سقف منشأتك له حدود: لماذا أصبحت الألواح الشمسية المركبة (PVT) معيارًا في المشاريع الأوروبية

في السنوات الأخيرة، شهد دور لوحة الطاقة الشمسية المركبة (PVT) في الأسواق الخارجية تغيّرات جوهرية — من منتج مفاهيمي معروض في المعارض إلى خيارٍ روتينيٍّ ضمن خطط المشاريع الأوروبية.

في السابق، كان استفسار العملاء عن لوحة الطاقة الشمسية المركبة (PVT) ناتجًا في الغالب عن الفضول، وكانوا غالبًا ما يسألون: «هل يمكنها حقًّا توليد الكهرباء والحرارة في الوقت نفسه؟»؛ أما اليوم، فقد أصبح اهتمام العملاء منصبًّا على السعر ووقت التسليم، كما أنهم يقدّمون أيضًا أبعاد السطح والحمولة الحرارية. فلماذا أصبحت لوحة الطاقة الشمسية المركبة (PVT) الخيار الجديد للكثير من العملاء في السنوات الأخيرة؟ وأسباب ذلك تكمن أساسًا في ما يلي.

السبب الأكثر مباشرة هو محدودية مساحة السطح. وبشكل عام، تُركَّب معظم الألواح الكهروضوئية على الأسطح لتحقيق أقصى استفادة ممكنة من المساحة المتاحة. فسواءً كان الأمر يتعلق بمنزلٍ أو مصنعٍ، فإن مساحة السطح تكون محدودة. وبعد تركيب الألواح الكهروضوئية بالكامل، لا يزال يتعيَّن ترتيب أنظمة تسخين المياه والتدفئة بشكل منفصل. أما لوحة PVT الشمسية فهي تدمج إنتاج الطاقة وجمع الحرارة في وحدة واحدة — وبحسب منظمة Solar Heat Europe، يمكن أن تصل كمية الطاقة الناتجة لكل متر مربع إلى ثلاثة أضعاف ما تنتجه الألواح الكهروضوئية التقليدية. وهذه الميزة تبدو أكثر إقناعاً لصانعي القرارات في المشاريع.

الدافع الثاني يأتي من سوق مضخات الحرارة. فتركيب مضخات الحرارة في أوروبا لا يزال في ازديادٍ مستمر، وما هو أكثر ما يفتقر إليه نظام مضخات الحرارة؟ مصدر حراري مستقر ذي درجة حرارة منخفضة. إذ تنخفض كفاءة مضخات الحرارة المُستمدة من الهواء بشكل كبير في الظروف شديدة البرودة، بينما تتطلب مضخات الحرارة المُستمدة من الأرض حفرًا وتتضمّن استثمارًا أوليًّا نسبيًّا مرتفعًا. أما دائرة جمع الحرارة في لوحة الطاقة الشمسية المدمجة (PVT)، فهي قادرة على توفير مصدر حراري منخفض الحرارة بدقة تبلغ حوالي ٣٠°م، ما يرفع درجة حرارة ماء الدخول إلى مضخة الحرارة، وبالتالي يمكن زيادتها الكفاءة بنسبة تقارب ١٥٪. وعند دمج النظامين معًا، تكون الأداء العام أفضل مما لو عُمل كلٌّ منهما بشكل منفصل.

ثالثًا، تغيَّرت منطقية تقييم العملاء. ففي الماضي، كان السؤال هو: «كم سنة يستغرقها النظام الشمسي الكهروضوئي لاسترداد تكلفته؟» أما الآن فالسؤال هو: «كم كيلوواط ساعة من الكهرباء والحرارة يمكن أن يُنتِجها هذا السقف خلال سنة واحدة؟» وفي مشروع سكني إيطالي تعاملنا معه — وهو مسكن مساحته ٢٤٠ مترًا مربعًا، مزوَّد بـ١٤ لوحة شمسية كهروضوئية حرارية (PVT)، كلٌّ منها تولِّد ٦٠٠ واط وتُنتج نحو ١,٤ كيلوواط من الحرارة، بالإضافة إلى ١٨ لوحة كهروضوئية تقليدية — بلغ متوسط إنتاج الكهرباء اليومي ٧٦,٨ كيلوواط ساعة، ما يغطي تمامًا الاستهلاك اليومي لمضخة الحرارة (٥٢ كيلوواط ساعة) والحمل المنزلي (٢٠ كيلوواط ساعة)، كما يوفِّر الحرارة اللازمة للتدفئة في فصل الشتاء والماء الساخن طوال السنة. وبعد أن أجرى العميل هذه الحسابات بنفسه، تسارعت عملية اتخاذ القرار بشكلٍ ملحوظ.

