بلدة أمريكية صغيرة تغدو قدوةً في مزارع الطاقة الشمسية العائمة

بلدة أمريكية صغيرة تغدو قدوةً في مزارع الطاقة الشمسية العائمة

1 دقيقة قراءة
جرّاء الاستخدام الحصري للأراضي، وتوزيع الطاقة، والتشتت الحراري، أدركت بلديّة كوهوز، البلدة الصغيرة التابعة لمدينة ألباني في ولاية نيويورك، أن موارد الطاقة الشمسية التقليدية فيها ستصل إلى طريق مسدود، ووجدت أن المزارع الشمسية العائمة قادرةٌ على حلّ العديد من المشكلات، فباشرت مشروعاً تجريبياً مبتكراً أطلق حراكاً وطنياً على مستوى الولايات المتحدة كلّها.
شارك هذا المحتوى

أضف إلى المفضلة ♡ 0

جرّاء الاستخدام الحصري للأراضي، وتوزيع الطاقة، والتشتت الحراري، أدركت بلديّة كوهوز، البلدة الصغيرة التابعة لمدينة ألباني في ولاية نيويورك، أن موارد الطاقة الشمسية التقليدية فيها ستصل إلى طريق مسدود، ووجدت أن المزارع الشمسية العائمة قادرةٌ على حلّ العديد من المشكلات، فباشرت مشروعاً تجريبياً مبتكراً أطلق حراكاً وطنياً على مستوى الولايات المتحدة كلّها.

فمع اقتراب نضوب الوقود الأحفوري في عدد كبير من الدول، وتفاقم الهموم البيئية، يتوجّه العالم أكثر فأكثر إلى مصادر الطاقة البديلة. وإذ تبدو الطاقة الشمسية مصدراً رئيسياً تعوّل عليه البشرية كثيراً، بوصفها المصدر الأرخص للكهرباء المتجددة، إلا أن محطاتها أقل كثافةً للطاقة، أي أنّ كمية الطاقة المنتجة فيها أقلّ لكل وحدة حجم، وهي أكثر تطلّباً للمساحات الأرضية إذا ما قورنت بالوقود الأحفوري على سبيل المثال. فإنتاج قدرة كهربائية مقدارها واط واحد مثلاً في المزارع الشمسية التقليدية، يتطلب حيزاً من المساحة أكبر مما يتطلبه إنتاج هذا الواط من الوقود الأحفوري، كما أن الغاز الطبيعي أكثر كثافة من الطاقة الشمسية بحوالي 80 مرة.

انطلاقاً من هذه المفارقة، ومن حقيقة أنّ ثلثي سطح كوكبنا مغطى بالمياه، بدأ التوجّه عالمياً إلى استخدام الألواح الشمسية العائمة، أو الخلايا الكهروضوئية العائمة FPV، التي يجري تركيبها على هياكل تطفو على أجسام مائية، كالبحيرات، أو الأنهار، أو البرك الشاطئية، أو الخزانات، أو السدود، أو حتى مياه البحر البعيدة عن الشاطئ. وفي الولايات المتحدة تحديداً، أصبحت مشاريع الطاقة الشمسية العائمة وبشكل متزايد خياراً شائعاً، استخدمه الجيش الأمريكي بكثافة حين نشر مزرعة كبرى من ألواح الطاقة الشمسية العائمة في ولاية كارولينا الشمالية، أكبر قاعدة عسكرية محلية في البلاد. ومع ذلك، فإنّ هذا الخيار لم يستقطب بعد انتباه القطاعات المدنيّة في الولايات المتحدة، إذ لم تشكّل "الخلايا الكهروضوئية العائمة" سوى 2% من منشآت الطاقة الشمسية المحلية فيها.

لكنّ الاستخدام الواسع للمساحات الأرضية يعني الكثير من السلبيّات بالنسبة لبلدة كوهوز الأمريكية الصغيرة، بمساحتها الإجمالية التي تقل عن 11 كيلومتر مربع. فهذه البلدة التي يبلغ عدد سكانها 18 ألف نسمة، معظمهم من العمّال، تستعين بالطاقة الشمسية من خلال ألواح وخلايا كهروضوئية تقليدية تنتشر على أراضي البلدة المحدودة، الأمر الذي لا يروق بالطبع للأهالي الذين يرون في مصفوفات الألواح الشمسية آفةً تقضم أراضيهم الصالحة للزراعة، وتسيء إلى جمالها الطبيعي، فضلاً عن أنها تسبب انخفاضاً في أسعار منازلهم.

