في الولايات المتحدة القارية، تعمل الألواح الشمسية على أفضل وجه عندما تواجه الجنوب الغربي قليلاً بدلاً من الجنوب مباشرة. تكشف البيانات من وزارة الطاقة الأمريكية أن الألواح المواجهة للجنوب المائلة بين 15 و 40 درجة تلتقط أكبر قدر من ضوء الشمس، مما يزيد من إنتاج الكهرباء ويقلل فواتير الخدمات. حتى اتجاهات الأسقف غير المثالية لا تزال تحقق وفورات كبيرة في الطاقة.
يؤكد الخبراء من مكتب تقنيات الطاقة الشمسية (SETO) والجهات المُركبة الرائدة في EnergySage Marketplace أن الأنظمة المواجهة للشرق أو الغرب تولد أيضًا طاقة كبيرة. تعتمد الكفاءة بشكل أقل على المحاذاة المثالية وأكثر على عوامل مثل التظليل وحجم السقف وأسعار الكهرباء المحلية وسياسات الطاقة الشمسية.
من الناحية الاقتصادية، حوالي ثلثي المنازل ذات العائلة الواحدة والمنازل متعددة العائلات الصغيرة مناسبة لتركيبات الطاقة الشمسية. يمكن تركيب الألواح على الأسطح المواجهة للجنوب أو الغرب أو الشرق مع ميول تتراوح من المسطحة إلى 45 درجة. عادة ما تكون العقبات الرئيسية هي التظليل ومساحة السقف المحدودة - وليست الاتجاه.
يشير جيمي جونز، الشريك في ملكية North Coast Solar في ميشيغان، إلى أن التظليل الشديد أو القيود الهيكلية (مثل المداخن أو المناور) غالبًا ما تجعل التركيبات غير عملية. تتطلب أكواد البناء المحلية أيضًا تراجعات من حواف السقف. عادةً ما يدفع نظام من 8 إلى 10 ألواح غير مظللة ثمنها في غضون عقد من الزمان.
تتفوق الألواح المواجهة للجنوب على غيرها لأن مسار الشمس يفضل التعرض الجنوبي. يوضح آرون نيتزكين من Citadel Roofing and Solar في كاليفورنيا أنه على الرغم من أن تكاليف التركيب متطابقة عبر الاتجاهات، فإن الألواح المواجهة للجنوب تولد المزيد من الكهرباء. حتى الأسقف المواجهة للجنوب الشرقي إلى الجنوب الغربي تحقق كفاءة عالية، مع خسائر ضئيلة (أقل من 1٪ سنويًا للانحرافات الطفيفة).
تفقد الأنظمة المواجهة للشرق أو الغرب 10-15٪ فقط من الإنتاج المحتمل مقارنةً بالإعدادات المثالية المواجهة للجنوب. قد تؤدي الزوايا الأكثر انحدارًا أو التظليل إلى زيادة الخسائر إلى 20٪، لكن هذه الأنظمة لا تزال تعوض التكاليف بمرور الوقت. نادرًا ما تكون الألواح المواجهة للشمال قابلة للتطبيق إلا في حالات فريدة، مثل أشعة الشمس المرتفعة في كاليفورنيا وأسعار الكهرباء، حيث قد تبرر الميول اللطيفة على الأسطح الشمالية الشرقية/الشمالية الغربية التركيب.
توصي SETO بـ 15-40 درجة للألواح المواجهة للجنوب، بما يتماشى مع معظم منحدرات الأسقف السكنية (18-34 درجة). تتكبد الانحرافات ضمن هذا النطاق خسائر ضئيلة. تعمل الاتجاهات الشرقية/الغربية بشكل أفضل بزوايا أقل، على الرغم من أن الميول الطفيفة تساعد على التنظيف الذاتي. ترفع الأسقف الأكثر انحدارًا تكاليف العمالة بسبب إجراءات السلامة مثل السقالات أو المصاعد.
توفر الأسطح المسطحة المرونة: يمكن إمالة الألواح جنوبًا بزاوية 15 درجة لتحقيق التوازن بين الكفاءة ومقاومة الرياح. تسمح الأنظمة المثبتة على الأرض بالتحسين المثالي ولكنها أكثر تكلفة من تركيبات الأسطح.
للحصول على أقصى إنتاج، يمكن ضبط الأنظمة المثبتة على الأرض وفقًا للظروف المحلية. قد يختلف السمت الأمثل (الاتجاه) قليلاً عن الجنوب مباشرة - على سبيل المثال، 190 درجة في سان دييغو لمراعاة الغطاء السحابي الصباحي. إن إمالة الألواح بزاوية تتوافق مع خط العرض المحلي (المعدل للغطاء السحابي) يعزز الكفاءة بشكل أكبر. تساعد أدوات مثل PV Watts من NREL في حساب الإعدادات الدقيقة.
بموجب أسعار صافي الفوترة أو أسعار الاستخدام حسب الوقت، قد توفر الألواح المواجهة للغرب المال عن طريق التوافق مع فترات ذروة الطلب. تعمل الزوايا الشتوية الأكثر انحدارًا (45-60 درجة) على تحسين الأداء في الطقس البارد ولكنها تقلل من العوائد الصيفية. كما أن الألواح ذات الزاوية الصحيحة تتخلص من الثلج بسهولة أكبر.
