إنتاج المصاعد التي تعمل بالطاقة الشمسية

في ظل الضغوط المتفاقمة لأزمة الطاقة العالمية، يجب أن تتطور هذه الصناعة.

بقلم محرم بيلج تشاكيرر

مقدمة: المسار الرأسي للطاقة ونموذج جديد

في صناعة المصاعد الحديثة، لم تعد الاستدامة طموحًا بيئيًا مجردًا، بل أصبحت عنصرًا هندسيًا قابلًا للقياس، مُدمجًا مباشرةً في عمليات الإنتاج. بالنسبة للمصنّعين اليوم، أدى تسارع وتيرة اللوائح المناخية العالمية، ولا سيما آلية تعديل الكربون الحدودية للاتحاد الأوروبي، إلى تحويل البصمة الكربونية من مجرد هاجس يتعلق بالسمعة إلى معيار تنافسي حاسم. يُمثل هذا التحول ضرورة هيكلية، حيث لم تعد أسطح المباني والأسطح الصناعية مجرد حواجز سلبية، بل أصبحت عناصر فاعلة تُؤثر على تكاليف التشغيل وكفاءة المنشأة.

يقف قطاع النقل العمودي عند مفترق طرق فريد في هذا التحول الطاقي. فبينما تمثل أنظمة المصاعد ما بين 5% و10% من إجمالي استهلاك الطاقة في المبنى، فإن المعيار الأساسي لهذا القطاع يتغير. لم يعد كافياً تطوير منتجات موفرة للطاقة؛ بل أصبح التركيز الآن على مصادر الطاقة التي تُشغّل عملية تصنيعها. في ظل الضغوط المتفاقمة لأزمة الطاقة العالمية، يجب على هذا القطاع أن يتطور من نموذج "المقصورة عالية الكفاءة" إلى واقع "المصنع الأخضر".

جسّدت شركة ميريح أسانسور هذا التحوّل من خلال استثمار استراتيجي على مرحلتين في محطة طاقة شمسية على سطح منشأتها في أنقرة، تركيا. وبتشغيل مشروعي ميريح-1 وميريح-2، أرست الشركة معيارًا تقنيًا معتمدًا لتحويل الطاقة الصناعية في قطاع المصاعد.

تحويل الطاقة في صميم الإنتاج: التحليل الفني لمحطتي الطاقة الشمسية ميرح-1 وميريح-2

يتحدد نمط استهلاك الطاقة في مصنع لتصنيع المصاعد بشكل أساسي بواسطة آلات القطع بالليزر، وخطوط اللحام الآلية، وأفران معالجة الطلاء المسحوقي الكهروستاتيكية عالية الكثافة. ويُمثل تقليل الاعتماد على الشبكة الكهربائية في هذه العمليات تحديًا متعدد التخصصات في مجال التحسين، يشمل معايير اقتصادية وهندسية إنشائية. وقد نفذت شركة ميريح أسانسور هذا التحول على مرحلتين منفصلتين.

الشكل 1: مشروع ممر ميريح-1 SPP ومواقف السيارات

مشروع ميريح-1 SPP: إنشاء البنية التحتية الأساسية

تتضمن المرحلة الأولى دمج نظام في الهيكل الرئيسي لسقف المنشأة بسعة مركبة تبلغ 942.76 كيلوواط ذروة، ويتكون من 2,072 وحدة من ألواح أحادية البلورة نصف مقطوعة من نوع 9BB PERC بقدرة 455 واط.

توفر الألواح أحادية البلورة كفاءة تحويل أعلى من نظيراتها متعددة البلورات، مما يتيح استخلاص أقصى قدر من الطاقة لكل وحدة مساحة. تعمل تقنية الخلايا نصف المقطوعة، التي يتم تحقيقها عن طريق تقسيم كل خلية إلى نصفين، على تقليل تأثير التظليل وضمان استمرارية الأداء حتى في ظروف الإشعاع المنخفض.

لأغراض التحكم في النظام، تستخدم محولات هواوي الذكية من سلسلة SUN2000 قنوات متعددة لتتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) لاستخلاص الطاقة القصوى من أجزاء السطح المختلفة في الميل والاتجاه. توفر هذه المرحلة قدرة خرج تيار متردد تبلغ 740 كيلوواط كهربائي، وإمكانية إنتاج سنوية تقارب 1,259,697 كيلوواط ساعة.

