مفهوم جديد للخلايا الكهروضوئية، الخلايا الكهروضوئية على القناة!

والآن حان الوقت لتركيب الخلايا الكهروضوئية على القناة.

01 طريقة جيدة لمنع القناة من التبخر

يبدو تركيب الوحدات الكهروضوئية على القنوات الاصطناعية أمرًا سهلاً، لكن لماذا نادرًا ما نراها؟
تظهر إحدى الدراسات أنه إذا تمت تغطية جميع القنوات في كاليفورنيا بالوحدات الكهروضوئية، فإن توليد الطاقة يمكن أن يلبي بشكل أساسي الطلب السنوي على الكهرباء في مدينة لوس أنجلوس الكبرى. علاوة على ذلك، فإنه سيعمل أيضًا على تقليل تبخر النهر بشكل فعال.
في وقت مبكر من عام 2015، عانت ولاية كاليفورنيا من الجفاف لمدة أربع سنوات. وأمر الحاكم آنذاك جيري براون بتخفيض غير مسبوق بنسبة 25% في استخدام المياه لكل أسرة. وفي هذه الحالة، يضطر المزارعون الذين يستخدمون أكبر قدر من المياه أيضًا إلى تقليل الري. في ذلك الوقت، حدد براون أيضًا هدفًا للولاية أن تحصل على نصف طاقتها من مصادر متجددة في مواجهة تغير المناخ.
ومع ذلك، عندما جاء رائدا الأعمال جوردان هاريس وروبن راج إلى بابهما مع حل لفقدان المياه التبخرية وتلوث المناخ - الألواح الشمسية على خنادق الري - لم يكن هناك أي موافقة على أفكارهما.
بعد مرور ثماني سنوات، وبينما تواجه البشرية حرارة مدمرة، وحرائق غابات قياسية، وأزمة الجفاف التي تلوح في الأفق على نهر كولورادو، والتزامًا متزايدًا بمعالجة تغير المناخ، تعيد شركة المناصرين، Solar AquaGrid، النظر في الماضي. سيتم وضع حجر الأساس لأول مشروع لتوليد الطاقة في القناة مغطى بالوحدات الكهروضوئية في الولايات المتحدة.
الفكرة في الواقع بسيطة للغاية: تركيب الألواح الشمسية على القنوات في المناطق المشمسة التي تعاني من ندرة المياه لتقليل التبخر وتوليد الكهرباء.
وتدعم دراسة أجرتها جامعة كاليفورنيا، ميرسيد هذه الفكرة أيضًا - فتغطية 6437 كيلومترًا من القنوات في كاليفورنيا بالألواح الشمسية يمكن أن توفر 63 مليار جالون من تبخر الماء كل عام، وستولد الألواح الشمسية أيضًا 13 جيجاوات من الكهرباء. يمكن لهذه الكمية من توليد الطاقة أن تلبي بشكل أساسي معظم الطلب على الكهرباء لمدينة لوس أنجلوس بأكملها. وبطبيعة الحال، هذه مجرد فرضية، ولم يتم اختبار هذه البيانات بعد.
مشروع Nexus في الوادي المركزي بكاليفورنيا سوف يغير ذلك.

وفي ولاية كاليفورنيا الأمريكية، اعتُبرت الطاقة الشمسية للقنوات منذ فترة طويلة أفضل مكان للتجربة، لأن كاليفورنيا تتمتع بأساس اقتصادي جيد، والعديد من القنوات، وموارد مائية شحيحة نسبيا.
تعتقد شركة Solar AquaGrid أن الأبحاث التي تجريها مؤسسات معروفة هي وحدها القادرة على تعزيز تنفيذ هذه الفكرة، وقد قدمت التمويل لجامعة كاليفورنيا في ميرسيد لدراسة تأثير مشروع قناة كاليفورنيا المغطاة بالطاقة الشمسية.
وفي نفس الوقت تقريبًا، اتصلت شركة Turlock Irrigation District (وهي شركة توفر الكهرباء أيضًا) بشركة UC Merced. وتأمل الشركة في بناء مشروع للطاقة الشمسية لدعم هدف الولاية المتمثل في توفير الطاقة المتجددة بنسبة 100 في المائة بحلول عام 2045. لكن الأراضي في كاليفورنيا باهظة الثمن، لذا فإن البناء على البنية التحتية الحالية أمر جذاب.
وخصصت ولاية كاليفورنيا 20 مليون دولار من التمويل العام لتحويل المشروع التجريبي إلى شراكة ثلاثية بين القطاعين العام والخاص والأكاديمي. وسيتم تغطية القناة، التي يبلغ طولها حوالي 2.6 كيلومتر وعرضها 20 إلى 110 قدم، بألواح شمسية وستكون على ارتفاع حوالي 5 إلى 15 قدمًا فوق الماء.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تظليل الألواح قد يقلل من نمو الأعشاب الضارة في القنوات. تنفق المرافق مليون دولار سنويًا للتخلص من الأعشاب الضارة.

