كم تكلفة مظلّة الطاقة الشمسية للسيارات؟

لماذا يكون السعر أعلى من الطاقة الشمسية على الأسطح؟

إذا قام أي شخص بحساب تكلفة مظلة شمسية للسيارات، فربما لاحظ الصدمة الناتجة عن السعر مقارنةً بالألواح الشمسية المركبة على الأسطح. والفارق حقيقيٌّ ويُعزى إلى البنية التحتية نفسها. إذ تتطلب المظلة أعمدةً فولاذيةً وقواعدً أعمق وهندسةً تراعي احتمالات الاصطدام بالمركبات ورفع الرياح وانجراف الثلوج. وتضيف هذه التكاليف البنيوية ما يقارب ٣٠ إلى ٥٠ في المئة إلى التكلفة المُركَّبة لكل واط مقارنةً بالنظام المركب على السطح. أما النظام المركب على السطح فيستند إلى مبنى موجودٍ أصلاً ولديه أساسٌ جاهزٌ بالفعل. أما المظلة فهي بحاجةٍ إلى بناء دعامتها الخاصة من الصفر. وتتغيّر المعادلة الرياضية عند أخذ الوظائف الفعلية التي تؤديها المظلة في الاعتبار. فهي تولِّد طاقةً، وتوفّر مأوىً للمركبات، وتوفّر نقاط تركيبٍ لمحطات شحن المركبات الكهربائية (EV). وهذه الوظائف تحمل قيمةً لا يمكن للطاقة الشمسية على الأسطح أن تقدّمها.

أرقام فعلية لمختلف أحجام المشاريع

تنخفض تكلفة الواط مع زيادة حجم الأنظمة، لأن التكاليف الثابتة تتوزَّع على سعة أكبر. وتكون تكلفة الواط أعلى في مواقف السيارات السكنية الصغيرة، بينما تقترب مشاريع المرافق التجارية الكبيرة من أسعار التركيب على الأسطح. ويوفر الجدول أدناه نظرة عامة على التكاليف المُركَّبة النموذجية.

تشمل هذه الأرقام النظام المُركَّب بالكامل، بما في ذلك الهيكل والألواح والعواكس والأعمال الكهربائية. ويختلف المدى داخل كل فئة تبعًا لظروف الموقع ومتطلبات الأساسات وما إذا كانت تشمل أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات أو شواحن المركبات الكهربائية.

ما العوامل التي ترفع التكلفة أو تخفضها

تؤثِّر عدة عوامل في العدد النهائي أكثر مما يتوقَّعه معظم الناس. فحالة الموقع تلعب دورًا كبيرًا. فالتربة الصخرية أو ارتفاع منسوب المياه الجوفية تجعل أعمال الأساسات مكلِّفةً جدًّا. وقد تتطلَّب التربة الضعيفة أعمدةً أعمق أو أوتادًا حلزونيةً بدلًا من قواعد خرسانيةٍ بسيطة. كما أن أحمال الرياح والثلوج تُحدِّد مقاسات الفولاذ. إذ يحتاج الموقع الواقع في منطقة ذات رياح شديدة أو منطقة ثلجية كثيفة إلى أعمدة وعوارض أكثر متانةً، ما يرفع التكلفة. ونوع الهيكل أيضًا له أهميةٌ بالغة. فتصميم الكانيلفر ذي العمود الواحد يكلِّف أكثر لكل باي (منطقة دعم) مقارنةً بالإطار على شكل حرف T ذي العمودين، لأن الأساس يجب أن يقاوم قوة الانقلاب الأكبر. وهذه الزيادة تتراوح بين ٢٠ و٣٥ في المئة فوق سعر الإطار على شكل حرف T لكل باي. أما في المواقع التي يكون فيها ترتيب أماكن الوقوف ضيقًا، ويكون وضع عمودٍ واحدٍ هو الخيار الوحيد، فقد يظل تصميم الكانيلفر مجدٍ اقتصاديًّا، لكنه لا يُعتبر الخيار الافتراضي في المشاريع التي تراعي التكلفة. وتشمل العوامل الأخرى التي تضاف إلى تكلفة الهيكل الأساسي اختيار الألواح الشمسية ونوع العاكسات وما إذا كان النظام يشمل تخزين الطاقة في بطاريات أم لا.