استنادًا إلى هذا التركيب الأساسي، أُعيد توظيف مواقف السيارات في هذه المرحلة أيضًا: فبدلًا من أن تكون مجرد مظلات للسيارات، أُعيد تصميمها لتصبح وحدات لتوليد الطاقة الشمسية، وضُمنت مع محطات شحن السيارات الكهربائية، مما يُقدم نموذجًا عمليًا لتحسين استخدام المساحات الصناعية. وفي هيكل موقف السيارات، تم اختيار تقنية العاكسات الدقيقة بعناية لحصر أي فقدان للطاقة بسبب التظليل في اللوحة المتأثرة فقط، بدلًا من انتشاره عبر سلسلة اللوحات بأكملها. ويمثل هذا الخيار استجابة هندسية مدروسة لديناميكيات التظليل الحتمية في بيئة مواقف السيارات المفتوحة، وفي الوقت نفسه، يُتيح دورة طاقة متكاملة يتم فيها شحن أسطول مركبات الشركة مباشرةً من الطاقة الشمسية المولدة.

ميريح-2 إس بي بي: التقدم التكنولوجي

وتتوسع المرحلة الثانية في هذا المنطق أكثر، فهي لا تمثل مجرد زيادة في القدرة الإنتاجية فحسب، بل تمثل ترقية جوهرية في كل من التكنولوجيا وكفاءة التحويل.

الشكل 2: Merih-2 SPP

تتضمن هذه المرحلة تركيب 1,570 وحدة من الألواح الشمسية أحادية البلورة نصف المقطوعة بقدرة 590 واط، بإجمالي قدرة مركبة تبلغ 926.30 كيلوواط ذروة. أما على جانب العاكس، فتعمل ست وحدات من طراز Huawei SUN2000-100KTL-M1 - بكفاءة تحويل تبلغ 98.7% - على تحويل فروق الإشعاع الشمسي بين أجزاء السطح المختلفة، من خسائر محتملة إلى إنتاجية قابلة للاسترداد. وبقدرة خرج للشبكة تبلغ 640 كيلوواط كهربائية، تستهدف هذه المرحلة حجم إنتاج سنوي يبلغ حوالي 1,237,700 كيلوواط ساعة.

تُساهم هذه المرحلة أيضًا في تطوير بنية السلامة للمشروع. فقد تم دمج تقنية قاطع دائرة الأعطال القوسية (AFCI) في النظام، مما يُتيح الكشف المبكر عن مخاطر الحريق الناجمة عن القوس الكهربائي، وبالتالي رفع مستوى الحماية في المنشأة الصناعية. ومن منظور السلامة الإنشائية، تم إدراج الحمل الميت الإضافي الذي يبلغ حوالي 29 كجم لكل لوحة في الحسابات الهندسية إلى جانب أنظمة دعم السقف للتأكد من استيفاء معايير السلامة الثابتة.

بقدرة إنتاجية سنوية إجمالية تبلغ 2,497,397 كيلوواط/ساعة، تكفي لتلبية بل وتجاوز متطلبات أكثر عمليات المنشأة استهلاكًا للطاقة، يعمل النظام وفق بنية متصلة بالشبكة الكهربائية دون الحاجة إلى بطاريات. وبذلك، تضطلع المنشأة بدور مزدوج: تلبية احتياجاتها من الطاقة، وفي الوقت نفسه المساهمة بفائض القدرة الإنتاجية في شبكة الكهرباء الحضرية الأوسع.

التوأم الرقمي والبنية التحتية للمراقبة الذكية

تم تشغيل بنية المراقبة الرقمية التوأمية بالتزامن مع المرحلة الثانية، وهي تتعقب الأداء في الوقت الفعلي لكل سلسلة على حدة بدقة تصل إلى مستوى الثانية. تُمكّن هذه الإمكانية فرق الصيانة من تحديد مواقع الأعطال بدقة متناهية - دون الحاجة إلى تدخل ميداني فعلي - مما يقلل بشكل كبير من تكلفة الصيانة.

تُتاح عمليات مراقبة سير العمل في الوقت الفعلي عبر منصات SCADA وتطبيقات الهاتف المحمول، وهو ما يُمثل بنية مراقبة تتوافق مع المراقبة عن بُعد وبنية إنترنت الأشياء (IoT) التي تُميز أنظمة المصاعد الحديثة. هذا التكامل يرتقي بالمنشأة لتتجاوز فئة المصانع التقليدية، ويُعيد تصنيفها كمركز طاقة ذكي.

