تعد مزارع الطاقة الشمسية واحدة من أحدث التقنيات في مجال الطاقة المتجددة، والتي تستخدم طاقة الشمس لتوليد الكهرباء.
فكرة مزارع الطاقة الشمسية تعتمد على استخدام الألواح الشمسية التي تتكون من خلايا السيليكون الفعالة في تحويل ضوء الشمس المباشر إلى تيار كهربائي.
تعتبر مزارع الطاقة الشمسية بديلاً نظيفًا وفعالًا لتوليد الكهرباء، حيث تساعد على تقليل الانبعاثات الضارة التي تنتج عن استخدام الوقود الأحفوري.
كما أنها تعتبر مصدرًا مستدامًا للطاقة، حيث يمكن أن تعمل بفاعلية على مدى عدة عقود دون الحاجة إلى تغيير الأجزاء الرئيسية.
تتميز مزارع الطاقة الشمسية بسهولة تركيبها وتشغيلها، حيث لا تحتاج إلى الصيانة المكلفة كما هو الحال في حالة المحطات الكهربائية الأخرى. كما أنها تعمل بكفاءة عالية حتى في الأحوال الجوية السيئة، حيث يمكن للألواح الشمسية توليد الكهرباء حتى في الأيام الغائمة.
وتعد مزارع الطاقة الشمسية مصدرًا مهمًا لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة النظيفة والمستدامة في العالم، حيث تساهم بشكل كبير في تحقيق أهداف التنمية المستدامة والحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري.
فوائد مزارع الطاقة الشمسية للبيئة والاقتصاد.
- يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء وتشغيل الأجهزة المنزلية.
- تقدم الواح الطاقة الشمسية أفضل أنواع الطاقة الشمسية في العالم 2021.
- تتراوح أسعار الواح الطاقة الشمسية حسب النوع والقدرة.
- يمكن حساب تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل باستخدام حساب تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل.
- يمكن استخدام عدد من الواح الطاقة الشمسية لتشغيل الثلاجة أو المكيفات الهوائية
- يمكن تركيب الواح الطاقة الشمسية للمنازل والمزارع.
- النصر للطاقة الشمسية وشركة النصر للطاقة الشمسية من أبرز شركات الطاقة الشمسية.
في أوائل القرن التاسع عشر وأثناء بحث أحد العلماء عن تأثيرات ضوء الشمس اكتشف هذا العالم انبعاث طاقة عند سقوط أشعة الشمس على قطب كهربائي.
كان هذا الشخص هو العالم والفيزيائي الفرنسي إدموند بيكريل الذي يعتبر أول من ابتكر الخلايا الشمسية ثم تم بعدها تطوير أول خلية شمسية من قبل العالم تشارلز فريتس .
- قد يهمك :
تأثير التفوق المستمر على الصحة النفسية للطلاب
قصّة حب على الإنترنت تنتهي نهاية عجيبة
وعلى الرغم من تطور تقنية الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية لكن حتى الآن لم يتم اعتمادها كمصدر طاقة أساسي في جميع الدول فماذا لو استخدمت الدول جزء من أراضيها الفارغة وخاصة الصحراوية لإنتاج الكهرباء بالطاقة الشمسية؟
مزارع الطاقة الشمسية: الحل الأمثل لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء.
ماهي الكهرباء التي تنتجها الطاقة الشمسية ؟حالياً و في المستقبل وهل من الممكن استخدامها بديلاً عن الكهرباء الناتجة من النفط؟
تعتبر الطاقة الشمسية مصدر طاقة نظيف وغير مكلف ومتجدد ومتوفر في كل مكان في العالم وللطاقة الشمسية 3 أنواع :أول نوع هو.
الطاقة الشمسية الكهروضوئية .
وهي تستخدم لإنتاج الكهرباء والنوع الثاني هو الطاقة الحرارية الشمسية وتستخدم لتسخين المياه والنوع الثالث هو الطاقة الشمسية السلبية والتي يستفاد منها بشكل مباشر من الشمس.
