• صاحب المنشور: مهدي بن قاسم
  
  ملخص النقاش:
  في السنوات الأخيرة، شهد العالم تحولاً ملحوظاً نحو استخدام الطاقة المتجددة كبديلٍ للطاقة الأحفورية التقليدية. أحد أكثر هذه الطاقات الواعدة هو الطاقة الشمسية، والتي تتميز بتوفرها الكبير واستدامتها غير المحدودة تقريباً. تعتبر محولات الطاقة الشمسية، التي تُعرف أيضاً بأنظمة تخزين الطاقة الشمسية، جزءاً حاسماً في عملية التحول الرقمي العالمي. تعمل تلك الأنظمة على استخلاص الكهرباء مباشرة من أشعة الشمس وتحويلها إلى شكل يمكن تخزينه واستخدامه عند الحاجة.

التحديات الرئيسية أمام تكامل الطاقة الشمسية مع الشبكات الكهربائية

1. التذبذب اليومي للإنتاج: يتوقف إنتاج الطاقة الشمسية بشكل كبير على توفر الضوء الشمسي. خلال النهار، عندما تكون الشمس مشرقة، يتم توليد كميات كبيرة من الطاقة؛ بينما أثناء الغروب أو الليل، ينخفض الإنتاج إلى الصفر تقريباً. هذا الاختلاف الشديد يجعل من الصعب إدارة شبكة الطاقة بكفاءة ويؤدي غالباً إلى ارتفاع وتدفق مفاجئ وغير متوقع للأمواج الكهرومائية مما قد يؤثر سلبياً على الاستقرار العام للنظام.

1. نقص البنية التحتية للتخزين: حاليا، معظم نظم تخزين الطاقة الشمسية ليست قادرة على تخزين كميات هائلة من الطاقة لفترات طويلة. رغم وجود بعض الحلول مثل بطاريات الليثيوم أيون، إلا أنها مكلفة نسبياً وقد تواجه مشاكل تتعلق بالحياة التشغيلية والقيود البيئية. وبالتالي فإن القدرة على حل المشكلات ذات الصلة بالتخزين والتوزيع ستكون حاسمة لإصلاح النظام الحالي لنقل الطاقة وتحسين فعالية استخدام مواردنا الشمسية الثمينة.

1. تكنولوجيا التحويل الفائقة الكفاءة: حتى أفضل المحولين للشمس إلى كهرباء لديهم حدود أكسدة تبلغ حوالي 26%. وهذا يعني أنه بغض النظر عن مدى تقدم العلم، فإنه سيكون هناك دائما هدر معتمد بنسبة ثابتة في العملية نفسها. لكن البحث مستمر لتطوير مواد جديدة وأساليب جديدة لتحقيق أعلى نسبة ممكنة لكفاءة التحويل.

1. القضايا الاقتصادية والمستوى الاجتماعي: إن اعتماد الطاقة الشمسية ليس مجرد قضية علمية وإنما أيضا لها آثار اقتصادية واجتماعية مهمة. يجب مراعاة التأثير المحتمل لهذه التغيرات على الوظائف القائمة وعلى الأسعار بشكل عام. بالإضافة لذلك ، هناك حاجة للمزيد من التعليم والمعلومات حول مزايا وفوائد الانتقال إلى استخدام مصدر طاقة جديد.

الفرص المستقبلية

بالرغم من كل العوائق، هناك العديد من الاحتمالات المثيرة لدمج الطاقة الشمسية ضمن نظام الطاقة العالمية:

• تطبيقات تخزين احتياطي أكبر: تطوير تكنولوجيات تخزين جديدة مثل الخرسانة الهيدروليكية الحراريّة والمغناطيسية السائلة، وكذلك تجارب خزانات الماء الجوفية. تتسم هذه البدائل بالكفاءة العالية والأمان ويمكن بناء شبكات واسعة باستخدامها.

• زيادة التركيزات السكانية تحت خط الاستواء: المناطق المدارية تمتلك قدر أكبر من ساعات التعرض لأشعة الشمس مقارنة بالمناطق القطبية. هذا الأمر يجعلها مكانا مثاليا لتركز نشاط التنقيب عن الطاقة الشمسية والاستثمار فيه.

• استخدام الذكاء الاصطناعي وإدارة البيانات: أدى تحسن قدرة الكمبيوتر وصغر حجم وحدات المعالجة المركزية إلى زيادة قدرته على معالجة بيانات ضخم بمعدل أسرع بكثير ومن ثم تقديم توصيات دقيقة بشأن كيفية تعزيز النظام بأكمله.

إن الدفع نحو الاعتماد الأكبر على طاقة الشمس له تأثير عميق على كيفية عمل مجتمعاتنا وكيف ننظر إلى عالم الطاقة لدينا. فهو يسعى لإيجاد طرق مبتكرة لحماية كوكب الأرض وللحفاظ عليه صالح