تحليل الأداء الاقتصادي والعائد على الاستثمار

تم حساب العائد على الاستثمار (ROI)، وهو أحد المقاييس الرئيسية لتقييم الالتزامات الرأسمالية الهندسية، بنحو 5.8 سنوات لكلا مشروعي ميريح للطاقة الشمسية، وذلك في إطار تعريفات الطاقة السائدة ونماذج تسوية صافي القياس. ونظرًا للاتجاه التصاعدي الملحوظ في أسعار الكهرباء، فمن المتوقع تقليص فترة استرداد رأس المال هذه.

من منظور أوسع، أعاد المشروع هيكلة الهوية التشغيلية لشركة ميريح أسانسور: لم يعد المرفق مجرد مصنع لمكونات المصاعد والحزم الكاملة، بل أصبح شبكة صغيرة تولد وتدير وتحسن إمدادات الطاقة الخاصة بها.

الأثر البيئي: خفض انبعاثات الكربون والتكافؤ البيئي

يساهم مشروعا Merih-1 و Merih-2 المشتركان في منع انبعاث ما يُقدّر بنحو 1,250 طنًا من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. وقد تم التوصل إلى هذا الرقم باستخدام معاملات الاستدامة المتوافقة مع منهجيات وكالة البيئة الأوروبية ووزارة الزراعة الأمريكية.

يُعادل هذا التخفيض في الانبعاثات قدرة امتصاص الكربون السنوية لحوالي 125 هكتارًا من الغابات الكثيفة - وهي مساحة تُضاهي مساحة هايد بارك في لندن - التي تُجدد سنويًا داخل الممر الصناعي في أنقرة. علاوة على ذلك، يُقلل خفض الكربون المُحقق في مرحلة التصنيع من البصمة الكربونية الشاملة لكل مُكون من مُكونات المصاعد، والتي كان سيحملها كل مُكون طوال فترة خدمته، مما يُعزز الأداء البيئي لكل وحدة تغادر خط الإنتاج.

الصفقة الخضراء الأوروبية، واتفاقية التجارة الحرة القائمة على الثقة، والاستراتيجية التنافسية العالمية

يُعدّ كلٌّ من الصفقة الخضراء الأوروبية واتفاقية التجارة الحرة بين الاتحاد الأوروبي وهيئة مراقبة الصادرات من أهمّ الأطر التنظيمية للشركات المُصدِّرة على المدى المتوسط. وبفضل عمليات التصدير التي أنشأتها شركة ميريح أسانسور في أكثر من 80 دولة، مكّنتها استثماراتها في برنامج الشراكة بين القطاعين العام والخاص من إظهار التزامها الاستباقي بهذه المتطلبات مع دخول اتفاقية التجارة الحرة بين الاتحاد الأوروبي مرحلة التنفيذ النهائي.

يُحسّن استخدام الطاقة المتجددة في عملية التصنيع بشكل مباشر من تقييم دورة حياة كل مكون من مكونات المصاعد المنتجة. فعندما تكون الطاقة المستهلكة في تصنيع باب الهبوط أو الكابينة من مصدر متجدد، فإن ذلك يُغيّر بشكل جذري البصمة الكربونية للمنتج، مما يُوفر مبرراً تقنياً وتنظيمياً لاختياره من قِبل الجهات المعنية في الصناعة الأوروبية.

يتجاوز هذا النهج نموذج الاستدامة التقليدي الذي يركز على كفاءة مرحلة استخدام المنتج، ويتبنى بدلاً من ذلك إطار عمل شامل للاستدامة: فالاستدامة لا تبدأ عند نقطة التثبيت، ولكن في الخطوة الأولى من عملية التصنيع.

كل كيلوواط ساعة من الكهرباء النظيفة التي يتم توليدها في نفس الوقت تقلل من اعتماد تركيا على الطاقة المستوردة وتساهم بشكل مباشر في السيادة الوطنية على الطاقة.

أفضل الممارسات لإطالة عمر النظام

بدون إدارة دقيقة، تكون أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية عرضة لتدهور الأداء بمرور الوقت. تعالج شركة ميريح أسانسور هذه المخاطر من خلال نظام مراقبة حديث وبرنامج منظم للصيانة الوقائية.