لذا كان منطقياً من البلديّة هناك أن تفكّر بالألواح العائمة، القادرة على حل العديد من مشكلات الطاقة الشمسية التقليدية، مثل الاستخدام الحصري للأراضي، وتوزيع الطاقة، والتشتت الحراري، فضلاً عن إمكانية التنظيم الهيدرولوجي في القنوات والخزانات والمسطحات المائية الطبيعية المهددة بالخطر. فدرست جدوى تركيب مزرعة شمسية عائمة على خزان المياه التابع لها، استناداً إلى تقرير فنّي نشره مختبر NREL الوطني للطاقة المتجددة.

لم يسبق  لأي مدينة أمريكية أخرى تنفيذ مشروع مماثل، إلا أنّ كوهوز كانت واثقة من جدوى مشروعها الرامي إلى توليد 3.2 ميغاواط للتيار المستمر، الذي سيكّلف 5.9 مليون دولار. وسعياً للحصول على التمويل، أوضحت حكومة المدينة أنّ حصولها على منحة لتطوير منشأة الطاقة الشمسية العائمة، بدلاً من تقديم الإعفاءات الضريبية لأصحاب الأراضي التي ستستخدم للمزارع الشمسية الأرضية، والتي يمكن استخدامها للتشييد والبناء، من شأنه أن يحفزها على الاستثمار في البنية التحتية لطاقتها الخاصة بطريقة مستدامة.

المشروع المتوقع إطلاقه في 2024/2025، اكتسبت فكرته بشقيها التقني والمالي الكثير من الجاذبية، وسرعان ما أثار على مستوى البلاد كلها حراكاً يرمي إلى إدخال تشريعات للدعم الفيدرالي للبحث وإطلاق مصفوفات الطاقة الشمسية العائمة على 24 ألف خزان مياه مكشوف تتوزّع في أرجاء الولايات المتحدة، بما يمهّد الطريق للبلديات الأخرى لأن تحذو حذو كوهوز.

سينتج المشروع في سنته الأولى أكثر من 4 ملايين كيلواط ساعي. وسيقام في محطة تنقية مياه المدينة، وهي موقع مؤمن بمساحة 14 فداناً، فيها خزان مياه مساحته 10 أفدنة. وهي مساحة أكثر من كافية. فقد بيّنت الدراسات أنّ 60% من سعة خزان كوهوز ستكفي لتوليد 100% من احتياجات الطاقة في منشآت البلدية، ما يتيح المجال لاستخدام 40% من هذه السعة لمعالجة القضايا البيئية المرتبطة بالعدالة الاقتصادية داخل مجتمع المدينة.

معلوماتٌ تجعل الحماسة تدبّ لدى المسؤولين. لكنّ الطاقة الشمسية العائمة لا تأتي من دون عيوب. فالمحطات التي تهدف لأن تدوم ما بين 25 و30 عاماً، قد يتسبب تآكل المعدات في تخفيض متانتها، الأمر الذي يتطلب مزيداً من الصيانة، خاصة في المياه ذات مستويات الملح العالية. كما أنّ تحدي رأس المال الأساسي لا يستهان به، إذ عادة ما تكون التكاليف الأولية للطاقة الشمسية العائمة أغلى من نظيراتها الأرضية بنسبة تتراوح ما بين 10% و15% مقارنة بالخلايا الكهروضوئية الأرضية، نظراً لأنّ هياكلها مركّبة على نوع من الطوافات المربوطة بقاع المسطح المائي. هذا فضلاً عن أنّها ستعاني من مشكلات التقطع التي تعاني منها المنشآت الأرضية؛ فالطاقة ستتوفر فقط عندما يكون الطقس مشمساً، والضغط على شبكة الطاقة سيكون متبايناً.

بيد أنّ الطاقة الشمسية العائمة قد تكون أوفر على الأمد الطويل من نظيراتها الأرضية، وأكثر فائدة اقتصادياً بمرور الوقت، كما أن للخلايا الكهروضوئية العائمة فوائد فريدة، حيث تختصر الحاجة إلى توافر مساحات أرضية شاسعة. وبحسب بعض الدراسات، فهي تحت ظروف معينة تنتج مقداراً من الطاقة يفوق ما تنتجه الألواح الشمسية التقليدية حين تتعرض للقدر نفسه من أشعة الشمس.

