13 من أهم مميزات محطات الطاقة الشمسية العائمة
في عالم يسعى جاهدًا للانتقال إلى مصادر طاقة مستدامة، تواجهنا تحديات عديدة تتعلق بالمساحة المتاحة لتوليد الطاقة الشمسية، وهنا يأتي دور الحلول المبتكرة، مثل المحطات الشمسية العائمة، والتي تعد حل واعد لتحديات الطاقه في عصرنا، كما تستغل مساحات شاسعة غير مستغلة بشكل كامل لتوفير طاقة نظيفة وفعالة.
محطات الطاقة الشمسية العائمة
هي تقنية مبتكرة تجمع بين قوة الشمس والماء لتوليد الكهرباء، وتتكون هذه المحطات من ألواح شمسية مثبتة على هياكل عائمة تطفو على سطح المسطحات المائية مثل البحيرات، والسدود، والخزانات.
مزايا محطات الطاقة الشمسية العائمة
تستغل هذه المحطات مساحات شاسعة من المسطحات المائية التي لا يمكن استخدامها لأغراض أخرى، مثل السدود والبحيرات والخزانات.
- لا تتطلب هذه التقنية استخدام الأراضي الزراعية أو الحضرية، مما يقلل من التنافس على الأراضي.
- يساعد الماء المحيط بالألواح الشمسية على تبريدها، مما يزيد من كفاءتها في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، خاصة في المناطق الحارة.
- يؤدي التبريد المستمر للألواح إلى تحسين أدائها على المدى الطويل.
- تعمل هذه المحطات على تقليل تبخر المياه من المسطحات المائية، مما يساعد في الحفاظ على الموارد المائية.
- قد تساهم هذه المحطات في تحسين جودة المياه عن طريق تقليل نمو الطحالب.
- لا تتطلب هذه التقنية شراء أراضي جديدة، مما يقلل من التكاليف الأولية.
- يمكن استخدام هياكل بسيطة ورخيصة لتثبيت الألواح الشمسية على الماء.
- تعتبر الطاقة الشمسية من مصادر الطاقة النظيفة التي لا تسبب تلوث للهواء أو الماء.
- يمكن تصميم هذه المحطات بطريقة تحافظ على التنوع البيولوجي في المسطحات المائية.
- يمكن توسعة هذه المحطات بسهولة عن طريق إضافة المزيد من الألواح الشمسية.
- يمكن زيادة قدرة توليد الطاقة لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء.
- تكون الألواح الشمسية العائمة أقل عرضة للحرائق مقارنة بالألواح الشمسية المثبتة على الأرض.
- يمكن تصميم هذه المحطات تتحمل العواصف والأمواج.
كيف تعمل محطات الطاقة الشمسية العائمة؟
تعمل هذه المحطات بطريقة مشابهة للألواح الشمسية التقليدية، ولكن مع بعض الاختلافات الهامة.
- تثبت الألواح الشمسية الكهروضوئية على هياكل عائمة قوية ومقاومة للماء، هذه الألواح تقوم بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى تيار كهربائي من خلال عملية تسمى التأثير الكهروضوئي.
- تصمم الهياكل العائمة لتطفو بشكل مستقر على سطح الماء، وتكون قادرة على تحمل الظروف الجوية المختلفة مثل الرياح والأمواج.
- يتم توصيل الألواح الشمسية ببعضها البعض، ثم يتم توصيلها بمحولات كهربائية لتجميع الطاقة المنتجة، وبعد ذلك، يتم نقل الكهرباء من خلال كابلات تحت الماء إلى محطة تحويل على الشاطئ، ومن ثم إلى الشبكة الكهربائية الرئيسية.
أهمية الماء في محطات الطاقة الشمسية العائمة
- تساعد الماء المحيط بالألواح الشمسية على تبريدها، مما يزيد من كفاءتها في توليد الكهرباء، خاصة في المناطق الحارة.
- يتم استخدام المسطحات المائية الشاسعة التي لا تستخدم في أغراض أخرى، مثل السدود والبحيرات والخزانات، لتثبيت الألواح الشمسية.
- الماء يحمي الألواح الشمسية من العوامل الجوية التي قد تتسبب في تآكلها.
المكونات الأساسية لمحطة الطاقة الشمسية العائمة
تتكون محطات الطاقة الشمسية العائمة من عدة مكونات أساسية تعمل معًا لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، إليك شرح مفصل لهذه المكونات:
الألواح الشمسية الكهروضوئية (PV Panels):
- هي الجزء المسؤول عن تحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كهربائية.
- تستخدم أحدث التقنيات في تصنيع الألواح الشمسية لزيادة كفاءتها وعمرها الافتراضي.
- يتم توصيل الألواح ببعضها لتشكيل وحدات أكبر تسمى المصفوفات الشمسية.
الهياكل العائمة (Floating Structures):
- هي القاعدة التي تحمل الألواح الشمسية فوق سطح الماء.
- تصنع عادة من مواد خفيفة الوزن وقوية ومقاومة للتآكل مثل الألومنيوم أو البلاستيك المعاد تدويره.
- يتم تصميم الهياكل لتتحمل الظروف الجوية المختلفة مثل الرياح والأمواج.
