• صاحب المنشور: تسنيم الكيلاني
  
  ملخص النقاش:
  

  يتزايد الطلب على استخدام الطاقة المتجددة حول العالم كحل عملي لمواجهة تحدي تغير المناخ وتخفيف الاعتماد على الوقود الأحفوري. تعتبر تحويل طاقة الضوء الشمسي مباشرة إلى الكهرباء تقنية حيوية لهذا التحول. رغم تطور تكنولوجيا الخلايا الشمسية بكفاءة عالية نسبياً، إلا أنها تواجه العديد من العقبات التي تحتاج حلول مبتكرة لتجاوزها.

التحديات الرئيسية:

الكفاءة الحرارية المنخفضة:

تعد الكفاءة الحرارية إحدى أكبر العوائق أمام انتشار واسع للخلايا الشمسية. حيث تعمل هذه الأنظمة تحت درجات حرارة مرتفعة تؤدي لانخفاض إنتاجيتها. يُعتبر تطوير مواد جديدة ذات أداء حراري أفضل أحد الحلول الواعدة لكسر هذا القيد.

القدرة على تخزين الطاقة:

معظم محطات توليد الطاقة الشمسية غير قادرة حالياً على تزويد الشبكات العامة بالكهرباء باستمرار بسبب عدم الاستقرار خلال فترات الليل والظروف الجوية السيئة. يعدّ البحث المستمر حول طرق فعالة للتخزين الكهروكيميائي أو الفيزيائي ضرورياً لتعزيز قابلية اعتماد هذه التقنيات.

ارتفاع تكاليف الإنتاج الأولية:

رغم تراجع الأسعار مؤخراً، تبقى تكلفة تركيب وصيانة البنى التحتية المرتبطة بتسخير الشمس باهظة مقارنة بمصدرين آخرين شائعَين - الغاز الطبيعي والنووي مثلاً. يعالج الأمر عبر التركيز على تقليل مجموع المصاريف التشغيلية وإعادة النظر بنماذج الأعمال التجارية لدعم الانتشار الشامل لطاقة الرياح والشمس معاً.

الحلول المقترحة:

1. ابتكار مواد ناشئة: يمكن للأبحاث الحديثة باستخدام طبقات بين شبه موصلة متناهية الصغر وكثافة فوتونية أعلى تطوير خلايا أكثر كفاءة وانتاجا.

1. دمج العمليات الهجين: يجمع النظام الهجين أحسن جوانب كلتا التقنيتين - الخلايا التقليدية وألواح الفوتوفولتائية الثانوية المعزولة حرارياً لتحسين نقل الحرارة واستغلال طاقة الشمس في الوقت نفسه.

1. أنظمة ذكية ذكية: يقترن تجمع البيانات والتخزين المحسَّن بشبكات الذكاء اصطناعي لتوقع توقعات الطقس والأحوال المسائية، مما يسمح بالتخطيط الأمثل لإدارة مخزون الطاقة الحالي والمستقبلي.

1. استراتيجيات تمويل مجتمعية: تشجع خطط الملكية المشتركة للمرافق المجتمعية الصغيرة ملكية الأفراد لعوائد مشتركة وتقلل بذلك عبء الدفع upfront بينما تدفع حقائق السوق نحو خفض مستويات الأسعار طويلة المدى لدي الجميع.

هذه الخطوات وغيرها قد تساعد في تسريع رحلة الطاقة الشمسية نحو تصبح مصدر رئيسي للإمدادات العالمية للكهرباء.