الطاقة الشمسية ... نظرة عامه وأهم مميزاتها وعيوبها.

مع التهديد المتزايد لتغير المناخ بسبب الإفراط في إطلاق انبعاثات الكربون، تتطلع العديد من الدول إلى بدائل الطاقة النظيفة لتحل محل الوقود الأحفوري التقليدي. في المقال التالي سوف نتحدث عن الطاقة الشمسية ... نظرة عامه وأهم مميزاتها وعيوبها.

الطاقة الشمسية.

من بين جميع بدائل الطاقة النظيفة، يمكن القول إن الطاقة الشمسية كانت الأغلى تكلفة على الرغم من انخفاض الأسعار. ومع ذلك، بعد النظر في الإيجابيات والسلبيات جنبًا إلى جنب مع توقع استمرار الأسعار في الانخفاض، يبدو مستقبل الطاقة الشمسية مشرقًا إلى حد ما.

تشمل إيجابيات الطاقة الشمسية أنها بديل مستدام للوقود الأحفوري ولها تأثير منخفض على البيئة وإمكانية إنتاج أي بلد لها. العيوب هي أنها تنتج الطاقة فقط عندما تكون الشمس مشرقة، وتحتاج إلى مساحة كبيرة من الأرض، وأن بعض تقنيات الطاقة الشمسية تتطلب مواد نادرة.

الماخذ الرئيسية

• أصبحت الطاقة الشمسية بديلاً متزايد التكلفة للوقود الأحفوري بتكلفة تنافسية.
• الطاقة الشمسية هي مصدر للطاقة المستدامة، ولها تأثير بيئي منخفض، وتعزز استقلال الطاقة.
• من ناحية أخرى، فهو مقيد بمدة غياب الشمس، وقد يتسبب في ندرة المواد، ويحتوي على مواد خطرة شبيهة بالإلكترونيات.
• قد تصبح عيوب الطاقة الشمسية باهظة الثمن بسبب التطورات التكنولوجية التي تزيد من الكفاءة وقدرة التخزين.
• قد يكون من المفيد زيادة الحوافز لتطوير الطاقة الشمسية.

مزايا الطاقة الشمسية

1) الاستدامة

ميزة الطاقة الشمسية هي أنها بديل مستدام للوقود الأحفوري. في حين أن للوقود الأحفوري تاريخ انتهاء صلاحية قد يقترب بسرعة، فمن المرجح أن تكون الشمس موجودة لبضعة مليارات من السنين على الأقل.

2) تأثير بيئي منخفض

الطاقة الشمسية لها تأثير منخفض بشكل كبير على البيئة مقارنة بالوقود الأحفوري. انبعاثات غازات الاحتباس الحراري غير منطقية لأن التكنولوجيا لا تتطلب أي احتراق للوقود. أيضًا، على الرغم من أن تركيز محطات الطاقة الشمسية الحرارية (CSP) غير فعال نسبيًا في استخدام المياه اعتمادًا على نوع التكنولوجيا المستخدمة، فإن التكنولوجيا المناسبة تزيد الكفاءة بشكل كبير بينما الخلايا الشمسية الكهروضوئية (PV) لا تتطلب أي مياه عند توليد الكهرباء.

أصبحت تكنولوجيا الطاقة الشمسية بديلاً تنافسيًا بشكل متزايد للوقود الأحفوري، على الرغم من أنها لا تزال باهظة الثمن إلى حد ما في بعض الأسواق.

3) استقلالية الطاقة

نظرًا لأن الشمس تشرق في جميع أنحاء العالم، فإنها تجعل كل دولة منتجًا محتملاً للطاقة، مما يسمح بقدر أكبر من الاستقلال والأمن في مجال الطاقة. الطاقة الشمسية لا تعد فقط بتحقيق الأمن والاستقلال على المستوى الوطني؛ يمكن تركيب الألواح الشمسية في المنازل الفردية، مما يوفر طاقة لا تعتمد على الاتصال بشبكة كهربائية أكبر.

مساوئ الطاقة الشمسية

1) التقطع

واحدة من أكبر المشاكل التي تطرحها تكنولوجيا الطاقة الشمسية هي أن الطاقة تتولد فقط عندما تكون الشمس مشرقة. وهذا يعني أن الليل والأيام الملبدة بالغيوم يمكن أن تقطع الإمداد. لن يكون النقص الناجم عن هذا الانقطاع مشكلة إذا كانت هناك طرق منخفضة التكلفة لتخزين الطاقة لأن الفترات المشمسة للغاية يمكن أن تولد بالفعل سعة زائدة. مع استمرار ارتفاع القدرة العالمية للطاقة الشمسية، تركز دول مثل اليابان والقادة العالميين الآخرين في مجال تكنولوجيا الطاقة الشمسية على تطوير تخزين كافٍ للطاقة للتعامل مع هذه المشكلة.

