الطاقة الشمسية البحرية تحقق عائدًا أعلى في مقارنة أجريت في تايوان
أفاد باحثون في تايوان بأن الطاقة الشمسية العائمة البحرية قد تنتج نحو 12% كهرباء أكثر على مدى عمرها مقارنة بمنشأة كهروضوئية أرضية مماثلة، مما يقدم دليلًا جديدًا على أن الطاقة الشمسية البحرية قد تصبح خيارًا مهمًا حيث تكون الأراضي محدودة والظروف الساحلية مواتية.
وقارنت الدراسة، التي لخصتها pv magazine، بين محطة أرضية بقدرة 100 ميغاواط في منتزه تشانغبين الصناعي ونظام كهروضوئي عائم بحري بقدرة 181 ميغاواط. وقد استُخدمت القدرة البحرية الأكبر لتطبيع المقارنة بين نظامين مختلفين، ما أتاح للباحثين تقييم إنتاج الطاقة والكفاءة والأداء البيئي على أساس أكثر تكافؤًا.
والنتيجة الرئيسية واضحة: النظام البحري أنتج كهرباء أكثر على مدى عمره التشغيلي. وعزا الباحثون هذه الزيادة أساسًا إلى تأثيرات التبريد وتأثيرات منطقة المد والجزر. ففي الأنظمة الشمسية، يمكن لظروف التشغيل الأبرد أن تحسن أداء الألواح، ويبدو أن البيئة البحرية توفر ميزة حرارية كافية لرفع الإنتاج رغم التعقيد الإضافي لوضع البنية التحتية الكهروضوئية في البحر.
لماذا تهم هذه النتيجة
غالبًا ما يُنظر إلى الطاقة الشمسية العائمة بوصفها وسيلة للحفاظ على الأراضي، وتقليل تبخر المياه في الخزانات الداخلية، أو الاستفادة من الأسطح غير المستغلة. وتمتد الطاقة الشمسية العائمة البحرية منطق هذا الاتجاه خطوة أبعد، لكنها واجهت أسئلة مستمرة حول التكلفة والمتانة والهندسة البحرية والصيانة طويلة الأمد. إن ظهور أفضلية قابلة للقياس في توليد الكهرباء على مدى العمر لا يحسم هذه المخاوف، لكنه يعزز الحجة القائلة إن النشر البحري يستحق دراسة تقنية جادة بدلًا من اعتباره مجرد مفهوم افتراضي.
ويكتسب ذلك أهمية خاصة في الأماكن التي تتسم بكثافة استخدام الأراضي، أو بتنافس الاستخدامات الصناعية، أو بجغرافيتها الساحلية التي قد تدعم بنية تحتية للطاقة البحرية. وتايوان تمثل بيئة اختبار مناسبة لهذه الأسباب تحديدًا. فارتفاع منحنى الإنتاج يمكن أن يؤثر بوضوح في اقتصاديات المشروع، حتى لو كان رأس المال الأولي أعلى.
ويصف النص الأصلي الطاقة الشمسية العائمة البحرية بأنها قابلة للتطبيق تقنيًا، وهو استنتاج أكثر فائدة من مجرد تفوق في الأداء. فقد تتفوق تقنية على الورق ومع ذلك تفشل عمليًا إذا لم تتحمل ظروف التشغيل الحقيقية. وتكمن أهمية هذه المقارنة في أنها تشير إلى مسار هندسي قابل للتنفيذ، مع إبقاء بعض القيود التجارية الكبرى دون حل.
الاقتصاد لم يُحسم بعد
أما النتيجة الأكثر حذرًا في الدراسة فهي أن التكوين البحري لا يزال أكثر تكلفة بنحو 30%. وهذا ليس فرقًا هامشيًا. فهو يشير إلى أن زيادة إنتاج الطاقة وحدها لا تكفي بعد لجعل الطاقة الشمسية العائمة البحرية بديلًا سهلًا للأنظمة الأرضية في معظم الأسواق.
ومن المرجح أن تعكس ضغوط التكلفة عددًا من التحديات المعروفة الواردة في وصف المصدر: متطلبات المتانة، واشتراطات الهندسة البحرية، والصعوبة العامة في تركيب وصيانة البنية الكهربائية في البيئات البحرية. فالتعرض للملوحة، والإجهاد الهيكلي، والتثبيت، والوصول، والتفتيش، والقدرة على الصمود كلها تزيد التعقيد مقارنة بمزرعة شمسية تقليدية على اليابسة.
