• صاحب المنشور: وجدي الزموري
  
  ملخص النقاش:
  في السنوات الأخيرة، شهدنا تزايد الاهتمام العالمي بتحول الطاقة نحو مصادر أكثر استدامة وصديقة للبيئة. تعد الطاقة الشمسية واحدة من أهم هذه المصادر الواعدة نظرًا لوفرةها وتأثيرها المنخفض على البيئة مقارنة بالمصادر التقليدية مثل الوقود الأحفوري. إلا أن تحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى كهرباء يواجه عدة تحديات تقنية واقتصادية تحتاج إلى معالجة لتحقيق الاستخدام الفعال لهذه الطاقات المتجددة.

التحدي الأول: كفاءة الخلايا الكهروضوئية

الخلايا الكهروضوئية هي الأساس لتصميم الألواح الشمسية التي تقوم بتحويل الضوء الشمسي إلى طاقة كهربائية. حاليًا، أفضل الخلايا لديها كفاءة لا تتجاوز حوالي 22%، مما يعني أن الكثير من الطاقة الشمسية يتم فقدانها أو تبددها أثناء العملية. البحث العلمي يسعى جاهدًا لتطوير مواد جديدة وأساليب تصنيعية يمكنها زيادة هذه الكفاءة. أحد الحلول المقترحة هو استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع خلايا شمسية ذات بنى متداخلة تعزز امتصاص الضوء وتحسن نقل الشحنات الكهربائية.

التحدي الثاني: تخزين الطاقة

إحدى أكبر العقبات أمام اعتماد واسع النطاق للطاقة الشمسية هي مشكلة عدم انتظام الإنتاج بسبب تغير الظروف الجوية والوقت اليومي. يتطلب الأمر نظام فعال لتخزين الطاقة تمكننا من حفظ فائض الكهرباء المنتجة خلال النهار واسترجاعها عند الحاجة ليلاً أو أيام قليلة غائمة. تعتبر بطاريات الليثيوم أيون حاليًا الأكثر شيوعًا لهذا الغرض لكن توفر المواد الخام والمخاوف بشأن دورات الحياة القصيرة وطرق التخلص الآمنة تشكل تحديات كبيرة. هناك اتجاه جديد يستكشف حلولاً مبتكرة مثل البطاريات القائمة على الهيدروجين والبلاستيك الحيوي الذي يمكن إعادة تدويره بسهولة بعد نهاية عمر البطاريات.

التحدي الثالث: تكلفة النظام

على الرغم من انخفاض سعر إنتاج ألواح الطاقة الشمسية بمرور الوقت، فإن تركيبها والنفقات المرتبطة بها قد تبقى عالية بالنسبة للمستهلك العادي. يشمل ذلك نفقات التركيب والصيانة وتكاليف الترقية المستقبلية بالنظر للتطور السريع للتكنولوجيا الشمسية الجديدة. تقدم بعض الحكومات حوافز ضريبية وعروض دعم لشراء الأنظمة الشمسية المنزلية بهدف تشجيع الانتشار ولكن هذا ليس مطبق عالمياً حتى الآن. وقد يتم النظر أيضًا في نماذج ملكية مختلفة حيث تقوم الشركات الخاصة ببناء وإدارة محطات توليد الطاقة الشمسية مقابل رسوم ثابتة لكل كيلوواط ساعة منتَجة مما يخفض المخاطر المالية الأولية للمقيمين ولكنه أيضا يؤثر على سيادة المواطنين حول مواردهم المحلية.

هذه مجرد أمثلة لإشكالات تواجه تطبيق طاقة فعالة مستندة إلى الطاقة الشمسية وهي بحاجة لمواصلة جهود البحث والتطوير بالإضافة لدعم سياساتي وشراكات بين القطاعات المختلفة لتوفير هياكل تعمل بكفاءة وقابلية للاستمرار اقتصاديا واجتماعيا وعلى المدى الطويل. ومن المؤكد أنه كلما زادت معرفتنا بهذه المعوقات وزاد تطوير تكنولوجيات خالية من الانبعاثات، سنتمكن من تحقيق انتقال عادل ومتوازن لسلسلة تزويد العالم بالكهرباء وبالتالي خلق بيئة أكثر نظافة ومستدامة للأجيال المقبلة.