الطاقة الشمسية الكهروضوئية العائمة (FSPV) هي تقنية تُركّب فيها أنظمة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المياه، وتُستخدم عادةً في البحيرات والخزانات المائية والمحيطات وغيرها من المسطحات المائية. مع تزايد الطلب العالمي على الطاقة النظيفة، تكتسب الطاقة الشمسية العائمة اهتمامًا متزايدًا كشكل مبتكر من أشكال الطاقة المتجددة. فيما يلي تحليل لآفاق تطوير الطاقة الشمسية العائمة ومزاياها الرئيسية:
1. آفاق التنمية
أ) نمو السوق
يشهد سوق الطاقة الشمسية العائمة نموًا سريعًا، لا سيما في بعض المناطق ذات الموارد الأرضية المحدودة، مثل آسيا وأوروبا والولايات المتحدة. ومن المتوقع أن تشهد الطاقة الإنتاجية العالمية من الطاقة الشمسية العائمة زيادة ملحوظة في السنوات القادمة. ووفقًا لأبحاث السوق، من المتوقع أن تصل قيمة السوق العالمية للطاقة الشمسية العائمة إلى مليارات الدولارات بحلول عام 2027. وتُعدّ الصين واليابان وكوريا الجنوبية والهند وبعض دول جنوب شرق آسيا من أوائل الدول التي تبنت هذه التقنية، وقد نفذت العديد من المشاريع التجريبية في مياهها.
ب) التقدم التكنولوجي
بفضل الابتكارات التكنولوجية المستمرة وخفض التكاليف، صُممت وحدات الطاقة الشمسية العائمة لتكون أكثر كفاءة، وانخفضت تكاليف التركيب والصيانة تدريجيًا. كما يتميز تصميم المنصات العائمة على سطح الماء بتنوعه، مما يُحسّن استقرار النظام وموثوقيته. إضافةً إلى ذلك، تُتيح أنظمة تخزين الطاقة المتكاملة وتقنيات الشبكات الذكية إمكانات أكبر لتطوير الطاقة الشمسية العائمة.
ج) دعم السياسات
تُقدم العديد من الدول والمناطق دعمًا سياسيًا لتطوير الطاقة المتجددة، وخاصةً أشكال الطاقة النظيفة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية. وقد حظيت الطاقة الشمسية العائمة، بفضل مزاياها الفريدة، باهتمام الحكومات والشركات، وتتزايد تدريجيًا الإعانات والحوافز والدعم السياسي المرتبط بها، مما يوفر ضمانًا قويًا لتطوير هذه التقنية.
د) التطبيقات الصديقة للبيئة
يمكن تركيب الطاقة الشمسية العائمة على سطح الماء دون شغل مساحة كبيرة من موارد الأرض، مما يوفر حلاً فعالاً للمناطق ذات الموارد الأرضية المحدودة. كما يمكن دمجها مع إدارة موارد المياه (مثل الخزانات وريها) لتحسين كفاءة استخدام الطاقة وتعزيز التحول الأخضر للطاقة.
2. تحليل المزايا
أ) توفير موارد الأرض
تتطلب الألواح الشمسية الأرضية التقليدية مساحات شاسعة من الأراضي، بينما يمكن نشر أنظمة الطاقة الشمسية العائمة على سطح الماء دون استهلاك موارد أرضية قيّمة. وخاصةً في المناطق ذات المياه الشاسعة، كالبحيرات والخزانات وبرك الصرف الصحي، يمكن للطاقة الشمسية العائمة استغلال هذه المساحات على أكمل وجه دون التعارض مع استخدامات الأراضي كالزراعة والتنمية الحضرية.
