسية يتم دعم هذه التصميمات المرنة بمكونات التركيب المعيارية، مما يسمح لمطوري الطاقة الشمسية بتوسيع التركيبات بثقة مع الحفاظ على سلامة الهيكل وسهولة التجميع.

في كثير من الحالات، لا تتميز الألواح الشمسية المثبتة على الأرض بكفاءة أعلى فحسب، بل توفر أيضًا مرونة أكبر في التصميم والتركيب والصيانة. وهذا يجعلها مثالية لزيادة إنتاج الطاقة الشمسية إلى أقصى حد على المدى الطويل.