وموضوعنا اليوم يتحدث عن الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستخدمة لإنتاج الكهرباء حيث أنه لايزال حتى الآن استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء متفاوت في جميع أنحاء العالم بشكل كبير حسب الدولة.
يعني أنه في الصين مثلاً تساهم الطاقة الشمسية بنسبة حوالي 4 بالمئة من استهلاك الصين للطاقة حيث تمتلك الصين أكبر قدرة للطاقة الشمسية في العالم وتبلغ حوالي 205000 ميغاوات أما في الاتحاد الأوروبي فتبلغ قدرة الاتحاد الأوروبي للطاقة الشمسية حوالي 131000 ميغا وات .
وتمتلك الولايات المتحدة ثاني أعلى إجمالي قدرة للطاقة الشمسية و تبلغ 75000ميغاوات كما أنها لديها القدرة الكافية من الطاقة الشمسية لتشغيل 11 مليون منزل في البلاد.
حتى نعرف ماهي الفائدة الاقتصادية للطاقة الشمسية والفائدة البيئية أيضاً يجب معرفة كم تحرق بعض الدول العربية من النفط ,الكويت تحرق 2 مليون برميل نفط يومياً لتوليد الكهرباء وبحسب بلومبرغ فإن السعودية تحرق حوالي 3 مليون برميل نفط يومياً .
وهذا خسارة اقتصادية هائلة خاصةً في هذا الوقت مع ارتفاع أسعار النفط أما مصر فإنها تستهلك 877 ألف برميل يومياً العراق يحرق حوالي 857000 برميل نفط يومياً وتعتبر بالمرتبة 26 عالمياً من حيث الاستهلاك.
وهذا يعتبر نزيف للاقتصاد العراقي والسعودي والكويتي خاصة وأن هذه الدول يمتلك كما باقي الدول العربية مساحات صحراوية فارغة وضخمة أما إذا أردنا التحدث عن كمية الكهرباء التي تنتجها بعض الدول وحصة الفرد الواحد.
مزارع الطاقة الشمسية وتحدياتها التقنية والاقتصادية.
سنوضح هذه المعلومات بالأرقام وسنجري مقارنة بينها وبين الطاقة الشمسية من حيث الكمية والمساحة والإنتاج وحصة الفرد الواحد.
لقد بذلنا جهد كبير أنا وفريق البحث للحصول على هذا الأرقام التي كانت ببعض الأحيان تحتاج لعمليات حسابية معقدة تشرح كيف يمكن أن تتحول هذه الدول من استهلاك النفط الثمين إلى الطاقة الشمسية على الأقل في الفترة النهارية.
يمكن خفض استهلاك هذه الدول من النفط محلياً لإنتاج الكهرباء إلى النصف تقريباً وتصدير هذا النفط لرفع احتياطات هذه الدول من العملات الصعبة.
البلد الأول هو الكويت إنتاجه السنوي حوالي 57 ميلون ميغاوات والإنتاج اليومي 156 ألف ميغاوات والإنتاج بالساعة الواحدة6500 ميغاوات وبالتقسيم على عدد السكان تكون حصة الفرد الواحد 1500 وات.
السعودية تنتج 341 مليون ميغاوات بالسنة والإنتاج اليومي حوالي 934 ألف ميغاوات والإنتاج بالساعة 934000 ميغاوات وبالتالي حصة الفرد 1000 وات بالساعة.
الولايات المتحدة الأمريكية تنتج بالسنة 4 مليار ميغاوات والإنتاج اليومي حوالي 11 مليون ميغاوات وبالتالي حصة الفرد 1400 وات بالساعة.
حصة الفرد الإماراتي بالساعة حوالي 1500 وات وهو مقارب لمعدل الكويت وأمريكا أما في تركيا فإن حصة الفرد التركي بالساعة حوالي 500 وات أما في سوريا حصة الفرد بالساعة حوالي 200 وات وهذه الأرقام قبل الأزمة السورية.
