ينتقل مفهوم الطاقة الشمسية فوق القنوات من النظرية إلى بيانات ميدانية
أحد الأسئلة المتكررة حول البنية التحتية للطاقة النظيفة هو ما إذا كان بالإمكان بناء طاقة جديدة من دون زيادة المنافسة على الأرض والمياه. وتقدم تجربة في كاليفورنيا الآن دليلاً جديداً على أن أحد الحلول قد يكون البناء مباشرة فوق أنظمة نقل المياه القائمة بالفعل.
أظهر مشروع Nexus بقدرة 1.6 ميغاواط، الذي اكتمل في سبتمبر 2025 فوق قنوات ري تديرها Turlock Irrigation District، أن الألواح الشمسية المثبتة فوق القنوات يمكن أن تقلل تبخر المياه بنسبة 70% ونمو الطحالب بنسبة 85%، وفقاً لتقرير pv magazine. وقد طُوِّر هذا المشروع من خلال شراكة بين القطاعين العام والخاص ضمت California Department of Water Resources وTurlock Irrigation District وSolar AquaGrid وجامعة California, Merced.
لماذا تجذب الطاقة الشمسية فوق القنوات الاهتمام
تكمن جاذبية هذا المفهوم في الاستخدام المزدوج للبنية التحتية. فبدلاً من تحويل مزيد من الأراضي إلى طاقة شمسية على نطاق المرافق، يضع المطورون مصفوفات كهروضوئية فوق القنوات العاملة ويستخدمون المساحة نفسها لتوليد الكهرباء مع تظليل المياه. وفي المناطق الزراعية التي تعاني شح المياه مثل وادي كاليفورنيا المركزي، فإن هذا المزيج مهم.
التبخر ليس مسألة هامشية في أنظمة القنوات التي تمر عبر ظروف حارة وجافة. ويمكن أن يؤدي تقليص هذه الخسائر إلى الحفاظ على المياه التي كانت ستفقد قبل أن تصل إلى المزارع والمجتمعات. كما يغير التظليل ظروف القناة بطرق قد تكبح نمو الطحالب، مما يقلل أحد التحديات التشغيلية التي يواجهها مديرو المياه باستمرار.
أُطلق مشروع Nexus التجريبي في عام 2022 خصيصاً لاختبار ما إذا كانت هذه الفوائد ستصمد في ظروف التشغيل الفعلية وليس في الدراسات المفاهيمية فقط. وتشير النتائج المعلنة إلى أنها صمدت.
ما الذي قاسه المشروع التجريبي
بحسب النص المصدر، تتبع المشروع مجموعة واسعة من مؤشرات الأداء، بما في ذلك توليد الكهرباء، وخسائر التبخر، وجودة المياه، والآثار على الحياة المائية، والكفاءة التشغيلية. وتبقى النتائج الأبرز هي أرقام التبخر والطحالب، لكن الأهمية الأوسع هي أن المشروع صُمم بوصفه اختباراً تجريبياً للجدوى التقنية والتشغيلية على بنية ري نشطة.
هذا التمييز مهم. فكثير من الأفكار المتعلقة بالطاقة تبدو واعدة على الورق لكنها تواجه صعوبات عندما تتقاطع مع متطلبات الصيانة، أو عمليات المرافق القائمة، أو القيود البيئية. ويجب أن تتعايش الطاقة الشمسية فوق القنوات مع المياه الجارية، واحتياجات التفتيش، وهياكل الدعم، وواقع جدولة الري. ويوفر المشروع التجريبي في العالم الحقيقي أساساً أقوى لقرارات التوسع من النمذجة وحدها.
استخدام الأراضي وقيمة الشبكة
تعالج الطاقة الشمسية فوق القنوات أيضاً نقطة احتكاك شائعة في التحول الطاقي: اختيار الموقع. فكثيراً ما تواجه مشاريع الطاقة الشمسية الكبيرة تأخيرات أو معارضة لأنها تنافس الأراضي الزراعية أو الموائل الطبيعية أو أولويات محلية أخرى. ومن خلال استخدام ممرات القنوات القائمة، يمكن للمطورين تقليل ضغط استخدام الأراضي مع وضع التوليد قريباً من الأحمال الريفية.
