١. دور الطاقة الشمسية في المشروع
يسعى المشروع إلى تشغيل مرافقه اعتمادًا على الطاقة الشمسية لخفض تكاليف التشغيل والاعتماد على مصدر طاقة متجدد. وتتحول الطاقة هنا من خدمة مساندة إلى أصل إنتاجي: فهي تُشغّل الكشاطات الآلية والمراوح والتبريد بالرذاذ والمشارب الذكية والإضاءة وغرف الاستنبات، وتدعم تحلية المياه والمعالجة.
والمنطق الهندسي لافت: المملكة من أعلى دول العالم إشعاعًا شمسيًا، وتكلفة الألواح انخفضت عالميًا نحو 87% منذ 2010، وأسعار البطاريات تتراجع بسرعة، بينما المزارع في المواقع النائية كثيرًا ما تواجه كلفة مرتفعة لإيصال الشبكة أو تشغيل المولدات.
- 1الألواح الكهروضوئية
- 2منظمات الشحن (MPPT)
- 3بنك البطاريات (ليثيوم)
- 4العاكس (Inverter)
- 5الأحمال التشغيلية
تحوّل الإشعاع الشمسي إلى تيار مستمر؛ التقدير: 45-50 لوحًا بقدرة 550 واط (~25-30 كيلوواط) لمنظومة الحظائر.
تستخلص أقصى قدرة من الألواح وتشحن البطاريات بأمان.
يخزن فائض النهار لتغطية الليل؛ 60-80 كيلوواط ساعة للحظائر و310 كيلوواط ساعة لمحطة الشعير.
يحوّل التيار المستمر إلى متردد لتشغيل المحركات والمراوح والمضخات (20-25 كيلوواط للحظائر).
محركات الكشاطات، المراوح والتبريد بالرذاذ، المشارب والمضخات، الإضاءة، الأنظمة الذكية، وتكييف غرف الاستنبات.
٢. الموارد الشمسية في المملكة
بحسب «الأطلس الشمسي العالمي» (Global Solar Atlas) ودراسة البنك الدولي عن الإمكانات الكهروضوئية بحسب الدولة، يتراوح الإشعاع الأفقي الكلي (GHI) في المملكة بين 5.69 و6.62 كيلوواط ساعة/م²/يوم، ومتوسط الإنتاج النوعي للمنظومات الكهروضوئية 5.17 كيلوواط ساعة لكل كيلوواط ذروة يوميًا (نحو 1,890 كيلوواط ساعة/كيلوواط/سنة). وتُظهر قياسات مركز الأبحاث K.A.CARE أن المواقع الغربية الداخلية تتجاوز 6.47 كيلوواط ساعة/م² يوميًا (نحو 2,400 كيلوواط ساعة/م² سنويًا).
٣. تصميم المنظومة
تتضمن وثائق المشروع منظومتين شمسيتين مستقلتين: منظومة الحظائر الذكية، ومنظومة محطة الشعير المستنبت.
| البند | منظومة الحظائر الذكية | منظومة محطة الشعير |
|---|---|---|
| قدرة الألواح | ~25-30 كيلوواط ذروة (45-50 لوحًا × 550 واط) | 40 كيلوواط |
| البطاريات | 60-80 كيلوواط ساعة (ليثيوم) | 310 كيلوواط ساعة |
| العاكس | 20-25 كيلوواط + منظمات MPPT | - |
| التكلفة التقديرية | 117,000 - 160,000 ريال | 1,152,750 ريال (ضمن تجهيزات محطة الشعير) |
| الإنتاج اليومي التقديري (5.17) | ≈ 129 - 155 كيلوواط ساعة | ≈ 207 كيلوواط ساعة |
| الإنتاج السنوي التقديري | ≈ 47.2 - 56.6 ميجاواط ساعة | ≈ 75.5 ميجاواط ساعة |
المصادر: وثيقة المواصفات والدراسة التقديرية للحظائر، وتقرير محطة استنبات الشعير. الإنتاج = القدرة × 5.17 كيلوواط ساعة/كيلوواط/يوم (قبل خسائر الغبار).
أرقام الإجماليات مشتقة بجمع المنظومتين، وتستثني تحلية المياه والتدوير والمرافق الأخرى التي لم تُحدَّد لها منظومات بعد.