وبالتالي، فإن الجدوى القريبة الأجل للطاقة الشمسية العائمة البحرية لن تقوم على القدرة التنافسية الشاملة على الأرجح. بل ستعتمد على ظروف إقليمية محددة حيث تكون الأراضي شحيحة، ويكون التموضع الساحلي عمليًا، وتبرر قيمة الإنتاج الأعلى العبء الهندسي الإضافي. وبهذا المعنى، قد تتطور الطاقة الشمسية العائمة البحرية كما تتطور كثير من تقنيات الطاقة: لا بهزيمة التقنيات القائمة في كل مكان، بل بالفوز أولًا في مجالات محدودة وعالية القيمة.
التبريد وتأثيرات المد والجزر هما الميزة الأساسية
يعزو الباحثون تحسن التوليد على مدى العمر في النظام البحري إلى تأثيرات التبريد والمد والجزر. وتفسير التبريد بديهي. فالألواح الشمسية عادة ما تفقد الكفاءة عندما ترتفع حرارتها، لذا فإن المنشأة المعرضة للهواء البحري ودرجات الحرارة المعتدلة قد تحافظ على أداء أفضل بمرور الوقت.
وتبرز الإشارة إلى تأثيرات المد والجزر لأنها توحي بأن الميزة ليست مناخية فقط. فقد تؤثر ظروف الموقع الخاصة بالبيئة البحرية في سلوك الألواح أو درجات حرارة التشغيل أو تعرض النظام بطرق تحسن الإنتاج الكلي. ولا يقدم النص المرفق آلية أعمق، لذا فإن الاستنتاج الأكثر دفاعًا هو أن البيئة البحرية تبدو أنها توفر فوائد أداء تتجاوز الحالة الأرضية المستخدمة في الدراسة.
ولذلك، ينبغي على المطورين وصناع السياسات ألا يعاملوا الطاقة الشمسية العائمة البحرية باعتبارها مجرد مشروع شمسي بري نُقل إلى الماء. فقد تحتاج إلى افتراضات أداء ونماذج تكلفة وقواعد تصميم خاصة بها، لا سيما في الأماكن ذات التفاوت الكبير في المد والجزر أو المناخات الساحلية المميزة.
ما الذي يتركه هذا للسوق
لا يزال قطاع الطاقة الشمسية يعتمد أساسًا على الأنظمة الأرضية وأسطح المنازل الأبسط والأرخص، ولا يشير أي شيء في المادة المصدر إلى أن ذلك على وشك التغير. فالمحطات الأرضية أسهل في الإنشاء، وأقل تكلفة، وأقل اعتمادًا بكثير على الهندسة البحرية المتخصصة. لكن تحليل تايوان يضيف إلى حجة متنامية مفادها أن الطاقة الشمسية العائمة البحرية لم يعد يمكن تجاهلها باعتبارها فكرة هامشية.
والاستنتاج الصحيح ليس أن الطاقة الشمسية العائمة البحرية قد ربحت بالفعل المنافسة الاقتصادية. فهي لم تفعل ذلك. فالعلاوة السعرية البالغة 30% المذكورة تمثل قيدًا جادًا، كما أن المتانة لا تزال مشكلة عملية مفتوحة. والاستنتاج الأقوى هو أن التقنية قادرة على إنتاج كهرباء أكثر على مدى عمرها في الظروف التي دُرست، ما يمنح المطورين والحكومات أساسًا أكثر موثوقية لمواصلة العمل.
إذا نجحت التحسينات الهندسية المستقبلية في خفض التكلفة وتعزيز الصمود طويل الأمد، فقد تصبح الطاقة الشمسية العائمة البحرية جزءًا أكثر أهمية من تخطيط الطاقة الساحلية. أما الآن، فتُعد هذه الدراسة خطوة وسيطة مهمة: إذ تحدد ميزة أداء كبيرة بما يكفي لتؤثر، وتقرنها بتذكير صريح بأن الجاهزية التجارية لا تزال رهينة حل الأجزاء الصعبة من بناء أنظمة الطاقة في البحر.
تعتمد هذه المقالة على تغطية من PV Magazine. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on pv-magazine.com