2) استخدام الأراضي

مصدر قلق آخر هو أن الطاقة الشمسية قد تستهلك مساحة كبيرة من الأرض وتتسبب في تدهور الأراضي أو فقدان موائل الحياة البرية. بينما يمكن تثبيت أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على الهياكل الموجودة بالفعل، قد تتطلب الأنظمة الكهروضوئية الكبيرة على نطاق المرافق ما يصل إلى 3.5 إلى 10 فدان لكل ميغاواط وتتطلب مرافق الطاقة الشمسية المركزة من 4 إلى 16.5 فدانًا لكل ميغاواط.

ومع ذلك، يمكن الحد من التأثير عن طريق وضع المرافق في مناطق منخفضة الجودة أو على طول ممرات النقل والنقل الحالية.

3) ندرة المواد

تتطلب بعض تقنيات الطاقة الشمسية استخدام مواد نادرة في إنتاجها. ومع ذلك، فإن هذا يمثل في الأساس مشكلة لتكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية بدلاً من تكنولوجيا الطاقة الشمسية المركزة. أيضًا، لا يتعلق الأمر بنقص الاحتياطيات المعروفة بقدر ما هو عدم قدرة الإنتاج الحالي على تلبية الطلب المستقبلي، العديد من المواد النادرة هي منتجات ثانوية لعمليات أخرى بدلاً من التركيز على جهود التعدين المستهدفة. يمكن أن تساعد إعادة تدوير المواد الكهروضوئية والتطورات في تكنولوجيا النانو التي تزيد من كفاءة الخلايا الشمسية في تعزيز العرض، ولكن ربما يمكن أن يلعب إيجاد بدائل مادية موجودة بكثرة دورًا.

سلبيات بيئية

يتمثل العيب البيئي الوحيد لتكنولوجيا الطاقة الشمسية في احتوائها على العديد من نفس المواد الخطرة مثل الإلكترونيات. نظرًا لأن الطاقة الشمسية أصبحت مصدرًا أكثر شيوعًا للطاقة، فإن مشكلة التخلص من النفايات الخطرة تصبح تحديًا إضافيًا. ومع ذلك، بافتراض مواجهة التحدي المتمثل في التخلص السليم، فإن خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري هو كذلك عروض الطاقة الكبيرة تجعلها بديلاً جذابًا للوقود الأحفوري.

أمثلة على الطاقة الشمسية

تقع أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم بأسره في ولاية راجاستان بالهند. تضم حديقة بهادلا للطاقة الشمسية، التي اكتملت في أبريل 2020، بعض الإحصاءات الرائعة. تشغل المحطة 10000 فدان وتبلغ طاقتها المركبة 2245 ميغاوات. يقدر إجمالي الاستثمار في المشروع بحوالي 1.4 مليار دولار.

تُعرف أكبر حديقة للطاقة الشمسية في الولايات المتحدة باسم Solar Star park بالقرب من Rosamond ، كاليفورنيا. تتكون محطة الطاقة من منشأتين منفصلتين هما Solar Star-1 و Solar Star-2، بسعة 314 ميجاوات و 265 ميجاوات. مثل المصنع في الهند ، تم اختيار الموقع نظرًا لتعرضه الكبير للشمس وقلة هطول الأمطار.

الطاقة الشمسية مقابل طاقة الرياح

تعد كل من طاقة الرياح والطاقة الشمسية من أسرع مصادر الطاقة المتجددة نموًا. يساعد كلا مصدري الطاقة على تقليل التلوث وتقديم بدائل للوقود الأحفوري، ومع ذلك، هناك اختلافات ملحوظة بين الاثنين.

التوربينات التي تشغل طاقة الرياح أقل ضررًا بالبيئة من الألواح الشمسية. علاوة على ذلك، فهي تنتج كهرباء أكثر من الألواح الشمسية ويمكن تركيبها في الخارج. على عكس الطاقة الشمسية، يمكن تسخير طاقة الرياح ليلًا ونهارًا. ومع ذلك، فإن الرياح هي مصدر طاقة لا يمكن التنبؤ به. كما أن التوربينات صاخبة جدًا، ومثل الألواح الشمسية، تتطلب مساحة كبيرة من الأرض وبالتالي لا معنى لها بالنسبة للمناطق المكتظة بالسكان.

في نهاية المطاف، تعد الألواح الشمسية هي مصدر الطاقة الأكثر قوة ويمكن التنبؤ به. إنها تتطلب مساحة أقل، وأقل ضوضاء، ويمكن تثبيتها على أسطح المنازل، وما إلى ذلك في المناطق المكتظة بالسكان.