٤. الإنتاج المتوقع وكفاية الحمل
تذكر وثيقة الحظائر أن الحمل التشغيلي «يتراوح بين 15 و20 كيلوواط/ساعة» دون تحديد الوحدة. وللوحدة أثر حاسم، فنقارن إنتاج المنظومة المصمَّمة (25-30 كيلوواط) بتفسيرين:
التوصية الهندسية: إجراء تدقيق للحمل (Energy Audit) يحدد قدرة كل محرك ومروحة ومضخة وساعات تشغيلها، ثم تحجيم الألواح والبطاريات على أساس القياس لا التقدير. ويمكن للحاسبة التالية أن تُظهر أثر أي رقم للحمل مباشرة.
٥. حاسبة التحجيم
أدخل الحمل اليومي المتوقع لترى القدرة والألواح والتخزين التقريبية اللازمة. المعادلات: القدرة = الحمل ÷ (الإنتاج النوعي × (1 − الخسائر))، وعدد الألواح = القدرة ÷ قدرة اللوح، والتخزين = الحمل × نسبة الاستهلاك الليلي ÷ عمق التفريغ.
مساحة اللوح المفترضة نحو 2.58 م² (لوح 550 واط شائع)؛ وكل القيم قابلة للتعديل. الحاسبة للتقدير الأولي فقط.
٦. الغبار والنظافة
الغبار أحد أكبر مصادر فقد الإنتاج في المملكة. وتتراوح معدلات التلوث بالغبار في دراسات سعودية بين 0.1 و0.57% يوميًا (الرُّماح)، و0.28% يوميًا (الظهران)، بينما سجّلت دراسة محطة سكاكا خسائر 5-20% بين 2020 و2024. وأظهرت دراسة عرعر أن التنظيف الأسبوعي هو الأكثر فعالية بين الخيارات المختبرة.
- التنظيف: برنامج دوري مرتبط بقياسات الإنتاج؛ يفضَّل التنظيف الجاف أو بأقل ماء ممكن، وتجنب التنظيف وقت الذروة الحرارية.
- المراقبة: مقارنة الإنتاج الفعلي بالمتوقع يوميًا لاكتشاف الفقد مبكرًا.
- التصميم: زاوية ميل مناسبة تسهّل انزلاق الغبار، وتجنب الظل من العنابر والصوامع.
المصادر: دراسات منشورة عن التلوث بالغبار في السعودية (Rumah وDhahran وSakaka وArar) كما وردت في مراجعات البحث؛ وهذه المعدلات تختلف بحسب الموقع والموسم وطريقة القياس.
٧. التخزين بالبطاريات
تُخزِّن البطاريات فائض النهار لتشغيل الأحمال ليلًا وعند الغيوم. ويشهد سوق البطاريات انخفاضًا قياسيًا، إذ بلغ متوسط سعر حزمة الليثيوم أيون نحو 405 ريالات/كيلوواط ساعة في 2025 (انخفاض 8% عن 2024)، ونحو 263 ريالًا/كيلوواط ساعة لحزم التخزين الثابت (انخفاض 45%)، ونحو 304 ريالات لبطاريات LFP في المتوسط.
- الكيمياء: LFP (فوسفات الحديد والليثيوم) الأنسب للمزارع لسلامتها الحرارية وعمرها الطويل نسبيًا، مع نظام إدارة بطاريات (BMS).
- الحجم: يُحسب على الحمل الليلي وعدد أيام الاستقلالية المطلوبة؛ فالحمل الليلي المقدّر للحظائر مرتبط بإضاءة منخفضة ومراقبة الاجترار وبعض المضخات.
- البيئة: تُركَّب بعيدًا عن الحرارة العالية، في غرفة مكيفة أو مظللة، وبتهوية وحماية من الحريق.
٨. التكلفة مقابل المعايير العالمية
أرقام المشروع تقديرية ولا تمثل عروض أسعار نهائية. وقد تتضمن بعض العروض كلفة المقاول والتشغيل والضمان، فيجب مقارنتها على أساس موحد (ريال/كيلوواط ذروة مركّب، ريال/كيلوواط ساعة تخزين مركّب، ومدة الضمان).
