الطاقة الشمسية الكهروضوئية قد تحتاج إلى 1.5% من مساحة الأراضي عالميًا
تاريخ النشر: 20th, October 2024 GMT
مقالات مشابهة 
ما سعر الجنيه السوداني مقابل الجنيه المصري اليوم الأحد 20 أكتوبر 2024؟
40 دقيقة مضت
45 دقيقة مضت
ساعة واحدة مضت
ساعة واحدة مضت
. مصدر لتغذية المنازل والمصانع بالكهرباء
ساعة واحدة مضت
ساعتين مضت
اقرأ في هذا المقال
الطاقة الشمسية الكهروضوئية تُعد مصدرًا متزايد الأهمية للطاقة النظيفةالطاقة الشمسية الكهروضوئية تمثّل 3.6% من إنتاج الكهرباء العالميبعض استعمالات الأراضي مثل أنظمة الطاقة الكهروضوئية الزراعية تُعد متعددة الوظائفنشر أنظمة الطاقة الكهروضوئية على نطاق واسع ضروري لتلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقةتسجل متطلبات نشر الطاقة الشمسية الكهروضوئية التقليدية ارتفاعًا متواصلًا، وقد تحتاج إلى ما بين 0.5 و1.2% من مساحة الأراضي العالمية لتلبية الاحتياجات المتوقعة بحلول عام 2085 دون مراعاة تأثيرات تغير المناخ.
وعلى الرغم من أن المحللين يرجحون أن تؤدي التغيرات المستقبلية في السطوع الشمسي وارتفاع درجات الحرارة إلى تقليل إمكانات الطاقة الشمسية، فإن تقدم التقنيات يمكن أن يحد من هذه التأثيرات، وفقًا لتقرير اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
وبالنظر إلى التأثيرات المناخية، تزداد هذه المتطلبات إلى 0.7- 1.5% من مساحة الأراضي العالمية، حسب تقرير نشرته مؤخرّا مجلة نيتشر (Nature).
ويمكن لاستعمال تقنيات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتقدمة أن يقلل هذه المساحة إلى 0.3-1.2%، ما يخفّف بشكل من تأثيرات المناخ.
وتتفاوت تأثيرات تغير المناخ على المستوى الإقليمي بصورة كبيرة، ما يؤدي إلى انخفاض إمكانات الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنسبة تصل إلى 3% في أميركا اللاتينية ومنطقة البحر الكاريبي، وبنسبة تصل إلى 8% في جنوب آسيا.
وتشير نتائج دراسة مجلة نيتشر (Nature) إلى أن الزيادات التي تقودها التكنولوجيا في إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمية في المستقبل يمكن أن تعوّض أكثر من الانخفاضات المرتبطة بالمناخ.
دور الطاقة الشمسية الكهروضوئيةتُعد الطاقة الشمسية الكهروضوئية مصدرًا متزايد الأهمية للطاقة النظيفة، وهي حاليًا ثالث أكبر مصدر للطاقة المتجددة بعد الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح، إذ تمثّل 3.6% من إنتاج الكهرباء العالمي.
وقد نما إنتاج الطاقة الكهروضوئية بنسبة 22% (179 تيراواط/ساعة) في عام 2020-2021، وسيزداد معدل النمو السنوي المتوسط بنسبة 25% بين عامي 2022 و2030 متسقًا مع سيناريوهات الحياد الكربوني بحلول عام 2050.
لذلك، قلّلت التوقعات السابقة من معدل نشر الطاقة الكهروضوئية، وقد يكون التسارع المطلوب في النمو المستقبلي ممكنًا، حسبما رصدته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
من ناحية ثانية، فإن العامل الذي تجب مراعاته هو مقدار مساحة الأرض المطلوبة لتلبية الطلب العالمي على الطاقة في ظل مستقبل اجتماعي واقتصادي مختلف وتغير المناخ، والمدى الذي ستؤدي به التحسينات في تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية إلى زيادة إنتاج الطاقة الكهروضوئية.
ويُعد هذا الجانب مهمًا، لأن التغيرات المستقبلية في السطوع الشمسي وارتفاع درجات الحرارة الناجمة عن تغير المناخ من المرجح أن تقلل من إمكانات الطاقة الكهروضوئية العالمية.
يرجح المحللون أن تظل القدرة الكهروضوئية المركّبة، حاليًا، في مكانها لمدة 20 إلى 30 عامًا مقبلة، إلّا أن المعدل الذي يتم به تطوير ونشر تقنيات الطاقة الكهروضوئية الأكثر كفاءة التي من شأنها تعويض آثار تغير المناخ يّعد غير مؤكد.
وتشير الأبحاث السابقة حول تأثيرات تغير المناخ باستعمال التوقعات من نماذج الدوران العامة (GCMs) إلى تأثيرات متفاوتة على أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
على سبيل المثال، تنخفض إمكانات الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمية بنسبة تصل إلى 0.4% للطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق، وتزداد إمكانات الطاقة الكهروضوئية على أسطح المنازل بنسبة 2% بحلول عام 2100، حسب مجلة نيتشر (Nature).