نظام التثبيت (Mounting System):
- يربط النظام الألواح الشمسية بالهياكل العائمة بشكل آمن ومستقر.
- يسمح بتعديل زاوية ميل الألواح للحصول على أقصى قدر من أشعة الشمس.
كابلات نقل الطاقة (Power Cables):
- تنقل الكهرباء المنتجة من الألواح الشمسية إلى محطة التحويل على الشاطئ.
- تكون هذه الكابلات معزولة بشكل جيد لحماية الكهرباء من الماء والتلف.
محولات الطاقة (Inverters):
- تحول التيار المستمر (DC) الناتج من الألواح الشمسية إلى التيار المتردد (AC) الذي يمكن استخدامه في المنازل والمصانع.
- تتناسب مع حجم المحطة وسعة توليد الطاقة.
نظام مراقبة وتحكم (Monitoring and Control System):
- يراقب أداء المحطة بشكل مستمر ويسجل البيانات.
- يتيح التحكم عن بعد في المحطة وإدارة الطاقة المنتجة.
نظام التثبيت الميكانيكي:
- يضمن ثبات الهياكل العائمة وعدم تحركها بشكل مفرط.
- يحمي المحطة من التأثيرات الخارجية.
محطة تحويل على الشاطئ:
- تربط الكهرباء المنتجة بالشبكة الكهربائية الرئيسية.
- تقوم برفع الجهد الكهربائي لنقله لمسافات طويلة.
اطلع على: أضخم مشروعات الطاقة الشمسية في الدول العربية
عيوب محطات الطاقة الشمسية العائمة
على الرغم من المزايا العديدة التي تتمتع بها محطات الطاقة الشمسية العائمة، إلا أنها تحمل بعض العيوب التي يجب أخذها بعين الاعتبار:
- تكلفتها أعلى مقارنة بالمحطات الأرضية، وذلك بسبب الحاجة إلى هياكل عائمة وأنظمة تثبيت خاصة، بالإضافة إلى التكاليف اللوجستية المرتبطة بالتركيب في بيئة مائية.
- تتطلب صيانة دورية مكثفة، خاصة في بيئة قاسية مثل البيئة البحرية، مما يزيد من التكاليف التشغيلية على المدى الطويل.
- قد تؤثر هذه المحطات على الحياة المائية، خاصة إذا تم تثبيتها في مناطق ذات تنوع بيولوجي كبير، فقد تحجب الضوء عن الكائنات الحية تحت الماء وتؤثر على سلاسل الغذاء.
- قد تتسبب المواد المستخدمة في بناء هذه المحطات في تلوث المياه، خاصة في حالة حدوث تسربات أو تلف في الهياكل.
- قد تشكل خطر على الطيور المائية، خاصة خلال مراحل البناء والتشغيل.
- تتأثر كفاءتها بالعوامل المناخية مثل الأمواج والرياح والعواصف، مما يتطلب تصميم هندسي متين وقادر على تحمل هذه الظروف.
- قد تتأثر المواد المستخدمة في بناء هذه المحطات بالتآكل بسبب ملوحة المياه والأشعة فوق البنفسجية، مما يتطلب استبدالها بشكل دوري.
- قد يكون الوصول إلى هذه المحطات للصيانة والإصلاح أمر صعب ومكلف، خاصة في المناطق النائية.
- يجب دراسة الظروف الجيولوجية للموقع بدقة قبل البدء في الإنشاء، لتجنب المخاطر المحتملة مثل الزلازل والبراكين.
اطلع على: أكبر شركات الطاقة الشمسية في العالم (المصنعة للألواح الشمسية)
المشاريع الحالية لمحطات الطاقة الشمسية العائمة
تعتبر محطات الطاقة الشمسية العائمة أحد أبرز الحلول المستدامة لتوليد الطاقة النظيفة، وهناك العديد من المشاريع الجارية في مختلف أنحاء العالم، وأبرز الدول الرائدة في هذا المجال:
- الصين: تعتبر رائدة عالمياً في مجال الطاقة الشمسية العائمة، حيث تمتلك أكبر محطة من هذا النوع في العالم، كما تخطط لتوسيع مشاريعها بشكل كبير في المستقبل.
- كوريا الجنوبية: تسعى لبناء أكبر محطة طاقة شمسية عائمة في العالم، والتي من المتوقع أن تصل قدرتها إلى 2.1 جيجاوات.
- الهند: تمتلك العديد من المشاريع الطموحة في مجال الطاقة الشمسية العائمة، حيث تسعى لتوفير الطاقة الكهربائية للمناطق الريفية.
- إندونيسيا: أعلنت عن خططها لتطوير محطة عائمة بقدرة 145 ميجاواط، وهي واحدة من أكبر المحطات في جنوب شرق آسيا.
- تونس: تعتبر أول دولة في شمال إفريقيا والشرق الأوسط تنشئ محطة طاقة شمسية عائمة.
أهمية هذه المشاريع:
- استغلال المساحات غير المستغلة.
- التخفيف من آثار تغير المناخ.
- توفير الطاقة الكهربائية.
- الحفاظ على الموارد المائية.