رابعاً، تعزيز السياسات بقوة. تم دمج إعانة الطاقة المتجددة، وسعر الكهرباء خارج الشبكة، وسياسة استرداد الضرائب، وانخفضت نسبة الدفع الذاتي للمالك بشكل ملحوظ. في مرحلة تصميم المخطط للمشروع الإيطالي المذكور أعلاه، تم تضمين الإعانة ودخل الكهرباء خارج الشبكة في الحساب، وتم تقصير فترة استرداد الاستثمار—وهذا هو العامل الدافع الأكثر مباشرة للصفقة.

خامساً، تتبلور تكنولوجيا المنتج. في الأيام الأولى، لوحة شمسية كهروحرارية (PVT) كانت تمتلك العديد من العيوب: كفاءة متوسطة، وتركيب معقَّد، ومقاومة محدودة للبرد والحرارة. أما في الوقت الحاضر، فقد وصلت المنتجات إلى مستوى آخر تمامًا. فعلى سبيل المثال، تبلغ كفاءة لوحتنا الشمسية المركبة PVT بقدرة ٦٠٠ واط ٢١,٢٪، بينما تصل الكفاءة المجمَّعة لتوليد الطاقة وجمع الحرارة إلى نحو ٨٠٪، ومدى درجة حرارة التشغيل من -٤٠°م إلى ٨٥°م. كما تم تبسيط عملية التركيب بشكل كبير: ففي مصنع نمساوي للأغذية ذي سقف مكوَّن من ألواح ساندويتش، كان العميل يخشى في البداية من إمكانية تركيب الألواح، لكن بعد التأكُّد من البنية، قدَّمنا له حلاً مباشرًا للتثبيت ومعايير رسم التركيب، وتم تركيب ٨٣ لوحة شمسية مركبة PVT بنجاح.

نقطةٌ أخرى يجب الانتباه إليها هي: إن سيناريوهات الاستخدام تتسع تدريجيًّا من المساكن إلى القطاعات الصناعية. فعلى سبيل المثال، تعتمد المصانع في قطاعَي الأغذية والكيماويات، والتي تحتاج إلى ماء ساخن للإنتاج بدرجة حرارة تفوق ٦٠ درجة مئوية، على ألواح الطاقة الشمسية الكهروحرارية (PVT) والمضخات الحرارية؛ وبالمقارنة مع التسخين بالغاز، فإن هذا الخيار أكثر اقتصادية. وتشير بيانات تقرير «الطاقة الحرارية الشمسية عالميًّا» (Solar Heat Worldwide) إلى أن المساحة المركَّبة عالميًّا من ألواح الطاقة الشمسية الكهروحرارية (PVT) بلغت في عام ٢٠١٩ ما مقداره ١٬١٦٠٬٠٠٠ متر مربّع فقط؛ أما بحلول عام ٢٠٢٣، فستشكِّل أوروبا ٦٤٪ من إجمالي المساحة العالمية المركَّبة لجمع الحرارة (حسب بيانات منظمة «الطاقة الحرارية الشمسية في أوروبا» Solar Heat Europe)، وتتصدَّر كلٌّ من فرنسا وألمانيا وهولندا هذه القائمة، ويأتي جزءٌ كبيرٌ من الزيادة في هذه المساحات من المشاريع الصناعية.

شُعْبِيَّةُ لَوْحَاتِ الطَّاقَةِ الشَّمْسِيَّةِ المُرَكَّبَةِ فِي أَنْظِمَةِ التَّسْخِينِ وَالتَّوْلِيدِ (PVT) لَيْسَتْ نَتِيجَةً لِلتَّرْوِيجِ التَّسْوِيقِيِّ، بَلْ تَعُودُ إِلَى أَسْبَابٍ اقْتِصَادِيَّةٍ. فَعِنْدَمَا تَتَوَافَرُ مَسَاحَةُ سَطْحٍ مَحْدُودَةٌ، وَتَكَالِيفُ طَاقَةٍ عَالِيَةٌ، وَدَعْمٌ سِيَاسِيٌّ كَافٍ، وَمُنْتَجَاتٌ نَاضِجَةٌ، يَتِمُّ اتِّخَاذُ القَرَارِ السُّوقِيِّ بِطَرِيقَةٍ طَبِيعِيَّةٍ. إِنْ كَانَ لَدَيْكَ مَشْرُوعٌ فِي مَرْحَلَةِ اخْتِيَارِ النَّوْعِ، فَبِإِمْكَانِكَ إِرْسَالُ مَسَاحَةِ السَّطْحِ وَحَاجَةِ التَّسْخِينِ إِلَيْنَا، وَسَنُجْرِي حِسَابَاتٍ أَوَّلِيَّةً، ثُمَّ نُحَدِّدُ مَا إِنْ كَانَ المَشْرُوعُ قَابِلًا لِلتَّنْفِيذِ أَمْ لَا.