في المقابل، تتراوح التغييرات المحلية في إمكانات الطاقة الكهروضوئية لمنشآت الطاقة الكهروضوئية الحالية في ظل سيناريوهات تغير المناخ من ناقص 19% إلى زائد 16%.
وتوقعت الدراسات التي تستعمل نماذج المناخ الإقليمية (RCMs) انخفاض إمكانات الطاقة الكهروضوئية بنسبة تصل إلى 20% في جنوب آسيا وأميركا اللاتينية و34% في السويد.
رغم ذلك، لم يتم استكشاف التحسينات المضادة في التكنولوجيا بشكل متسق عبر المناطق أو تقنيات الطاقة الكهروضوئية أو سيناريوهات تغير المناخ.
وقد أشارت التحليلات السابقة إلى أن نطاق نشر الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق واسع محدود بسبب المنافسة مع استعمالات الأراضي الأخرى.
جدير بالذكر أن بعض استعمالات الأراضي تُعد متعددة الوظائف، مثل أنظمة الطاقة الكهروضوئية الزراعية، وتُعد المراعي عمومًا مناسبة تمامًا لأنظمة الطاقة الكهروضوئية الزراعية التي يتم فيها وضع الألواح الشمسية فوق قطعان الماشية في أثناء الرعي.
وتنتج مثل هذه الأنظمة الكهرباء والغذاء، كما أنها تستفيد من تظليل الحيوانات في أثناء الرعي بالإضافة إلى العشب.
وتشمل الاستعمالات الأخرى للأراضي التي تتمتع بإمكان نشر الطاقة الشمسية الكهروضوئية متعددة الوظائف الطرق السريعة ومواقف السيارات وقنوات الري التي يتم فيها تظليل الألواح الكهروضوئية، وأسطح المباني في المدن.
وفي ظل التحسينات التكنولوجية، يمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل متطلبات الأراضي للطاقة الكهروضوئية بصورة كبيرة.
وحلّلت بعض الدراسات تأثيرات تغير المناخ على الإمكانات العالمية للطاقة الكهروضوئية في سيناريوهات محددة لتغير المناخ والتقدم في تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية دون مراعاة تأثير هذين العاملين في متطلبات الأراضي العالمية لمنشآت الطاقة الكهروضوئية.
مساحة الأراضي المطلوبة للطاقة الكهروضوئيةتعتمد مساحة الأراضي المطلوبة للطاقة الكهروضوئية لتلبية الطلب العالمي المحتمل على الطاقة بصفة كبيرة، من بين عوامل أخرى، على التكنولوجيا المستعملة.
وتتطلّب تكنولوجيا ألواح الطاقة الكهروضوئية التقليدية المصنوعة من السيليكون نحو 0.5- 1.2% من مساحة الأرض العالمية، لتلبية الطلب المتوقع على الطاقة في سيناريوهات المسارات الاجتماعية والاقتصادية المشتركة المختلفة، إذا وُضعت لتعظيم توليد الكهرباء.
وستتطلّب مناطق العالم المختلفة نسبًا متفاوتة من الأرض لتلبية متطلبات الطاقة في سيناريوهات المسارات الاجتماعية والاقتصادية المشتركة المختلفة، إذ تتطلب شرق آسيا والمحيط الهادئ والشرق الأوسط وشمال أفريقيا أكبر مساحة أرضية.
وفي حال استبدال تكنولوجيات الطاقة الكهروضوئية الأكثر كفاءة مثل البيروفسكايت والخلايا متعددة الوصلات بتكنولوجيا السيليكون التقليدية، فلن تكون هناك حاجة إلى مساحة أرضية أقل بكثير لتلبية الطلب العالمي على الكهرباء.
على غرار حالة السيليكون التقليدية، تختلف هذه المتطلبات إقليميًا عبر سيناريوهات المسارات الاجتماعية والاقتصادية المشتركة.
من جهة أخرى، تختلف المتطلبات وفقًا لمعالجة المتغيرات الخاصة بالموقع مثل نسبة تغطية الأراضي، مع تطبيق قيمة قياسية لذلك، وسيكون متطلب الأراضي هو: السيليكون التقليدي (1.0-2.4%)، والبيروفسكايت (0.8-1.8%)، والألواح متعددة الوصلات (0.5-1.1%).
وهذا، بدوره، يجعل إجمالي متطلبات مساحة الأرض الكهروضوئية اللازمة لتلبية متطلبات الطاقة المستقبلية يعادل المنطقة الحضرية العالمية الحالية.
يُعد نشر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق واسع أمرًا ضروريًا لتلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة والحد من الانبعاثات التي تُسهم في تغير المناخ.