المبرِّر المالي وراء السعر الظاهري

التكلفة الأولية ليست سوى جزءٍ من القصة. فمظلّة السيارات الشمسية تُنتج الكهرباء لعقودٍ عديدة، وهذه الإنتاجية لها قيمة يمكن حسابها بدقة. وعادةً ما يتراوح متوسط تكلفة الطاقة المُولَّدة من نظام مظلّة السيارات بين ٠٫٠٤٥ و٠٫٠٦٥ دولار أمريكي لكل كيلوواط ساعة على مدى ٢٥ سنة. أما أسعار الشبكة التجارية فتتراوح في المتوسط بين ٠٫١٠ و٠٫١٥ دولار أمريكي لكل كيلوواط ساعة، وقد تصل أسعار التعرفة المرتبطة بأوقات الذروة إلى ما بين ٠٫١٨ و٠٫٣٥ دولار أمريكي. وهذه الفجوة هي مصدر العائد على الاستثمار. ففي مرآب أسطول تجاري، قد تكون وفورات رسوم الطلب وحدها كبيرةً جداً. وأظهر تحليلٌ أُجري لمشروع مظلّة بسعة ٦٠٠ كيلوواط أن خفض رسوم الطلب ساهم مساهمةً واضحةً في التوفير السنوي، بالإضافة إلى التوفير الناتج عن تعويض استهلاك الطاقة. وبشكل عام، تتراوح فترة استرداد الاستثمار في المشاريع التجارية المصممة جيداً بين ٥ و٨ سنوات.

الحوافز التي تغيّر المعادلة

يمكن لبرامج الحوافز في الولايات المتحدة وأوروبا خفض تكاليف المشاريع بشكل كبير. ويشمل ائتمان الضريبة الفيدرالي المخصص للاستثمار ٣٠٪ من تكاليف أنظمة الطاقة الشمسية للمشاريع المؤهلة. أما برنامج القسم ٣٠جيم فيقدّم ما يصل إلى ١٠٠٠٠٠ دولار أمريكي لكل شاحنٍ مُخصّص للبنية التحتية لإعادة تزويد المركبات بالوقود البديل. كما يسمح نظام الاستهلاك المتسارع عبر نظام الاستهلاك المُعدَّل المُعتمد على العمر الافتراضي (ماكرس) لأصحاب المشاريع التجارية بخصم جزء كبير من قيمة الأصل في السنة الأولى. وعند دمج هذه الحوافز معًا، يمكنها خفض إجمالي تكلفة المشروع بنسبة تتراوح بين ٤٠٪ و٦٠٪. وفي المملكة المتحدة، يغطي برنامج الشواحن في أماكن العمل ٧٥٪ من تكاليف الشواحن حتى حدٍ أقصى محدَّد، بينما يوفّر منح المركبات الكهربائية الخفيفة دعمًا إضافيًّا لتحويل الأساطيل إلى الطاقة الكهربائية. وتتغيّر خريطة الحوافز وفق دورة السياسات العامة، لذا يجب التأكد من صحة البرامج السارية حاليًّا قبل إقرار الأرقام النهائية في أي ميزانية.

حيث تُحدث طريقة التسليم المتكاملة فرقًا

لا يُعتبر مظلّة السيارة الشمسية منتجًا يمكن شراؤه جاهزًا من الرفّ وتركيبه ببساطة. بل هي نظامٌ يتطلّب هندسته خصيصًا لموقع التركيب، واجتياز إجراءات الترخيص، ثم التشغيل الفعلي. ففي مشروعٍ حديثٍ نفّذه أحد مشغّلي الأساطيل في منطقة الغرب الأوسط الأمريكي، اكتشف الفريق أنّ المخططات الإنشائية الأصلية استخدمت معاملات الرياح الخاصة بالأنظمة المثبتة على سطح الأرض بدلًا من أحكام المباني المفتوحة التي يفرضها معيار ASCE 7-22. وبذلك، قلّلت التقديرات من قوى الرفع بنسبة تتراوح بين ١٠٪ و١٥٪، ما استدعى إعادة تصميم الأساسات قبل الحصول على الموافقة النهائية للترخيص. وهذه النوعية من الأخطاء تُكلّف وقتًا ومبالغ مالية إضافية. أما التعاون مع شريكٍ يتكفّل بكلٍّ من الهندسة الإنشائية، وتصميم النظام، والتصنيع ضمن منشأة واحدة، فيقلّل إلى حدٍّ كبير احتمال حدوث مثل هذه الثغرات. وتُنفّذ شركة Kinpower منذ سنوات عدّة مشاريع أنظمة الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة، ولديها عدة قواعد إنتاجية، وقد حقّقت تكاملاً رأسيًّا يشمل البحث والتطوير، والإنتاج، ودعم المشاريع. ويقوم فريق الهندسة الخاص بها بإجراء الحسابات الإنشائية وتحديد أحجام الأنظمة داخليًّا، مما يضمن التناسق التام بين هيكل المظلّة الشمسية والمصفوفة الشمسية منذ أول رسمٍ هندسي. وهذا التكامل ذو أهمية بالغة في المشاريع التي تتطلّب الالتزام الصارم بالميزانية ووضع جدول زمني واقعي.