مع استمرار تزايد الطلب العالمي على الطاقة المتجددة، تبرز الطاقة الشمسية العائمة (المعروفة أيضًا باسم الخلايا الكهروضوئية العائمة أو FPV) كأحد أكثر الحلول ابتكارًا في قطاع الطاقة الشمسية. من خلال تركيب وحدات كهروضوئية على منصات عائمة فوق أسطح المياه، لا تُنتج أنظمة الخلايا الكهروضوئية العائمة طاقة نظيفة فحسب، بل تُحسّن أيضًا من كفاءة استخدام موارد المياه غير المُستغلة. دعونا نلقي نظرة فاحصة على أنواع... أنظمة الطاقة الشمسية العائمة وسيناريوهات التطبيق النموذجية الخاصة بهم.

1. أنواع أنظمة الطاقة الشمسية العائمة

(1) نظام الطاقة الشمسية العائم النقي

هذا هو الشكل الأكثر شيوعًا لـ FPV، حيث الألواح الشمسية يتم تثبيتها على هياكل عائمة مباشرة على سطح الماء.

المزايا: هيكل بسيط، فعّال من حيث التكلفة، تركيب سريع.

القيود: مرونة محدودة في ظروف الطقس القاسية أو الأمواج الكبيرة.

التطبيقات: مشاريع صغيرة إلى متوسطة الحجم على الخزانات الهادئة أو البرك أو البحيرات.

(2) نظام الطاقة الشمسية العائم المثبت

في هذه الأنظمة، يتم تثبيت أو تثبيت المصفوفات العائمة على قاع الماء لضمان الاستقرار.

المزايا: مقاومة متزايدة للرياح والتيارات والأمواج؛ وأكثر أمانًا في التشغيل على المدى الطويل.

القيود: تكلفة تركيب أعلى بسبب أنظمة التثبيت.

التطبيقات: الخزانات الكبيرة، وسدود الطاقة الكهرومائية، أو المناطق الساحلية ذات حركة المياه المعتدلة.

(3) نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية العائمة الهجينة

تجمع الأنظمة الهجينة بين الطاقة الشمسية العائمة وتقنيات أخرى مثل الطاقة الكهرومائية، أو مصائد الأسماك، أو التخزين.

المزايا: كفاءة أعلى في استخدام الأراضي ومصادر دخل متعددة.

أمثلة: FPV على سدود الطاقة الكهرومائية (مشاركة خطوط النقل)، تربية الأسماك تحت مجموعات الطاقة الشمسية، أو الطاقة الشمسية العائمة بالإضافة إلى تخزين البطاريات.

2. سيناريوهات التطبيق

الخزانات والسدود الكهرومائية

يُعدّ استخدام الطاقة الشمسية العائمة على الخزانات ومحطات الطاقة الكهرومائية أحد أكثر التطبيقات الواعدة. فهو يُقلّل من تبخر المياه، ويستخدم وصلات الشبكة الحالية، ويُحسّن كفاءة الطاقة الإجمالية من خلال دعم توليد الطاقة الكهرومائية.

البرك الصناعية والزراعية

يمكن أن توفر أنظمة FPV في برك الري أو برك معالجة المياه أو مزارع تربية الأحياء المائية فوائد مزدوجة - توليد الطاقة النظيفة وتقليل التقلبات في درجات حرارة المياه، مما قد يفيد تربية الأسماك.

المسطحات المائية الحضرية

يمكن تركيب أنظمة الطاقة الشمسية العائمة على البحيرات، أو بحيرات المحاجر، أو حتى برك الاحتجاز القريبة من المدن. توفر هذه المشاريع كهرباء متجددة للمجتمعات المحلية دون التنافس على موارد الأرض القيّمة.

المناطق الساحلية والبحرية (الناشئة)

رغم أنها لا تزال في مراحلها الأولى، إلا أن الطاقة الشمسية العائمة البحرية تتمتع بإمكانيات هائلة. فمن خلال دمجها مع مزارع الرياح البحرية، يمكن للطاقة الشمسية العائمة أن تتشارك البنية التحتية وتُنشئ مراكز للطاقة المتجددة الهجينة.

3. فوائد الطاقة الشمسية العائمة

الاستخدام الفعال للأراضي: لا حاجة لشغل الأراضي الزراعية أو الأراضي الحضرية.

تحسين الكفاءة: يعمل تأثير تبريد المياه على زيادة كفاءة الوحدة الشمسية بنسبة 5-15%.

التأثير البيئي: يقلل من نمو الطحالب والتبخر في المسطحات المائية.

إمكانية التوسع: مناسبة لكل من المشاريع المجتمعية الصغيرة ومحطات المرافق واسعة النطاق.

4. الخاتمة

لم تعد الطاقة الشمسية العائمة مجرد تقنية متخصصة، بل أصبحت جزءًا حيويًا من مزيج الطاقة المتجددة العالمي. من الخزانات والسدود إلى المياه البحرية، تفتح تقنية الخلايا الشمسية العائمة آفاقًا جديدة لنشر الطاقة الشمسية مع معالجة قيود الأراضي. مع تطور التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، ستلعب الطاقة الشمسية العائمة دورًا رئيسيًا في تحقيق مستقبل مستدام ومنخفض الكربون.