الخلايا الكهروضوئية العائمة في الخارج

يمكن للأنظمة الكهروضوئية العائمة المثبتة على البحار الهادئة عند خط الاستواء أن توفر طاقة غير محدودة للمناطق المأهولة بالسكان في جنوب شرق آسيا وغرب أفريقيا. أشارت ورقة بحثية حديثة صادرة عن الرابطة الدولية للطاقة الشمسية إلى أنه خلال الأربعين عامًا الماضية، تمتلك إندونيسيا حوالي 140 ألف كيلومتر مربع من المساحة البحرية التي لم تشهد أمواجًا يزيد ارتفاعها عن 4 أمتار، ولم تشهد رياحًا قوية تزيد سرعتها عن 10 أمتار في المرة. ثانية. هذه المنطقة من البحر كافية للنظام الكهروضوئي العائم لتوليد حوالي 35000 تيراواط ساعة من الكهرباءTricity سنويا، وهو ما يتجاوز إجمالي قدرة توليد الطاقة الحالية لمختلف مصادر الطاقة في العالم.

في حين أن معظم محيطات العالم تتعرض للعواصف، فإن بعض المناطق الاستوائية تتمتع بظروف بحرية مواتية، مما يعني أن الهندسة المكثفة والمكلفة ليست مطلوبة لحماية الأنظمة الكهروضوئية العائمة في البحر. تُظهر خريطة حرارية عالمية عالية الدقة أن الأرخبيل الإندونيسي والمنطقة الاستوائية بالقرب من نيجيريا هما أكثر المناطق الواعدة لتركيب أنظمة كهروضوئية عائمة بحرية.

آفاق توليد الطاقة الكهروضوئية العالمية بحلول منتصف القرن

ويتوقع التقرير البحثي أن يصبح الاقتصاد العالمي خاليًا من الكربون ومكهربًا إلى حد كبير بحلول منتصف القرن، مدعومًا بتوليد كبير للطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح. ومن المتوقع أن تصبح نيجيريا وإندونيسيا المرتبتين الثالثة والسادسة من حيث عدد السكان في العالم بحلول عام 2050 على التوالي.

وقد تؤدي الكثافة السكانية المرتفعة في هذه البلدان إلى صراعات بين الزراعة والبيئة والطاقة الكهروضوئية. موقعها الاستوائي يعني أن موارد طاقة الرياح ضعيفة. ولحسن الحظ، تستطيع هذه الدول وجيرانها حصد طاقة غير محدودة من الأنظمة الكهروضوئية العائمة في البحار الهادئة.

يمكن للبلدان والمناطق الأقل كثافة في استخدام الطاقة توفير الطاقة لأكثر من مليوني شخص عن طريق تركيب أنظمة كهروضوئية عائمة بحرية في نفس المنطقة. يمكن تركيب هذه الأنظمة الكهروضوئية على أسطح المنازل في المناطق القاحلة، أو وضعها في مكان مشترك مع المنشآت الزراعية، أو تطفو على المسطحات المائية. يمكن تركيب الأنظمة الكهروضوئية العائمة على البحيرات والخزانات الداخلية، وكذلك البحرية. تتمتع الأنظمة الكهروضوئية العائمة الداخلية المثبتة في مختلف البلدان بإمكانات كبيرة وتنمو بسرعة بالفعل.

أظهرت الدراسات أن الأنظمة الكهروضوئية العائمة المثبتة في المناطق التي لا يتجاوز ارتفاع أمواج المحيط فيها 6 أمتار وسرعة الرياح لا تتجاوز 15 م/ث يمكن أن تولد ما يصل إلى مليون تيراواط ساعة من الطاقة سنويًا، وهو الطلب السنوي على الطاقة في اقتصاد عالمي خالٍ تمامًا من الكربون لدعم سكان 10 مليار 5 مرات. وتقع معظم المناطق ذات الظروف المحيطية المواتية بالقرب من خط الاستواء، كما هو الحال في إندونيسيا وغرب أفريقيا. وتشهد هذه المناطق نموا سكانيا سريعا وتنمية اقتصادية سريعة، ويمكن أن يساعد تركيب الأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية في حل النزاعات المتعلقة باستخدام الأراضي.