والعراق إنتاجه السنوي حوالي 59 مليون ميغاوات والإنتاج اليومي361 ألف ميغاوات وحصة الفرد العراقي بالساعة حوالي 370 وات وهذا الإنتاج يكفي العراق لحوالي 10 إلى 14ساعة فقط حتى يصبح إنتاج الكهرباء كافي للعراق يجب أن يرفع طاقة الإنتاج إلى 35 ألف ميغا وات في الساعة .
وإذا أراد العراق أن يكون معدل الاستهلاك فيه مقارب لدول الخليج مثل السعودية والإمارات يحتاج لإنتاج 40 ألف ميغاوات بالساعة .
أما في مصر حصة الفرد بالساعة حوالي 200 وات نلاحظ من هذه الجداول أن الدول ذات الاقتصاد الجيد والصناعات مثل امريكا والإمارات والكويت حصة الفرد فيها حوالي 1400 إلى 1500 وات.
مزارع الطاقة الشمسية وتأثيرها الإيجابي على الاقتصاد المستدام.
وهنا تبرز أهمية إيجاد بديل حقيقي واقتصادي لذا سنتكلم عن أحد هذه البدائل وهو تمويل مزارع الطاقة الشمسية, نحن نتحدث عن الاستهلاك النهاري والفتره النهارية التي تكون فيها أشعة الشمس موجودة بمعدل حوالي 10 ساعات.
يعني مزارع طاقة شمسية لكن لايوجد وحدات لخزن هذه الطاقة لأن ذلك يؤدي لارتفاع التكلفة بشكل كبير, ومن خلال مراجعة موقع أطلس العالم للطاقة الشمسية وهو موقع يحتوي على خريطة العالم.
وتوزع الطاقة الشمسية الطبيعية حسب الدول وكمية الكهرباء الممكن إنتاجها باليوم والسنة من الطاقة الشمسية بالمتر المربع في كل بلد.
لو نظرت للموقع ستلاحظ أن أكبر كمية من الطاقة الشمسية موجودة في الدول العربية وخاصة المناطق الصحراوية وبشكل رئيسي في الصحراء الكبرى والجزيرة العربية حيث أن فترة غياب الشمس وهطول الأمطار تعد بأيام قليلة طول فترة السنة من خلال الجدول.
نرى أن بالنسبة للعراق المتر المربع الواحد يعطي باليوم 4 كيلووات وبشكل فعلي 3 كيلو وات و في المنطقة الجنوبية فإنه يعطي 6 كيلو وات وبشكل فعلي 5 كيلو وات باليوم وهذا المتر المربع يعطي بالسنة 1800 كيلو وات وفي المنطقة الجنوبية 2000 كيلو وات يعني حوالي 400 إلى 500 وات بالساعة.
وإذا كانت حاجة العراق من الكهرباء حوالي 33 ألف ميغاوات فإنه يحتاج إلى مزرعة طاقة شمسية مساحتها 303 كيلومتر مربع أي حوالي 0.09 بالمئة من مساحة البلد .
والإن نضع مربع على العاصمة بغداد ومربع يوضح مساحة الطاقة الشمسية لترى كم هي صغيرة بالنسبة للعاصمة أما بالنسبة للسعودية فإن طول ضلع مربع المزرعة هو حوالي 20 كيلو متر.
وبالنسبة لتركيا طول ضلع المزرعة حوالي 19 كيلو متر والإمارات طول ضلع المزرعة اللازمة 12 كيلو متر فقط والولايات المتحدة الامريكية طول ضلع المزرعة هو 63 كيلو متر.
استثمارات مزارع الطاقة الشمسية وفرص التوسع في هذا المجال.
لقد وضحنا لكم حجم كل دولة وحجم المزرعة الشمسية التي تحتاجها و كم هي صغيرة بالنسبة لمساحة الدولة وبالتالي ليس هناك مشكلة أبدأ وخاصة أن أغلب دول العالم تحتوي على مساحات فارغة وصحراوية وغير مأهولة بشكل عام.