٩. السياق الوطني ورؤية 2030
تستهدف المملكة 130 جيجاواط من الطاقة المتجددة بحلول 2030 ضمن رؤية 2030، بحسب ما نقلته مجلة pv magazine. ووفق تقديرات شركة GlobalData المنقولة عبر مجلة pv magazine (مارس 2026)، ارتفعت القدرة الشمسية التراكمية من 4,665 ميجاواط في نهاية 2024 إلى نحو 12,465 ميجاواط في نهاية 2025، بإضافة تقارب 7.8 جيجاواط في عام واحد.
| محطة سدير (ACWA Power / صندوق الاستثمارات العامة) | 1,500 ميجاواط - اتفاقية 25 سنة - استثمار نحو 3.4 مليار ريال - تعرفة 1.239 سنت/كيلوواط ساعة، ثاني أدنى تعرفة شمسية عالميًا وقت التوقيع |
|---|---|
| مشاريع 2025 | ثلاثة مشاريع لـ ACWA Power بنحو 2.79 جيجاواط دخلت الخدمة، والجولة السادسة (3 جيجاواط شمسية) والسابعة (3.1 جيجاواط في أربعة مشاريع) |
وللمشاريع الزراعية الصغيرة المستقلة دور مكمل: فهي لا تنتظر الشبكة، وتقلل الاعتماد على الديزل في المواقع البعيدة، وتخلق نموذجًا قابلًا للتكرار في مزارع المملكة.
١٠. التشغيل والمخاطر
| العامل | الأثر | الإجراء المقترح |
|---|---|---|
| الغبار | فقد إنتاج 5-20% في دراسات سعودية | جدول تنظيف أسبوعي/نصف شهري ومراقبة الإنتاج |
| الحرارة العالية | تنخفض كفاءة وحدات السيليكون البلوري مع ارتفاع الحرارة (معامل شائع −0.3 إلى −0.4%/°م في بيانات المصنّعين) | تهوية خلف الألواح، واختيار ألواح بمعامل حراري منخفض |
| التظليل | ظل العنابر والصوامع يخفض إنتاج السلسلة المتأثرة | دراسة تظليل قبل التركيب وتوزيع الألواح على أسطح خالية |
| عمر البطاريات | يتأثر بالحرارة وعمق التفريغ | غرفة مظللة، BMS، عمق تفريغ محدد وضمان مكتوب |
| السلامة والحريق | مخاطر كهربائية وحرارية في التخزين | حماية DC وتأريض وكاشفات دخان وأنظمة إطفاء مناسبة |
| الاستمرارية | أيام غيوم أو أعطال تؤثر في أنظمة حيّة (مراوح، مشارب) | أحمال حرجة على دائرة مخصصة، ومصدر احتياطي مولّد أو شبكة |
| التراخيص | اشتراطات الجهات المختصة للمنظومات الكهروضوئية والتوصيل | التنسيق المبكر مع الجهات المانحة والمقاول المعتمد |
المعرض
الافتراضات والمصادر
- بيانات المشروع: وثيقة المواصفات والدراسة التقديرية للحظائر، وتقرير محطة استنبات الشعير.
- الموارد الشمسية: Global Solar Atlas - Global PV Power Potential by Country (البنك الدولي، 2020)، ونتائج K.A.CARE عن الإشعاع الغربي الداخلي.
- التكلفة العالمية: IRENA - Renewable Power Generation Costs in 2024 (التكلفة المستوية نحو 0.16 ريال/كيلوواط ساعة، والتركيب نحو 2,591 ريال/كيلوواط).
- البطاريات: BloombergNEF - 2025 Lithium-Ion Battery Price Survey (ديسمبر 2025).
- المملكة: pv magazine - Saudi Arabia adds around 7.8 GW of solar in 2025 (GlobalData)، وACWA Power - محطة سدير.
- الغبار: Seasonal Soiling Rates and Cleaning Optimization for PV Systems in Saudi Arabia: Arar Desert Climate، ودراسات الرُّماح والظهران وسكاكا.
- افتراضات: الإنتاج النوعي المستخدم متوسط وطني وليس قياس موقع مهد الذهب؛ الحمل التشغيلي غير محدد الوحدة في وثيقة الحظائر؛ جميع المبالغ محوّلة إلى الريال السعودي؛ مساحة اللوح 2.58 م².
- جميع الأرقام الاقتصادية تقديرات أولية وليست عروض أسعار أو استشارة مالية مرخصة، وتحتاج إلى تصميم تفصيلي بواسطة مقاول معتمد قبل الاعتماد.