الطاقة الشمسية العائمة: حل مبتكر لمستقبل أخضر وكفاءة متفوقة

في خطوة واعدة نحو تعزيز مصادر الطاقة المتجددة ومكافحة التغير المناخي، كشفت دراسة حديثة عن تفوق ملحوظ للألواح الشمسية العائمة في المسطحات المائية، سواء الداخلية أو البحرية، على نظيراتها المثبتة على اليابسة. هذه الأنظمة، التي تُعرف باسم الأنظمة الكهروضوئية العائمة، لا توفر الأراضي الثمينة فحسب، بل تُظهر أيضاً كفاءة أعلى في توليد الكهرباء مع خفض أكبر في الانبعاثات الكربونية على مدى عمرها التشغيلي.

نُشرت الدراسة في دورية Journal of Renewable and Sustainable Energy، وأشارت إلى أن وضع الألواح فوق الماء يعزز كفاءتها بفضل تأثير التبريد الطبيعي الذي توفره المياه المحيطة. هذه الظاهرة تقلل من الإجهاد الحراري على الألواح، مما يسمح لها بالعمل بأداء أفضل، خاصة وأن الحرارة الزائدة تُعد عاملاً رئيسياً في تقليل كفاءة الألواح الشمسية التقليدية.

تأتي هذه النتائج لتُقدم حلاً استراتيجياً للبلدان التي تواجه قيوداً جغرافية في نشر مشروعات الطاقة النظيفة، مثل الدول الجزرية أو ذات الكثافة السكانية العالية. ففي عالم يتزايد فيه الطلب على الطاقة النظيفة وتتضاءل فيه المساحات المتاحة، تُتيح الطاقة الشمسية العائمة إنتاج الكهرباء دون التنافس المباشر مع استخدامات الأراضي للزراعة أو الإسكان أو الصناعة.

لِسد فجوة بحثية سابقة، قارنت الدراسة الجديدة، التي أجراها باحثان من جامعة تايبيه الوطنية للتكنولوجيا في تايوان، بين نظام شمسي أرضي في متنزه تشانجبين الصناعي بأول مشروع تجاري واسع النطاق للطاقة الشمسية العائمة البحرية في البلاد. واعتمد الباحثان منهجية تقييم الطاقة على مدى دورة الحياة، مع تطبيع البيانات إلى وحدة وظيفية موحدة تبلغ 100 ميجاواط-ذروة لضمان مقارنة عادلة بين النظامين.

أظهرت النتائج أن أنظمة الطاقة الشمسية العائمة البحرية يمكن أن تنتج كهرباء أكثر بنحو 12% على مدى عمرها التشغيلي مقارنة بالأنظمة الأرضية تحت الشروط نفسها. هذا الإنتاج الأعلى يترجم مباشرة إلى خفض أكبر في انبعاثات الكربون، مما يعزز من الأثر البيئي الإيجابي لهذه التقنية.

يُشدد الباحث المشارك في الدراسة، تشينج-فينج تشين، على أن هذه النتائج لا تعني تفوقاً تلقائياً لكل مشروع عائم على كل مشروع أرضي في أي مكان، فالأداء يتأثر بعوامل متعددة مثل الظروف المناخية وعمق المياه وتصميم الهياكل. ومع ذلك، تُقدم الدراسة دليلاً ملموساً على أن البيئة المائية قد تمنح ميزة تشغيلية واضحة في سياقات معينة.

تُعد هذه الدراسة ذات أهمية بالغة لصناع القرار، خاصة في الدول التي تسعى لتحقيق أهداف صافي الانبعاثات الصفري بحلول منتصف القرن، مثل تايوان التي تستهدف عام 2050. فالطاقة الشمسية العائمة لا تبدو مجرد بديل تقني، بل حلاً استراتيجياً يُمكّن الدول محدودة الأراضي من زيادة قدرتها على إنتاج الطاقة المتجددة مع مراعاة القيود البيئية ومتطلبات استخدام الأراضي.