ولأقاليم الري والزراعة، قد تكون هذه القرب الجغرافي مهمة بقدر أهمية توفير المياه. إذ يمكن للتوليد المحلي أن يدعم الضخ وغيره من العمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة، وربما يفعل ذلك من دون تعقيدات النقل واختيار المواقع المرتبطة ببعض مشاريع التطوير على الأراضي غير المستغلة. لذلك يقع هذا المشروع عند تقاطع الطاقة وإدارة المياه والمرونة الزراعية، بدلاً من أن يندرج بوضوح تحت سياسة واحدة فقط.
لماذا تعد كاليفورنيا ساحة اختبار منطقية
تجعل شبكات القنوات في كاليفورنيا وضغوط الجفاف المتكررة منها أحد أكثر الأماكن احتمالاً لاختبار هذا النموذج على نطاق واسع. فالولاية لديها طموحات كبيرة في الطاقة الشمسية، وبنية ري واسعة، وحافز قوي لتقليل خسائر التبخر. وهذا المزيج يعني أن نهج القنوات ليس مجرد غرابة هندسية، بل يجري تقييمه في مواجهة قيود حقيقية تشكل جوهر اقتصاد الولاية.
ويكتسب سياق وادي كاليفورنيا المركزي أهمية خاصة لأنه يركز كلّاً من الطلب على المياه والحساسية تجاه استخدام الأراضي. وإذا استطاعت الطاقة الشمسية هناك أن توفر إنتاجاً ذا معنى مع الحفاظ على المياه وتجنب تحويل أراضٍ جديدة، فسيصبح النموذج أسهل تبريراً من الناحيتين الاقتصادية والسياسية.
ما التالي
لا يثبت المشروع التجريبي بحد ذاته أن كل قناة مناسبة للتغطية بالطاقة الشمسية. فالتكاليف، والمتطلبات الهيكلية، وإمكانية الوصول لأعمال الصيانة، والظروف البيئية المحلية ستحدد جميعها أين يعمل هذا المفهوم بأفضل صورة. لكن النتائج تعزز الحجة القائلة إن الطاقة الشمسية فوق القنوات يمكن أن تحقق فوائد تشغيلية متعددة في الوقت نفسه بدلاً من استبدال مشكلة موارد بأخرى.
وهذه هي الأهمية الأوسع لنتائج Nexus. فكثير من مقترحات البنية التحتية تعد بفوائد مشتركة، لكن عدداً قليلاً نسبياً منها ينتج أدلة كمية يمكن أن توجه الاستثمار والسياسات. وهنا يبدو أن المشروع قد أنتج بالضبط نوع البيانات الميدانية اللازمة لدفع النقاش إلى الأمام.
نموذج عملي للمناطق المقيدة بالموارد
مع بحث مخططي الطاقة عن نماذج نشر أقل تصادماً، تقدم الطاقة الشمسية على القنوات سردية عملية: استخدام الممرات القائمة، وتوليد الطاقة المتجددة، وحفظ المياه، وتحسين ظروف القنوات. إن الانخفاض المعلن بنسبة 70% في التبخر ونسبة 85% في نمو الطحالب يجعل الفكرة أصعب في اعتبارها مجرد تجربة هامشية.
وللمناطق التي تحاول الموازنة بين التكيف المناخي وتوسيع القدرة الكهربائية، قد يكون الدرس أن البنية التحتية لا تحتاج دائماً إلى أن تُبنى في طبقات منفصلة. ففي بعض الأحيان، تكون أكثر المشاريع قيمة هي تلك التي تجعل جزءاً واحداً من البنية التحتية العامة يؤدي أكثر من وظيفة.
يعتمد هذا المقال على تقرير من PV Magazine. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on pv-magazine.com