في الولايات المتحدة القارية، تعمل الألواح الشمسية على أفضل وجه عندما تواجه الجنوب الغربي قليلاً بدلاً من الجنوب مباشرة. تكشف البيانات من وزارة الطاقة الأمريكية أن الألواح المواجهة للجنوب المائلة بين 15 و 40 درجة تلتقط أكبر قدر من ضوء الشمس، مما يزيد من إنتاج الكهرباء ويقلل فواتير الخدمات. حتى اتجاهات الأسقف غير المثالية لا تزال تحقق وفورات كبيرة في الطاقة.
يؤكد الخبراء من مكتب تقنيات الطاقة الشمسية (SETO) والجهات المُركبة الرائدة في EnergySage Marketplace أن الأنظمة المواجهة للشرق أو الغرب تولد أيضًا طاقة كبيرة. تعتمد الكفاءة بشكل أقل على المحاذاة المثالية وأكثر على عوامل مثل التظليل وحجم السقف وأسعار الكهرباء المحلية وسياسات الطاقة الشمسية.
من الناحية الاقتصادية، حوالي ثلثي المنازل ذات العائلة الواحدة والمنازل متعددة العائلات الصغيرة مناسبة لتركيبات الطاقة الشمسية. يمكن تركيب الألواح على الأسطح المواجهة للجنوب أو الغرب أو الشرق مع ميول تتراوح من المسطحة إلى 45 درجة. عادة ما تكون العقبات الرئيسية هي التظليل ومساحة السقف المحدودة - وليست الاتجاه.
يشير جيمي جونز، الشريك في ملكية North Coast Solar في ميشيغان، إلى أن التظليل الشديد أو القيود الهيكلية (مثل المداخن أو المناور) غالبًا ما تجعل التركيبات غير عملية. تتطلب أكواد البناء المحلية أيضًا تراجعات من حواف السقف. عادةً ما يدفع نظام من 8 إلى 10 ألواح غير مظللة ثمنها في غضون عقد من الزمان.
تتفوق الألواح المواجهة للجنوب على غيرها لأن مسار الشمس يفضل التعرض الجنوبي. يوضح آرون نيتزكين من Citadel Roofing and Solar في كاليفورنيا أنه على الرغم من أن تكاليف التركيب متطابقة عبر الاتجاهات، فإن الألواح المواجهة للجنوب تولد المزيد من الكهرباء. حتى الأسقف المواجهة للجنوب الشرقي إلى الجنوب الغربي تحقق كفاءة عالية، مع خسائر ضئيلة (أقل من 1٪ سنويًا للانحرافات الطفيفة).
تفقد الأنظمة المواجهة للشرق أو الغرب 10-15٪ فقط من الإنتاج المحتمل مقارنةً بالإعدادات المثالية المواجهة للجنوب. قد تؤدي الزوايا الأكثر انحدارًا أو التظليل إلى زيادة الخسائر إلى 20٪، لكن هذه الأنظمة لا تزال تعوض التكاليف بمرور الوقت. نادرًا ما تكون الألواح المواجهة للشمال قابلة للتطبيق إلا في حالات فريدة، مثل أشعة الشمس المرتفعة في كاليفورنيا وأسعار الكهرباء، حيث قد تبرر الميول اللطيفة على الأسطح الشمالية الشرقية/الشمالية الغربية التركيب.
توصي SETO بـ 15-40 درجة للألواح المواجهة للجنوب، بما يتماشى مع معظم منحدرات الأسقف السكنية (18-34 درجة). تتكبد الانحرافات ضمن هذا النطاق خسائر ضئيلة. تعمل الاتجاهات الشرقية/الغربية بشكل أفضل بزوايا أقل، على الرغم من أن الميول الطفيفة تساعد على التنظيف الذاتي. ترفع الأسقف الأكثر انحدارًا تكاليف العمالة بسبب إجراءات السلامة مثل السقالات أو المصاعد.
توفر الأسطح المسطحة المرونة: يمكن إمالة الألواح جنوبًا بزاوية 15 درجة لتحقيق التوازن بين الكفاءة ومقاومة الرياح. تسمح الأنظمة المثبتة على الأرض بالتحسين المثالي ولكنها أكثر تكلفة من تركيبات الأسطح.
للحصول على أقصى إنتاج، يمكن ضبط الأنظمة المثبتة على الأرض وفقًا للظروف المحلية. قد يختلف السمت الأمثل (الاتجاه) قليلاً عن الجنوب مباشرة - على سبيل المثال، 190 درجة في سان دييغو لمراعاة الغطاء السحابي الصباحي. إن إمالة الألواح بزاوية تتوافق مع خط العرض المحلي (المعدل للغطاء السحابي) يعزز الكفاءة بشكل أكبر. تساعد أدوات مثل PV Watts من NREL في حساب الإعدادات الدقيقة.
بموجب أسعار صافي الفوترة أو أسعار الاستخدام حسب الوقت، قد توفر الألواح المواجهة للغرب المال عن طريق التوافق مع فترات ذروة الطلب. تعمل الزوايا الشتوية الأكثر انحدارًا (45-60 درجة) على تحسين الأداء في الطقس البارد ولكنها تقلل من العوائد الصيفية. كما أن الألواح ذات الزاوية الصحيحة تتخلص من الثلج بسهولة أكبر.
