• صاحب المنشور: حنين المنصوري
  
  ملخص النقاش:
  في عالم يتزايد فيه الطلب على الطاقة مع مرور الوقت، تُصبح موضوعات كفاءة استغلال مواردنا الطبيعية والتحول نحو حلول مستدامة أكثر أهمية كل يوم. يُشكل قطاع الطاقة أحد القطاعات الرئيسية التي تسعى لتحقيق هذه الأهداف، حيث يبرز دور الطاقة المتجددة بصفته حلاً طويل الأمد لمستقبلنا. لكن رغم فوائدها العديدة، تظل هناك العديد من العقبات والتحديات أمام اعتماد واسع لهذه الأنواع البديلة للطاقة. سنُناقش هنا بعضًا من أكبر تحديات هذا المجال وطرق ممكنة للتغلب عليها.

التحديات الحالية:

1. التقلبات الموسمية والجغرافية:

تعتمد معظم أشكال الطاقة المتجددة مثل الرياح والشمس بدرجة كبيرة على الظروف البيئية. يمكن للأحوال الجوية المتغيرة وأنماط المناخ التأثير بشكل كبير على إنتاج هذه المصادر. مثلاً، قد تكون مناطق الشمال الأوروبي غنية بالرياح ولكن شمسها ضعيفة للغاية خلال أشهر الشتاء مما يؤدي إلى الاعتماد الكبير على مولدات الكهرباء الاحفورية كمصدر احتياطي.

2. التخزين الفعال:

إحدى أكبر المشاكل المرتبطة بتطوير نظام كهربائي مبني أساساً على الطاقة المتجددة هو مشكلة تخزين الطاقة الزائدة المنتجة أثناء توافر الظروف المثلى للإنتاج. حتى الآن، لا توجد تقنيات فعالة لتخزين الكميات الكبيرة من الكهرباء التي يتم توليدها بواسطة الخلايا الشمسية أو توربينات الرياح لفترات طويلة بما يكفي لاستخدامها عندما ينعدم الإنتاج.

3. البنية التحتية الحالية للنقل وتوزيع الكهرباء:

أصبحت الشبكات القائمة مصممة بشكل رئيسي لنقل الأحمال المتكررة والمستمرة للكهرباء وليست مجهزة لاستيعاب الاندفاع المفاجئ وغير المنتظم الذي يأتي نتيجة استخدام الطاقة المتجددة بكثافة. هذا يعني ضرورة إعادة تصميم واسعة وصيانة مكلفة لكابلات نقل الطاقة ومرافق أخرى لتلبية متطلباتها الجديدة.

الحلول المحتملة:

4. تحسين تكنولوجيا التركيب الضوئي العضوي للشمس (OPVs):

يمكن لتطور مواد جديدة ذات خصائص امتصاص أفضل وتحسين أدائها التشغيلي في الظروف المختلفة أن يساعد في زيادة كفاءة نظم الطاقة الشمسية وبالتالي تعزيز الاستقرار العام لإنتاجيتها. بالإضافة لذلك، قد تتضمن حلوله تطوير خلايا قادرة على العمل تحت ظروف الإضاءة المنخفضة والتي ستكون مفيدة خصوصا للمواقع غير المناسبة للاستخدام اليومي للخلايا التقليدية.

5. البحث حول بطاريات الليثيوم أيون عالية الكفاءة:

تمثل القدرة على تخزين الطاقة المفتاح لإدخال المزيد من مصادر الطاقة المتجددة ضمن شبكة نقل الكهرباء الوطنية. لقد شهد مجال بطاريات الليثيوم ايون تقدماً ملحوظًا ولكنه مازال قاصر مقارنة بحاجة السوق الحالي. إن تحقيق تقدم علمي جديد في هذا المجال سيسمح بإيجاد طرق ذكية لحفظ واستعادة الطاقة حين حاجتها.

6. التحول الرقمي الذكي - الذكاء الصناعي والأوامر الآلية:

من خلال تطبيق خوارزميات التعلم الآلي وإدارات البيانات العملاقة، يمكن تحويل شبكات الطاقة الحالية بأنظمة ذكية تستجيب ديناميكيًا ومتعاونة لأحداث النظام الواقعية. وهذا يشمل إدارة أفضل لكل من الطلب والعرض عبر التحكم الدقيق