لذلك، يجب أن يراعي هذا النشر التأثيرات المناخية المستقبلية في إمكانات الطاقة الكهروضوئية وكذلك المنافسة على الأراضي نفسها.
ويمكن الحد من بعض هذه التأثيرات من خلال نشر الطاقة الكهروضوئية إلى جانب استعمال الأراضي متعدد الوظائف، مثل الزراعة الكهروضوئية، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من التحقيق في هذه القضايا.
في جميع الأحوال، من المرجح أن تكون التقنيات الجديدة أكثر كفاءة، إذ تنتج مزيدًا من الكهرباء مع استعمال مساحة أقل من الأراضي مقارنة بالتقنيات التقليدية.
ومن خلال دمج تقنيات الطاقة الكهروضوئية الجديدة والتخطيط الدقيق لتنفيذها، يبدو من الممكن خلق مستقبل مستدام للطاقة يعالج جميع الاحتياجات البيئية ومتطلبات الطاقة.
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
إقرأ أيضاً:
انقطاع الإنترنت لأسابيع| الشمس تطلق دفعات هائلة من الطاقة نحو الأرض
قدمت مذيعة “صدى البلد”، إيمان عبد اللطيف، تغطية جديدة حول فوضى فضائية، حيث تصبح الشمس كرة فوضوية تطلق دفعات هائلة من الطاقة نحو الأرض - وهي فترة تُعرف باسم "الحد الأقصى للطاقة الشمسية".
شاهد الفيديو:وانفجارات الطاقة هذه هي المسئولة عن عروض Northern Light المذهلة التي تعرضنا لها في الأشهر الأخيرة، ومع ذلك يمكنها أيضًا تعطيل الإنترنت والأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تدور حول الأرض - مع انقطاع التيار الكهربائي لأسابيع.
ولسوء الحظ، أكد العلماء أن الحد الأقصى للطاقة الشمسية وصل رسميًا، ويمكن أن يستمر خلال الأشهر الـ 12 المقبلة، لذلك في حين أن فرص رؤية الشفق القطبي سوف تتزايد، فإن فرصة انقطاع الإنترنت العالمي ستزداد أيضًا.
وفي مؤتمر عبر الهاتف، أكدت وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ولوحة التنبؤ بالدورة الشمسية أن الشمس قد وصلت إلى فترة الذروة الشمسية، والتي يمكن أن تستمر للعام المقبل.
وقال جيمي فافورز، مدير برنامج الطقس الفضائي التابع لناسا: "خلال الحد الأقصى للطاقة الشمسية، يزداد عدد البقع الشمسية، وبالتالي كمية النشاط الشمسي".
“توفر هذه الزيادة في النشاط فرصة مثيرة للتعرف على أقرب نجم لنا، ولكنها تسبب أيضًا تأثيرات حقيقية على الأرض وفي جميع أنحاء نظامنا الشمسي”.
ومع ذلك، لا يزال من غير المعروف متى بالضبط خلال هذا النشاط الشمسي الأقصى سوف تصل الشمس إلى ذروتها.
وأضاف السيد طلعت، مدير عمليات الطقس الفضائي في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA): "بينما وصلت الشمس إلى فترة الذروة الشمسية، لن يتم تحديد الشهر الذي يبلغ فيه النشاط الشمسي ذروته على الشمس لأشهر أو سنوات".
لا يقتصر الأمر على الضوء والدفء الأساسيين اللذين تستقبلهما الأرض من الشمس، التي تبعد في المتوسط 93 مليون ميل.
نجمنا عبارة عن كرة ضخمة من الغاز الساخن المشحون كهربائيًا، والتي تتحرك، مما يولد مجالًا مغناطيسيًا قويًا، يُعرف رسميًا باسم المجال ثنائي القطب.
ويمر هذا المجال ثنائي القطب الذي يمتد من أحد قطبي الشمس إلى القطب الآخر بشكل يشبه إلى حد كبير حقل الأرض بدورة تسمى الدورة الشمسية.
كل 11 عامًا تقريبًا أو نحو ذلك، ينقلب المجال المغناطيسي للشمس تمامًا، مما يعني أن القطبين الشمالي والجنوبي يتبادلان أماكنهما.
في بداية الدورة الشمسية (بعد الانقلاب مباشرة)، يحتوي سطح الشمس على أقل عدد من البقع السوداء على سطحها، والمعروفة باسم "البقع الشمسية".
منتصف الدورة الشمسية هو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، عندما يكون لدى الشمس أكبر عدد من البقع الشمسية، وخلال هذا الحد الأقصى للطاقة الشمسية، من المتوقع حدوث أعنف طقس فضائي، والمعروف باسم العواصف الشمسية، ولحسن الحظ، العواصف الشمسية ليست خطرة على البشر.
شاهد الفيديو:
ضبط مخدرات بقيمة مليون جنيه في حملات أمنية مكبرة