أنظمة الطاقة الشمسية لتشغيل مضخات الآبار

في المواقع التي لا تصلها شبكة كهرباء مستقرة تتحول الطاقة إلى العائق الأول أمام تشغيل بئر عميق. المضخة الغاطسة تحتاج طاقة متصلة، والوقود يحتاج نقلًا وتموينًا دائمًا. لذلك يُنفَّذ البئر الارتوازي العميق في النيجر، بعمق من سبعين إلى ثمانين مترًا، بنظام طاقة شمسية مع خزان سعته خمسة آلاف لتر وخمس حنفيات، ويخدم من ألف وخمسمئة إلى ألفين وخمسمئة فرد بعمر افتراضي من عشرين إلى ثلاثين سنة.

مكونات النظام

• الألواح الشمسية، وهي مصدر الطاقة، ويحدد عددها ما تحتاجه المضخة لرفع الماء من عمق البئر.
• الهيكل الحامل، ويضبط ميل الألواح واتجاهها ويرفعها عن متناول العابثين والحيوانات.
• وحدة التشغيل والتحكم، تحوّل تيار الألواح إلى ما تحتاجه المضخة وتحميها من التشغيل بلا ماء.
• الكابلات ووسائل الحماية، وهي أكثر ما يُستهان به وأكثر ما يتسبب في الأعطال.
• المضخة الغاطسة داخل الأنبوب تحت مستوى الماء.
• الخزان ونقاط التوزيع، وهي نهاية المسار التي يراها المستخدم.

الخزان بديل عن تخزين الكهرباء

المبدأ الذي تقوم عليه أنظمة الضخ الشمسية أن يُخزَّن الماء لا التيار. الألواح تعمل في النهار فيُملأ الخزان، ويستمر السحب من الحنفيات بعد الغروب وفي الأيام الغائمة. هذا الترتيب يوفّر عناء البطاريات وما تحتاجه من استبدال دوري، ويجعل السعة المخزَّنة هي ما يحدد قدرة النظام على تجاوز يوم ضعيف الإشعاع. ومن هنا تأتي أهمية سعة الخمسة آلاف لتر في بئر يخدم أكثر من ألف وخمسمئة فرد.

ما الذي يخفض إنتاج النظام

• الغبار المتراكم على سطح الألواح، وهو العامل الأول في المناطق الجافة.
• ظل جزئي من شجرة أو جدار أو خزان مرتفع، وقد يخفض إنتاج اللوح كله لا الجزء المظلل وحده.
• ميل أو اتجاه غير مضبوط للهيكل الحامل.
• ارتفاع درجة حرارة الألواح، ولهذا يُترك خلفها فراغ يسمح بمرور الهواء.
• توصيلات مرتخية أو متآكلة في صندوق التوصيل وأطراف الكابلات.

الصيانة التي يحتاجها النظام

أعمال صيانة النظام الشمسي محدودة لكنها لا تحتمل الإهمال: مسح سطح الألواح بماء نظيف على فترات متقاربة في مواسم الغبار، وفحص إحكام التوصيلات وسلامة عزل الكابلات، وقص ما ينمو حول الهيكل ويلقي ظلًا عليه، ومراقبة زمن ملء الخزان. وزمن الملء هو أوضح مؤشر عملي على حال النظام: إذا طال تدريجيًا فالسبب في الألواح أو التوصيلات أو المضخة، والفحص يبدأ من الأسهل إلى الأصعب.

الحماية وموضع النظام

الألواح ووحدة التحكم أكثر مكونات الموقع عرضة للفقد وأسهلها نقلًا، ولذلك يُرفع الهيكل ويُثبَّت في قاعدة خرسانية، وتُحمى الوحدات من الشمس المباشرة ومن الماء. ويُختار موضع النظام بحيث لا يظلله شيء طوال النهار، ويبقى قريبًا من فم البئر ليقصر طول الكابل بينهما ويقل الفقد فيه.

ويُراعى في اختيار الموضع أيضًا أن يبقى مسار الكابل بين وحدة التحكم وفم البئر محميًا لا معرّضًا لحركة الناس والحيوانات، وأن يكون الوصول إلى الألواح ممكنًا لتنظيفها من دون معدات خاصة، فالصيانة التي يصعب أداؤها لا تُؤدى.

ما يصل العميل

يظهر النظام الشمسي في توثيق مرحلتي بناء الحوض والافتتاح ضمن مراحل التوثيق الخمس، بالصور والفيديو وإحداثيات الموقع عبر جوجل درايف والواتساب، وتُثبَّت على البئر لوحة رخامية تحمل الاسم الذي يختاره العميل.