إدارة الفقد الحراري: إدراكًا لأهمية خفض كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 0.3-0.5% مع كل ارتفاع في درجة حرارة الألواح الشمسية بمقدار درجة مئوية واحدة فوق 25 درجة مئوية، تُجري المنشأة فحوصات حرارية دورية لجميع الألواح. وقد تم ضبط المسافة الهوائية بين كل لوح وسطح السقف على أبعادها المثلى، مما يُسهّل التهوية الطبيعية عبر الحمل الحراري، ويمنع ارتفاع درجة الحرارة بشكل غير طبيعي خلال ساعات ذروة الإشعاع الشمسي.

تخفيف تأثير PID وتنظيف اللوحة: للحماية من فقدان الكفاءة التدريجي المرتبط بتأثير التدهور الناجم عن الجهد (PID)، يجب الحفاظ على المراقبة الكهربائية الدورية وفحوصات النظام بدقة.

تنظيف الألواح: تُجرى دورات تنظيف الألواح بانتظام ودقة، وهي عملية تنظيف تُعيد ما بين 3 إلى 5% من إنتاجية الطاقة. تُنظف الألواح حصريًا بالماء منزوع الأيونات للحفاظ على طبقات الطلاء المضادة للانعكاس ومنع ترسبات القشور المعدنية.

الوصول بين الألواح ومنع التشققات الدقيقة: في العديد من المنشآت الصناعية، يسير فنيو الصيانة مباشرة فوق أسطح الألواح، مما يؤدي إلى ظهور تشققات دقيقة وتدهور النقاط الساخنة بمرور الوقت. في هذه المشاريع، تم الحفاظ على مسافات أمان مثالية بين مجموعات الألواح، مما يضمن قدرة الفنيين على التنقل بأمان عبر المصفوفة دون أي تلامس مع الوحدات نفسها.

الخلاصة: نحو مصانع ذكية وتصنيع مستقل عن الطاقة

توفر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الكهرباء بانبعاثات غازات دفيئة أقل بكثير من بدائل الوقود الأحفوري، مما يوفر مسارًا متكاملًا تقنيًا ومتوافقًا بيئيًا نحو إمدادات طاقة صناعية مستدامة. ويُقدم مشروع محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ثنائية الطور ومواقف السيارات التابعة لشركة ميريح أسانسور - والذي يتميز بقدرته المركبة الإجمالية، وتوقعات إنتاجه السنوي، وفترة استرداد تكلفته - مجموعة من المعايير الكمية الملموسة التي تُثبت الجدوى التقنية والاقتصادية لدمج الطاقة الكهروضوئية على نطاق صناعي واسع. وبالنسبة للمنشآت في قطاع المصاعد التي تستهلك طاقة مماثلة، تُشكل هذه البيانات مرجعًا مباشرًا لاتخاذ قرارات تصميم الأنظمة، وتقييمات الاستثمار الرأسمالي، وتخطيط الامتثال لمعايير إدارة الأصول القائمة على الكفاءة (CBAM). ويُشير المسار الذي يصفه المشروع - من التصنيع المعتمد على الشبكة إلى الإنتاج ذاتي التوليد والمراقب بذكاء - إلى تحول هيكلي سيحتاج القطاع الأوسع إلى مواكبته، والذي بدأ الرواد الأوائل بالفعل في تحديد ملامحه.

مراجع حسابات

[1] الوكالة الأوروبية للبيئة (EEA). (2023). معدلات عزل الكربون في النظم الإيكولوجية للغابات. تقرير فني صادر عن الوكالة الأوروبية للبيئة.

[2] وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) دائرة الغابات. (2022). الغابات الحضرية والمجتمعية - عزل الكربون.

[3] المفوضية الأوروبية. (2023). آلية تعديل الكربون الحدودي (CBAM) - المبادئ التوجيهية للتنفيذ.

[4] هواوي ديجيتال باور. (2024). محول السلسلة الذكي SUN2000-100KTL-M1 - ورقة المواصفات الفنية.

[5] ISO 14044:2006. الإدارة البيئية - تقييم دورة الحياة - المتطلبات والمبادئ التوجيهية.

[6] بروتوكول غازات الاحتباس الحراري. (2023). سلسلة القيمة المؤسسية (النطاق 3) معيار المحاسبة والإبلاغ.

[7] وكالة الطاقة الدولية. (2024). الطاقة المتجددة 2024 - التحليل والتوقعات حتى عام 2030. وكالة الطاقة الدولية.

[8] pveducation.org