سولارابيك، اليابان – 6 أغسطس 2025: كشفت دراسة علمية أجرتها جامعة طوكيو عن نجاح تجربة رائدة قد تغير ملامح قطاع الطاقة المتجددة في الدول التي تعاني من ندرة الأراضي. أثبتت الدراسة، المنشورة في مجلة Journal of Photonics for Energy، أن تركيب ألواح كهروضوئية متعقبة للشمس فوق حقول الأرز يمكنه توليد كميات تنافسية من الكهرباء مع الحفاظ على إنتاجية المحصول وجودته. ويقدم المشروع التجريبي، الذي أُقيم في قرية ميادا-مورا بمحافظة ناغانو اليابانية، حلاً عملياً للتوسع في الطاقة الشمسية دون التخلي عن الأراضي الزراعية الثمينة، مما يفتح آفاقاً جديدة لتعزيز أمن الطاقة والغذاء معاً.
أداء تقني واعد وجودة إنتاج عالية
ثبّت الباحثون مصفوفة كهروضوئية ثنائية المحور تتعقب حركة الشمس على ارتفاع ثلاثة أمتار فوق حقل أرز. صُمم النظام ليتكيف مع احتياجات المحصول، حيث تميل الألواح للسماح بمرور أكبر قدر من الضوء خلال موسم الزراعة والنمو، ثم تعود لزيادة إنتاج الطاقة إلى أقصى حد في غير موسم الزراعة. حقق الحقل الواقع تحت الألواح إنتاجية بلغت 85% من محصول حقول الأرز التقليدية المجاورة في العام الثاني للتجربة، بعد أن كانت 75% في العام الأول، وذلك بفضل تحسينات قللت من التظليل. والأهم من ذلك، أن جودة حبوب الأرز طابقت أعلى معايير الجودة في اليابان. وعلى صعيد الطاقة، أنتجت المصفوفة ما يقارب 44,000 كيلوواط-ساعة سنوياً، بكفاءة إنتاجية بلغت 961.4 كيلوواط-ساعة لكل كيلوواط مركب، وهو أداء يضاهي المشاريع الأوروبية المماثلة. وقُدرت التكلفة المتوازنة لتوليد الكهرباء بحوالي 27 يناً لكل كيلوواط-ساعة، وهو سعر يعادل تقريباً تعرفة الاستهلاك المنزلي في اليابان وقت الدراسة.
ابتكار يواجه تحديات التوسع ويدعم المستقبل
تقدم تقنية “الزراعة الكهروضوئية” حلاً مباشراً للتحدي الأكبر الذي يواجه اليابان، المتمثل في تضاريسها الجبلية التي تحد من المواقع الصالحة لإنشاء مزارع الطاقة الشمسية التقليدية واسعة النطاق. تتطلب المحطات التقليدية مساحات شاسعة، حيث تحتاج مصفوفة بقدرة واحد ميغاواط إلى ما بين أربعة وخمسة فدادين، مما يخلق تعارضاً مع حاجة البلاد للإنتاج الغذائي المحلي. يأتي هذا الابتكار في وقت تسعى فيه الحكومة اليابانية لتسريع استثماراتها الشمسية، مع خطط لنشر 100 ميجاواط من الألواح فائقة النحافة بحلول عام 2027. يخطط الباحثون مستقبلاً لاختبار أنظمة تحكم بالذكاء الاصطناعي ومواد كهروضوئية شبه شفافة لرفع إنتاجية المحاصيل أكثر. إن نجاح هذا النموذج لا يوفر فقط حجة مدعومة بالبيانات للتوسع في هذه المشاريع، بل يمنح المزارعين أيضاً مصدراً إضافياً للدخل ويدعم مرونة المناطق الريفية اقتصادياً.
.تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: SPIE digital library
