ملخص:
تساعد هذه المقالة قراءنا الأعزاء في تحديد التوجيه الأمثل للألواح الشمسية في حال رغبتهم بتركيب المنظومات الكهروشمسية بشكل شخصي أو التحقق من توافر المكان المناسب قبل البدء في التخطيط لذلك.
مقدمة:
لا يخفى على أغلب المهتمين في مجال الطاقة الشمسية بأن التوجيه الأمثل يكون باتجاه الجنوب في نصف الكرة الشمالي، وباتجاه الشمال في نصف الكرة الجنوبي، ويعود ذلك إلى دوران الأرض حول نفسها بمحور يميل عن مستوي مدارها بزاوية مقدارها °23.4.
وهنا يأتي السؤال الأهم، كيف يمكن تحديد هذه الاتجاهات بدقة؟
حقيقة فإن الإجابة عن هذا السؤال هي محور مقالتنا هذه، ولكن دعونا بداية نقوم بتعريف بعض المصطلحات الهامة في هذا المجال.
الشمال والجنوب الجغرافي:
يسمى محور دوران الأرض حول نفسها بالمحور الجغرافي، وتعبّر نقطة نقاطع محور الدوران مع خط العرض 90 شمال خط الاستواء عن الشمال الجغرافي، بينما تعتبر النقطة المقابلة الجنوب الجغرافي للكرة الأرضية.
الشمال والجنوب المغناطيسي:
كما نعلم فإن الكرة الأرضية تشكل مغناطيساً كبيراً، ويحدد قطبي هذا المغناطيس كل من الشمال والجنوب المغناطيسي.
ومن الجدير بالذكر أن المحورين المغناطيسي والجغرافي ليسا منطبقين، كما أن المحور المغناطيسي غير ثابت مع الزمن ويتغير موقعه بقيم صغيرة وذلك فقاً لما جاءت به الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA).
اتجاه الابرة المغناطيسية (البوصلة):
قد يعتقد البعض أن الابرة المغناطيسية تشير إلى الشمال المغناطيسي وقد يعتقد البعض الآخر بأنها تشير إلى الشمال الجغرافي، الحقيقة أن الابرة المغناطيسية تشير إلى اتجاه خطوط الحقل المغناطيسي على سطح الكرة الأرضية، والتي يمكن أن تختلف من مكان إلى آخر نتيجة عدم تجانس الحقل المغناطيس الأرضي.
الانحراف المغناطيسي (Magnetic Declination):
يعبر الانحراف المغناطيسي (δ) عن الزاوية بين الشمال المقاس باستخدام البوصلة والشمال الجغرافي، وتكون هذه القيمة موجبة عندما يكون الشمال المقاس شرق الشمال الجغرافي، والعكس صحيح.
وبناءً على ما سبق تختلف قيمة الانحراف المغناطيسي من نقطة إلى أخرى على سطح الكرة الأرضية، فعلى سبيل المثال تبلغ هذه القيمة +2.19 في دولة الامارات بينما تكون بحدود +5.2 في سوريا و0 في الصومال (أي ينطبق اتجاه البوصلة على اتجاه الشمال الجغرافي والمغناطيسي)، أما في المغرب فتصل إلى -2.
والشكل التالي يوضح هذه القيم بشكل تقريبي للدول العربية:
والأن أصبح بإمكاننا الإجابة عن سؤال المقالة الرئيسي:
توجد طريقتان شائعتان لتحديد المحور الجغرافي والذي يتم توجيه ألواح الطاقة الشمسية بناءً عليه.
الطريقة الأولى: تعتمد هذه الطريقة على ما تم شرحه سابقاً، حيث يتم بداية استخدام البوصلة لتحديد الجنوب المغناطيسي المقاس، ومن ثم تصحيح القيمة عن طريق تحديد الانحراف المغناطيسي.
ولتحديد الانحراف المغناطيسي بدقة يمكن الاستعانة بالمواقع المتخصصة مثل موقع (NOAA)، والذي يساعد في تحديد الانحراف بعد معرفة احداثيات الموقع الجغرافية.
الطريقة الثانية (طريقة الظل): تعتمد هذه الطريقة على قياس طول الظل لعصى مثبتة شاقولياً خلال فترة الظهيرة، حيث أن أقصر قيمة للظل تحدث عندما يكون الظل موازياً للجنوب والشمال الجغرافيين.