تطوير سوق الطاقة الكهروضوئية في إندونيسيا

ومن الممكن أن يتجاوز عدد سكان إندونيسيا 315 مليون نسمة بحلول منتصف هذا القرن. سيلزم تركيب ما يقرب من 25000 كيلومتر مربع من الأنظمة الكهروضوئية لتلبية الطلب على الكهرباء في إندونيسيا بعد إزالة الكربون بالكامل من استخدام توليد الطاقة الكهروضوئية. ولحسن الحظ، تتمتع إندونيسيا بإمكانيات هائلة لتوليد الطاقة الكهروضوئية، فضلاً عن إمكانات هائلة لبناء مرافق توليد الطاقة الكهرومائية التي يتم ضخها، والتي يمكنها تخزين الكهرباء بكفاءة من الأنظمة الكهروضوئية.

إندونيسيا بلد ذو كثافة سكانية عالية، وخاصة في جاوة وبالي وسومطرة. ولحسن الحظ، لدى إندونيسيا خيار تركيب عدد كبير من الأنظمة الكهروضوئية العائمة في البحار الداخلية الهادئة. تبلغ مساحة المحيط في إندونيسيا 6.4 مليون كيلومتر مربع، وهي تعادل 200 ضعف مساحة الأنظمة الكهروضوئية العائمة اللازمة لتلبية جميع احتياجات إندونيسيا المستقبلية من الطاقة.

آفاق تطوير الأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية

يتجاوز ارتفاع الموج في معظم بحار العالم 10 أمتار، وتتجاوز سرعة الرياح 20 مترًا في الثانية. يعمل العديد من المطورين على تصميم دفاعات هندسية للأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية التي يمكنها تحمل العواصف. في المنطقة القريبة من خط الاستواء، ونظرًا لبيئة المحيط الجيدة، لا يلزم أن تكون التدابير الدفاعية لتركيب الأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية قوية ومكلفة للغاية.

وتتركز المناطق الواعدة لتطوير الأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية ضمن نطاق 5 إلى 12 درجة من خط العرض الاستوائي، خاصة في خليج غينيا بالقرب من الأرخبيل الإندونيسي ونيجيريا. تتمتع هذه المناطق بإمكانات منخفضة لتوليد طاقة الرياح، وكثافة سكانية عالية، ونمو سريع في عدد السكان واستهلاك الطاقة، وعدد كبير من النظم البيئية السليمة. ونادرا ما تؤثر العواصف الاستوائية على خط الاستواء.

إن تركيب الأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية في أمريكا الوسطى والجنوبية معرض للعواصف الاستوائية والأمواج العالية. يتمتع الشرق الأوسط بإمكانيات كبيرة للتنمية، على الرغم من أنه سيواجه منافسة شديدة من المنشآت الكهروضوئية البرية ومزارع الرياح. هناك أيضًا بعض آفاق التنمية في بعض أجزاء أوروبا، مثل شمال البحر الأدرياتيكي وحول الجزر اليونانية.

لا تزال صناعة الطاقة الكهروضوئية العائمة في الخارج في مهدها. بالمقارنة مع الأنظمة الكهروضوئية الأرضية، فإن الألواح الكهروضوئية البحرية لها بعض العيوب المتأصلة، بما في ذلك تآكل مياه البحر والتلوث البحري. تعتبر البحار الضحلة هي الخيار الأول لتركيب الأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية. وبما أن ظاهرة الاحتباس الحراري من المرجح أن تغير أنماط الرياح والأمواج، فإن هناك حاجة لتقليل التأثيرات على البيئة البحرية ومصائد الأسماك.

وعلى الرغم من هذه التحديات، فإن الأنظمة الكهروضوئية العائمة البحرية يمكن أن توفر معظم الكهرباء للبلدان الواقعة في المياه الهادئة عند خط الاستواء. وبحلول منتصف القرن، من المتوقع أن يعتمد حوالي مليار شخص في هذه البلدان في المقام الأول على توليد الطاقة الكهروضوئية، مما يؤدي إلى أسرع تغير في الطاقة في التاريخ.