• صاحب المنشور: نادين بن الماحي
  
  ملخص النقاش:
  تعتبر طاقة الشمس مصدرًا غير محدود ومستدام للطاقة، مما يجعلها خياراً جذاباً لمواجهة تحديات تغير المناخ وتأمين الاستقرار الطاقي. ولكن تحويل هذه الطاقة الحرارية مباشرة إلى كهرباء يشكل تحدياً كبيراً بسبب الطبيعة المتقطعة للشمس وقلة الكفاءة التقنية الحالية لأنظمة التحويل. هذا المقال سيستكشف الفرص والتحديات المرتبطة بتكنولوجيا تحويل الطاقة الشمسية إلى الكهرباء، مستعرضا نظرة متعمقة على التقنيات الحديثة وآفاق تطويرها في المستقبل.

الفوائد المحتملة لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء بشكل مباشر

1. زيادة الكفاءة: يمكن لتقنيات التحويل المباشر أن تحقق كفاءة أعلى مقارنة بالأساليب التقليدية المعتمدة على الخلايا الكهروضوئية التي تتطلب تخزين حرارتها ثم تحويلها لاحقا عبر البخار.

على سبيل المثال، نظام "فنار" الذي طورته جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في السعودية يستخدم مواد نانوية خاصة لامتصاص ضوء الشمس وتحويله مباشرة إلى تيارات كهربائية.

1. توفير المساحة: تقليل الحاجة للمساحات الواسعة للتجمعات الشموسية العادية يؤدي لانخفاض تكلفة المشاريع والاستثمار العقاري. وهذا مهم خصوصا للمدن ذات الأراضي المحدودة كما هو الحال في المنطقة العربية حيث يسعى الكثير لإيجاد حلول مبتكرة لاستغلال مساحة أقل بأقصى قدر ممكن من الإنتاجية.

1. الاستخدام الحراري أيضا: تعتبر تلك المواقع مناسبة أيضًا للاستفادة من الحرارة الزائدة في تشغيل محطات توليد أخرى أو حتى التدفئة المنزلية والصناعية خلال الليل عندما تنخفض قيمة الضوء الشمسي.

التحديات الرئيسية أمام انتشار هذه التقنيات حاليًا

* تأثير الظروف الجوية: يتأثر أداء المحولات الدقيقة بطريقة مختلفة بناءً على شدة وهطول الأمطار والغيوم وغيرها مما قد ينتج عنه انخفاض ملحوظ في إنتاجيتها أثناء فترات معينة من العام.

للتغلّب عليها بإمكان استخدام الذكاء الصناعي للتحكم بنشاط النظام وفق حالة الوقاع الخارجي واستخدام عناصر مرنة قادرة على مواصلة عملها تحت ظروف جوية مختلفة بدون تأثير كبير على مستوى أدائها العام.

* الكلف الأولي المرتفع نسبيا: رغم تقدم البحث العلمي نحو خلق أجهزة أكثر كفاءة واقتصادا إلا أنها تبقى باهظة الثمن بعض الشيء بالمقارنة بفروع المعرفة الأخرى مثل الطاقة الريحية والكهروضوئية التقليدية والتي نمت بسرعة منذ عقد مضى مدعومة بمعدلات استثمارات عالية ومتنوعة المصدر. لذلك فإن زيادة فرص دعم الابتكار والحوافز الحكومية أمر ضروري لدعم توسيع رقعة تطبيق تكنولوجيات جديدة كالذكرت هنا سواء كان ذلك من خلال تقديم منح مالية أو خصومات جبائية للأبحاث الناجحة بهذا المجال.

آفاق المستقبل وأبرز الاتجاهات الجديدة :

مع مواصلة تسارع العمل القائم حول العالم فيما يتعلق بالتوجه الأخضر فقد أصبح لزامًا تعزيز البحوث والمعارف حول وسائل حديثة تلعب دور فعال ضمن منظومة ادارة موارد