سولارابيك- لندن، المملكة المتحدة- 6 يونيو 2024: ترى دراسة جديدة نٌشرت في مجلة Nature Water أن الألواح الشمسية الكهروضوئية العائمة يمكن أن توفر جميع احتياجات الكهرباء لبعض البلدان.
وتهدف الدراسة، التي أجراها باحثون من جامعتي بانجور ولانكستر ومركز المملكة المتحدة للبيئة والهيدرولوجيا، إلى حساب الإمكانات العالمية لنشر ألواح شمسية عائمة منخفضة الكربون.
وقام الباحثون بحساب الإنتاج الكهربائي اليومي للخلايا الكهروضوئية العائمة (FPVs) في ما يقرب من 68000 بحيرة وخزان حول العالم، باستخدام البيانات المناخية المتاحة لكل موقع.
وشملت حسابات الباحثين البحيرات والخزانات التي من المرجح أن يتم تركيب تكنولوجيا الطاقة الشمسية العائمة فيها.
لم تكن على بعد أكثر من 10 كيلومترات من مركز سكاني، وليست في منطقة محمية، ولم تجف ولم تتجمد لأكثر من ستة أشهر كل عام. قام الباحثون بحساب المخرجات بناءً على تغطية مركبات FPV لـ 10% فقط من مساحة سطحها ، بحد أقصى 30 كيلومترًا مربعًا .
في حين أن الإنتاج يتقلب اعتمادًا على الارتفاع وخط العرض والموسم، فإن توليد الكهرباء السنوي المحتمل من مركبات FPV على هذه البحيرات كان 1302 تيراواط ساعة (TWh)، أي حوالي أربعة أضعاف إجمالي الطلب السنوي على الكهرباء في المملكة المتحدة.
المزايا مقارنة بتركيبات الطاقة الشمسية الأرضية
تتمتع مركبات FPV بعدد من المزايا الإضافية مقارنة بتركيبات الطاقة الشمسية الأرضية؛ فهي تحرر الأرض لاستخدامات أخرى وتحافظ على برودة الألواح، مما يجعلها أكثر كفاءة.
هناك بعض الأدلة على فوائد بيئية أخرى، بما في ذلك الحد من فقدان المياه من خلال التبخر، عن طريق حماية سطح البحيرة من الشمس والرياح؛ والحد من تكاثر الطحالب عن طريق الحد من الضوء ومنع تداول المغذيات، ومع ذلك، يحذر الباحثون من أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث حول التأثير البيئي العام لمركبات FPV.
يقترح الباحثون أن قرارات نشر FPVs يجب أن تأخذ في الاعتبار الوظيفة المقصودة للمسطحات المائية وكيفية استخدامها، فضلاً عن التأثير البيئي المحتمل.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، الدكتور إيستين وولواي من جامعة بانجور: “ما زلنا لا نعرف بالضبط كيف يمكن للألواح العائمة أن تؤثر على النظام البيئي داخل بحيرة طبيعية، في ظروف ومواقع مختلفة.
ولكن المكاسب المحتملة في توليد الطاقة من مركبات FPV الأمر واضح، لذلك نحن بحاجة إلى تنفيذ هذا البحث حتى يمكن اعتماد هذه التكنولوجيا بأمان. لقد اخترنا 10% من مساحة سطح البحيرة كمستوى آمن محتمل للنشر، ولكن قد يلزم تقليل ذلك في بعض المواقف، أو يمكن ذلك. يكون أعلى في الآخرين”.
عندما تم النظر في الأرقام على حدة، يمكن لخمس دول تلبية احتياجاتها الكاملة من الكهرباء من مركبات FPV، بما في ذلك بابوا غينيا الجديدة وإثيوبيا ورواندا، وسوف تقترب بلدان أخرى، مثل بوليفيا وتونجا، كثيراً من تلبية 87% و92% من الطلب على الكهرباء على التوالي.
ويمكن للعديد من البلدان، وخاصة من أفريقيا ومنطقة البحر الكاريبي وأمريكا الجنوبية وآسيا الوسطى، تلبية ما بين 40% إلى 70% من طلبها السنوي على الكهرباء من خلال مركبات FPV.
وفي أوروبا، تستطيع فنلندا تلبية 17% من طلبها على الكهرباء من خلال مركبات FPV، والدنمارك 7%.
ووجد الباحثون أن المملكة المتحدة يمكن أن تنتج 2.7 تيراواط ساعة من الكهرباء كل عام من مركبات FPV، وفي حين أن هذا يمثل أقل بقليل من 1% من إجمالي الطلب على الكهرباء، فإنه سيوفر الكهرباء لحوالي مليون منزل، بناءً على تقدير Ofgem الحالي لمتوسط استخدام الكهرباء لكل أسرة والذي يبلغ 2700 كيلووات في الساعة.
يوجد حاليًا عدد قليل جدًا من منشآت FPV في المملكة المتحدة، مع أكبر مزرعة شمسية عائمة بقدرة 6.3 ميجاوات في خزان الملكة إليزابيث الثانية، بالقرب من لندن.
وقال الدكتور وولواي: “حتى مع المعايير التي وضعناها لإنشاء سيناريو واقعي لنشر مركبات FPV، هناك فوائد في جميع المجالات، خاصة في البلدان ذات الدخل المنخفض ذات مستويات عالية من أشعة الشمس، ولكن أيضًا في دول شمال أوروبا أيضًا، وكانت المعايير التي اخترناها مبنية على الاستثناءات الواضحة، مثل البحيرات في المناطق المحمية، ولكن أيضًا على ما قد يقلل من تكلفة ومخاطر النشر”.
وقالت المؤلفة المشاركة البروفيسور ألونا أرمسترونج من جامعة لانكستر: “يُظهر عملنا أن هناك إمكانات كبيرة لمركبات FPV في جميع أنحاء العالم، لكن عمليات النشر يجب أن تكون استراتيجية، مع الأخذ في الاعتبار العواقب على أمن الطاقة والطبيعة والمجتمع، بالإضافة إلى صافي الصفر”.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية..
نتمنى لكم يوماً مشمساً..
المصدر: المستقبل الأخضر