فإن مساحة 1 إلى 2 بالمئة من مساحة أي بلد كافية لإنشاء مزرعة طاقة شمسية تكفي البلد أثناء الفترة النهارية, نضع الآن مربع يوضح حاجة العالم من مزراع الطاقة الشمسية حيث أن طول ضلع المزرعة التي تكفي العالم هو254 كيلو متر والمربع الأصغر يوضح كمية إنتاج العالم من الطاقة الشمسية.
ولا يشترط أن تكون هذه المزرعة في مكان واحد فتوزيعها على الدولة ربما يكون أفضل وأكثر جدوى لتقليل حجم الفقد سنتحدث بعد قليل عن اهتمامات الدول العربية بالطاقة الشمسية.
لكن سنذكر بالبداية إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية إيجابيات الطاقة الشمسية هي خفض مستوى التلوث ومصدر متجدد وأقل تكلفة بالإضافة لتكاليف الصيانه المنخفضة وتحقيق الاكتفاء الذاتي للدول .
أما سلبيات الطاقة الشمسية هي الاعتماد على طاقة الشمس وبالتالي سيحدث اختلاف بكمية الطاقة المنتجة ويجب أن تكون المزارع أكبر من حاجة الدولة للكهرباء كما أنها ذات قدرة منخفضة بتحويل الأشعة الشمسية لكهرباء فالطاقة الشمسية الواصلة للأرض حوالي 1000 وات لكل مترمربع.
ويتحول منها 17 إلى 20 بالمئة إلى كهرباء فسؤالنا الآن هل دول الشرق الأوسط مهمتة بالطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء الإمارات والسعودية وقطر وعمان وهي دول 4 من التعاون الخليجي تعمل على تزويد نفسها بالطاقة الشمسية.
مزارع الطاقة الشمسية ودورها في الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة.
فالسعودية لديها مشروع سدير وسكاكا والشعيبة وهي مشاريع لإنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية أما مصر فإنا بنت مجمع بنيان ويضم 32 محطة بقدرة 1436 ميغاوات أي ما يعادل 90 بالمئة من إنتاج السد العالي وكانت تكلفة المشروع حوالي 4 مليار دولار.
لذا هل ستشهد بقية الدول مع مرور الوقت وارتفاع تكاليف النفط سعي واضح وصريح نحو إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية؟
إن أحد أهم أسباب تطور الدول وتقدمها الاقتصادي هو انخفاض كلفة وسعر الطاقة فيها وخاصة الطاقة الكهربائية لأن أغلب المؤسسات الصناعية والإدارية تعتمد على الكهرباء وأي ارتفاع في سعر الكهرباء يؤدي لارتفاع سعر الخدمات والمنتجات وبالتالي:
فقدان القدرة التنافسية مع الدول التي تكون سعر الطاقة الكهربائية أقل مما يؤذي الاقتصاد بشكل كبير جداً , أوروبا تطور وتزيد من استثماراتها بالطاقة الشمسية بينما الدول في الشرق الأوسط تمتلك صحاري ضخمة وهائلة وغير مأهولة وذات إشعاع شمسي هائل متأخرة في الاستثمار بهذا المجال.
وتقوم بتوليد الطاقة الكهربائية من خلال حرق النفط الملوث للبيئة والثمين جداً في الوقت الحالي, والبعض الآخر يستورد النفط الغالي لأجل الطاقة الكهربائية فإنه موضوع قابل للتنفيذ وبشكل اقتصادي.
خاصة إذا علمنا أن معدل الكلفة لاستخراج الكيلوواط الواحد لا تقل عن 8 سينت, إن السر في هذه التقنية أنها تحتاج إلى إرادة سياسية حقيقية وتشريعات تضمن حقوق المستثمرين في هذا المجال وبرامج تمويلية من خلال البنوك والمؤسسات المالية لتمويل استخدام الطاقة الشمسية على مستوى الفرد.
وأيضاً الاستثمار في مراكز أبحاث تطوير الطاقة الشمسية بشكل محلي وإنشاء مصانع محلية لألواح الطاقة الشمسية فالموضوع باختصار يحتاج إلى بعد نظر وقرار حاسم .
المصادر :
موقع أطلس العالم للطاقة الشمسية.
https://globalsolaratlas.info/map