• صاحب المنشور: راغب الدين بن بركة
  
  ملخص النقاش:
  في السنوات الأخيرة، أصبح تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية حلاً جديراً بالملاحظة لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء مع تقليل الانبعاثات الكربونية. هذه العملية تعتمد أساساً على الخلايا الكهروضوئية، وهي الأجهزة التي تتحول الضوء الشمسي مباشرة إلى طاقة كهربائية. رغم الفوائد البيئية والاقتصادية العديدة لهذه العملية، إلا أنها تواجه العديد من التحديات التقنية التي تحتاج إلى حلول مبتكرة.

التحدي الأول: كفاءة الخلايا الشمسية

الكفاءة هي أحد أهم العوامل المؤثرة في فعالية استخدام الطاقة الشمسية. حتى الآن، أعلى كفاءة تم تحقيقها عند مستوى حوالي 23% باستخدام خلايا بيركيه المتعددة الطبقات. ولكن هناك حاجة متزايدة لزيادة هذا الرقم لتحقيق عائد استثماري أفضل وتخفيض التكاليف المرتبطة بالألواح الشمسية الأكبر حجماً أو ذات القدرة الأعلى. الباحثون يعملون حالياً على تطوير مواد جديدة وخوارزميات ذكية للتحكم بكيفية امتصاص الضوء وتحويله للطاقة.

التحدي الثاني: تخزين الطاقة

إحدى أكبر العقبات أمام انتشار واسع النطاق لاستخدام الطاقة الشمسية هو مشكلة الاستمرارية. عندما يتوقف أشعة الشمس عن الظهور - سواء بسبب الليل أو الغطاء السحابي - فقد تختفي مصدر الطاقة الرئيسي أيضاً. الحل الأكثر شيوعا لهذا المشكل هو استخدام بطاريات لتخزين الزائدة من الطاقة خلال النهار واستخدامها لاحقاً. لكن تكلفة تصنيع وتشغيل هذه البطاريات تبقى تحديا رئيسيا. البحث مستمر في مجال تطوير خيارات أكثر فعالية وكفاءة مثل البطاريات الهجينة والمواد المستدامة للتخزين الحراري.

التحدي الثالث: الشبكات الذكية وتكامل النظام

لتفعيل كامل لإمكانات الطاقة الشمسية الذاتية الإنتاج، فإن دمجها بسلاسة ضمن شبكات الطاقة الحالية يعد أمرا ضروريا. هنا يأتي دور "الشبكة الذكية"، حيث يمكن التحكم والتوجيه للأجزاء المختلفة للنظام بناءً على البيانات في الوقت الحقيقي حول إنتاج الطاقة الطلب عليها والاستهلاك المحلي والعوامل الأخرى. بالإضافة لذلك، يجب أيضا النظر في التأثير المحتمل للانقطاعات المفاجئة في تغذية الشبكة الرئيسية نتيجة زيادة اعتمادنا على الطاقة المتجددة غير الموثوق بها دائما بالطريقة نفسها كما تتوقع الشبكة التقليدية الوقود الأحفوري.

رغم وجود عدة عقبات كبيرة ، فإن تقدم العلم والتكنولوجيا يدعم اعتقاد الكثيرين بأننا نسير نحو عصر جديد يعتمد فيه البشر بشكل كبير على شمسنا كمصدر موثوق ومستدام للطاقة .