02 أصبحت محطة الطاقة الكهروضوئية التابعة لقناة مودي مفلسة الآن

إن القناة الكهروضوئية في كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية ليست الأولى من نوعها بأي حال من الأحوال.
قادت الهند أكبر مشروع للري بالطاقة الشمسية في العالم. يوفر مشروع سد وقناة سردار ساروفار المياه لمئات الآلاف من القرى في المنطقة القاحلة بولاية جوجارات غرب الهند.
افتتح ناريندرا مودي، رئيس وزراء ولاية جوجارات آنذاك ورئيس وزراء الهند الحالي، المشروع في عام 2012. وتعهدت شركة الهندسة صن إديسون ببناء 19 ألف كيلومتر من القنوات التي تعمل بالطاقة الشمسية. ولكن بعد وقت قصير من إطلاق المشروع، أعلنت الشركة بالفعل إفلاسها.
يقول جايديب بارمار، وهو مهندس في ولاية غوجارات يشرف على العديد من مشاريع القنوات الشمسية الصغيرة: "إن تكلفة الاستثمار مرتفعة حقًا، كما أن الصيانة تمثل مشكلة أيضًا".
وقال إنه نظرًا لوجود عدد كبير من المناطق ذات ضوء الشمس العالي والمناطق الجافة في الهند حيث يمكن تركيب الخلايا الكهروضوئية، فإن الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض أكثر اقتصادا بكثير من تركيبها على القنوات.
يعد التصميم الضخم سببًا آخر لعدم اعتماد هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في الهند. وتقع الوحدات الكهروضوئية في مشروع غوجارات التجريبي مباشرة فوق القناة، مما يحد من الصيانة الروتينية للقناة وإمكانية وصول الموظفين في حالة الطوارئ.
وقد انتبه الأميركيون إلى دروس الهند المؤلمة، وسوف يستخدم مشروع الطاقة الكهروضوئية في قناة كاليفورنيا مواد أفضل وسيكون أعلى من الماء.
بالإضافة إلى ذلك، تلقت قبيلة نهر جيلا الهندية في الولايات المتحدة تمويلًا لتركيب الطاقة الشمسية على قنواتها للحفاظ على المياه وتخفيف الضغط على نهر كولورادو. ويعمل مشروع سولت ريفر، أحد أكبر مرافق الطاقة الكهرومائية في ولاية أريزونا، مع جامعة ولاية أريزونا على هذه التكنولوجيا.
ويعتقد النائب جاريد هوفمان، النائب الديمقراطي عن ولاية كاليفورنيا، والذي كان يتحدث عن هذه التكنولوجيا منذ ما يقرب من عقد من الزمن، أن هناك اهتمامًا أكبر بكثير ببناء سدود أطول من الخلايا الكهروضوئية على القنوات.
وقد خصص 25 مليون دولار من خلال قانون الحد من التضخم في العام الماضي لتمويل مشروع تجريبي لمكتب الاستصلاح، الذي يجري حالياً تقييم اختيار موقعه.
وقد كتبت أكثر من 100 مجموعة مناصرة للمناخ، بما في ذلك مركز التنوع البيولوجي ومنظمة السلام الأخضر، إلى وزير الداخلية ديب هارلاند لحثهم على "تسريع نشر الخلايا الكهروضوئية على نطاق واسع فوق القناة".
يمكن لقنوات الولايات المتحدة الحالية التي يبلغ طولها 8000 ميل أن تولد أكثر من 25 جيجاوات من الطاقة المتجددة، وهو ما يكفي لتزويد ما يقرب من 20 مليون منزل بالطاقة ومنع تبخر عشرات المليارات من الجالونات من المياه.