ب) تحسين كفاءة توليد الطاقة
يمكن للضوء المنعكس من سطح الماء أن يزيد من كمية الضوء ويعزز كفاءة توليد الطاقة في الألواح الكهروضوئية. بالإضافة إلى ذلك، يساعد تأثير التبريد الطبيعي لسطح الماء وحدة الطاقة الكهروضوئية على الحفاظ على درجة حرارة منخفضة، مما يقلل من انخفاض كفاءة الطاقة الكهروضوئية بسبب ارتفاع درجات الحرارة، وبالتالي تحسين الكفاءة الإجمالية لتوليد الطاقة في النظام.
ج) تقليل تبخر الماء
يمكن لمساحة كبيرة من الألواح الشمسية العائمة التي تغطي سطح الماء أن تقلل بفعالية من تبخر المسطحات المائية، وهو أمر بالغ الأهمية للمناطق التي تعاني من ندرة المياه. وتساعد الطاقة الشمسية العائمة، لا سيما في الخزانات أو ري الأراضي الزراعية، في الحفاظ على المياه.
د) تأثير بيئي أقل
بخلاف الطاقة الشمسية الأرضية، تُسبب الطاقة الشمسية العائمة المُركّبة على سطح الماء اضطرابًا أقل للنظام البيئي الأرضي. ولا تُسبب الطاقة الشمسية العائمة أضرارًا جسيمة للبيئة، خاصةً في المياه غير المُناسبة لأشكال التنمية الأخرى.
هـ) التنوع
يمكن دمج الطاقة الشمسية العائمة مع تقنيات أخرى لتعزيز الاستخدام الشامل للطاقة. على سبيل المثال، يمكن دمجها مع طاقة الرياح المائية لإنشاء أنظمة طاقة هجينة تزيد من استقرار وموثوقية توليد الطاقة. إضافةً إلى ذلك، في بعض الحالات، تتمتع الطاقة الشمسية العائمة وقطاعات أخرى، مثل مصايد الأسماك أو تربية الأحياء المائية، بإمكانيات تطوير أكبر، مما يُشكل "اقتصادًا أزرق" ذا فوائد متعددة.
3. التحديات والمشاكل
على الرغم من المزايا العديدة للطاقة الشمسية العائمة، إلا أن تطويرها لا يزال يواجه عددا من التحديات:
التكنولوجيا والتكلفة: على الرغم من أن تكلفة الطاقة الشمسية العائمة تتناقص تدريجيًا، إلا أنها لا تزال أعلى من تكلفة أنظمة الطاقة الشمسية الأرضية التقليدية، وخاصةً في المشاريع الكبيرة. ويتطلب الأمر مزيدًا من الابتكار التكنولوجي لخفض تكاليف بناء وصيانة المنصات العائمة.
التكيف البيئي: يجب التحقق من الاستقرار طويل الأمد لأنظمة الطاقة الشمسية العائمة في بيئات مائية مختلفة، وخاصة للتعامل مع تحديات العوامل الطبيعية مثل الطقس القاسي والأمواج والتجمد.
الصراعات حول استخدام المياه: في بعض المياه، قد يتعارض بناء أنظمة الطاقة الشمسية العائمة مع أنشطة مائية أخرى مثل الشحن وصيد الأسماك، ويتعلق الأمر بكيفية التخطيط والتنسيق بشكل عقلاني لاحتياجات المصالح المختلفة.
تلخيص
تتمتع الطاقة الشمسية العائمة، كشكل مبتكر من أشكال الطاقة المتجددة، بإمكانيات تطوير واسعة، لا سيما في المناطق ذات الموارد الأرضية المحدودة والظروف المناخية المواتية. ومع التقدم التكنولوجي ودعم السياسات والرقابة الفعالة على الآثار البيئية، ستفتح الطاقة الشمسية العائمة آفاقًا جديدة للتطوير في السنوات القادمة. وفي إطار تعزيز التحول الأخضر للطاقة، ستساهم الطاقة الشمسية العائمة مساهمة مهمة في تنويع هيكل الطاقة العالمي وتحقيق التنمية المستدامة.
وقت النشر: ٢٤ يناير ٢٠٢٥