الطاقة الشمسية للآبار: تركيب وحساب مضخة شمسية
ضخ المياه بالطاقة الشمسية من أنجح استعمالات الطاقة الشمسية في المغرب: الحاجة إلى الماء تكون في عزّ النهار، وهو بالضبط وقت أقوى إشعاع شمسي، فلا حاجة إلى بطاريات في أغلب الحالات. هذا الدليل يشرح كيف تحسب المضخة المناسبة وكيف تُركّب بشكل سليم.
لماذا الضخ الشمسي بدون بطاريات؟
المبدأ بسيط: بدل تخزين الكهرباء في بطاريات مكلفة، نخزّن الماء في خزان. تضخّ خلال ساعات الشمس وتستعمل الماء ليلاً أو عند الحاجة. النتيجة: ثمن أقل، صيانة أقل، وعمر أطول للنظام.
المعطيات التي تحتاجها قبل الحساب
- الحاجة اليومية من الماء بالمتر المكعب: حسب المساحة المسقية ونوع الزراعة، أو حسب عدد رؤوس الماشية.
- العمق الساكن: مستوى الماء في البئر قبل الضخ.
- العمق الديناميكي: مستوى الماء أثناء الضخ، وهو دائمًا أعمق من الساكن.
- ارتفاع الخزان فوق سطح الأرض.
- طول وقطر الأنابيب، لحساب ضياع الاحتكاك.
حساب الارتفاع الإجمالي
الارتفاع الإجمالي (متر) = العمق الديناميكي + ارتفاع الخزان + ضياع الاحتكاك
ضياع الاحتكاك يُقدَّر عادة بنسبة 5% إلى 10% من طول الأنبوب إذا كان قطره مناسبًا. أنبوب ضيّق على مسافة طويلة يرفع هذا الضياع بشكل كبير ويجبرك على مضخة أقوى دون فائدة حقيقية.
حساب قدرة المضخة
القدرة (واط) = (الصبيب م³/ساعة × الارتفاع الإجمالي بالمتر × 2.725) ÷ مردود المضخة
مردود المضخة الغاطسة يتراوح عادة بين 0.4 و0.6. والصبيب يُحسب بقسمة حاجتك اليومية على عدد ساعات الشمس المفيدة، وهي في المغرب 5 إلى 6 ساعات للضخ.
مثال محسوب
ضيعة تحتاج 12 م³ يوميًا، مستوى الماء الديناميكي 45 مترًا، والخزان مرتفع 5 أمتار، وضياع الاحتكاك 4 أمتار.
- الارتفاع الإجمالي = 45 + 5 + 4 = 54 مترًا.
- الصبيب المطلوب = 12 ÷ 6 ساعات = 2 م³/ساعة.
- القدرة = (2 × 54 × 2.725) ÷ 0.5 = 589 واط.
نختار مضخة 750 واط (1 حصان)، ونحسب الألواح بقدرة تفوق قدرة المضخة بنسبة 25% إلى 30% لتعويض الحرارة والاتساخ، أي حوالي 1000 واط ذروي.
المضخة الغاطسة أم مضخة السطح؟
| النوع | مناسب لـ | ملاحظة |
|---|---|---|
| غاطسة (Immergée) | الآبار العميقة، أكثر من 8 أمتار | الأكثر استعمالاً في المغرب |
| سطحية (De surface) | الصهاريج والوديان والآبار القليلة العمق | أسهل في الصيانة لأنها في المتناول |
خطوات التركيب
- تركيب الألواح على هيكل ثابت، بعيدًا عن ظل الأشجار، مع تأمينها ضد الرياح والسرقة.
- تثبيت المتحكّم (Variateur) في مكان مظلّل وجيّد التهوية، قريب من البئر.
- إنزال المضخة مع حبل أمان، مع ترك مسافة عن قاع البئر لا تقل عن مترين حتى لا تسحب الرمل والطين.
- تمديد الكابل الغاطس المخصّص، مع وصلات معزولة ومقاومة للماء.
- تركيب حماية الجفاف: مستشعر يوقف المضخة إذا نزل مستوى الماء، وهو ما يحمي المضخة من الاحتراق.
- الاختبار: راقب الصبيب في ساعات مختلفة من اليوم وسجّله للمقارنة لاحقًا.
أخطاء شائعة
- اختيار المضخة حسب العمق فقط، دون حساب الصبيب المطلوب.
- إهمال حماية الجفاف: أغلب أعطال المضخات سببها الاشتغال بدون ماء.
- وضع المضخة قريبة جدًا من القاع، فتسحب الرمل وتتلف تدريجيًا.
- استعمال كابل عادي بدل الكابل الغاطس المخصّص.
- حساب الألواح بقدرة تساوي قدرة المضخة تمامًا دون هامش، فلا تشتغل إلا في الظهيرة.
يشرح ملف التكوين حسابات الضخ والمخططات والأعطال الشائعة بالتفصيل.
المعدات
تجد لدينا كيتات الضخ الغاطس والسطحي مدروسة حسب العمق والصبيب، بالإضافة إلى الألواح والمكوّنات بالتقسيط. وللاطلاع على طريقة الحساب العامة، راجع دليل قوانين حساب الطاقة الشمسية.
العمق، الحاجة اليومية، وارتفاع الخزان تكفي لنقترح عليك المضخة المناسبة.