المراجع:

https://www.theverge.com/2022/6/14/23167441/us-army-floating-solar-power-plant-floatovoltaics
https://www.ci.cohoes.ny.us/523/Building-Floating-Solar-in-Cohoes
https://www.timesunion.com/news/article/Cohoes-floating-solar-array-plan-inspires-federal-17627636.php
https://www.nrel.gov/news/program/2022/small-city-sets-example-for-floating-solar-empowered-by-nrel-data-set.html
https://www.ifc.org/wps/wcm/connect/6ef92aa8-bf29-4c43-8edc-a0f7555e6a5d/IFC-EnergyNotes-FloatingSolar_WEB.pdf?MOD=AJPERES&CVID=n8KDCtS#:~:text=Floating%20systems%20present%20specific%20challenges,as%20high%20winds%20and%20waves

اشترك في منصة ابتكر لتبقَ على اطلاع على أحدث المبادرات والمساقات والأدوات والابتكارات الحكومية
قم بالتسجيل
أشترك في القائمة البريدية لمنصة ابتكر | كل أسبوع
القائمة البريدية للمبتكرين
نشارك أكثر من 20,000 مبتكر أسبوعياً نشرة أخبارية ترصد الابتكارات العالمية من كافة أنحاء العالم
Subscription Form (#8)
المزيد من ابتكر

دروس في الاقتصاد الدائريّ نستقيها من التجربة الفنلندية

في سعيها للحد من استخدام الموارد الطبيعية وتحقيق الحياد المناخي بحلول العام 2035، انطلقت فنلندا في رحلة الاقتصاد الدائريّ بعد أن رسمت خريطة طريقٍ واضحةً تتعاون فيها القطاعات، وتنظِّمها سياساتٌ منفتحة، ويدعمها مجتمعٌ محليّ تتم تَنشِئَتُه على ثقافة الاستدامة.

 · · 29 يناير 2024

مدن توظف تحليل البيانات للتصدي لظاهرة التشرّد

بعد سنواتٍ من مكافحة ظاهرة التشرّد، بدأت بعض الحكومات المحلية في بريطانيا وأمريكا بالنظر إلى القضية من زاويةٍ مختلفة. وبدلاً من البحث عن المتشرّدين في الشوارع لنقلهم إلى الملاجئ، باتت تستخدم النمذجة وتحليلات البيانات للتنبّؤ بأولئك المُهدَّدين بالتشرّد ومساعدتهم قبل أن يخسروا أمانَهم.

 · · 29 يناير 2024

الولايات المتحدة تعتمد الأتمتة لتسريع مشاريع الطاقة الشمسية

لحثِّ الخطى صوب الحياد المناخي، الهدف المرجو لمنتصف القرن الحادي والعشرين، ابتكرت حكومة الولايات المتحدة الأمريكية وسيلةً جديدةً لتخفيف عبء البيروقراطية عن أصحاب مشاريع الطاقة المتجددة، الشمسية على وجه الخصوص، عبر منصةٍ إلكترونية تدرس خطة المشروع وتمنحه التصريح القانوني تلقائياً، فتختصر وقت المعاملات من أسابيع إلى دقائق.

 · · 22 يناير 2024

اليابان تعلّق آمالها على الهيدروجين لمستقبل أخضر

رسمت اليابان أهدافاً طموحةٍ لمستقبلٍ محايدٍ لمستويات الكربون، فوضعت الاستراتيجية الوطنية الساعية إلى مجتمعٍ قائمٍ على الهيدروجين وبشكلٍ مجدٍ اقتصادياً، فافتتحت محطة عالمية للهيدروجين الأخضر، وأطلقت أولى سفن نقل الهيدروجين المسال، وصمّمت سياسات الدعم الحكوميّ وعقدت الشراكات الدوليّة لبلوغ رؤية العام 2050. عقب الإجماع العالميّ على هدف مواجهة تغيّر المناخ وتحقيق الحياد الكربونيّ، تخرج الحكومات […]

 · · 22 يناير 2024

إندونيسيا تضع البيانات الصحية في متناول أيدي مواطنيها

على خطى التجارب الرقمية الناجحة للدول الأخرى، تعمل إندونيسيا على إنشاء سجلّ صحيّ إلكترونيّ موحّد يتضمّن التاريخ الطبيّ لكلِّ مواطنٍ على حدة، ويتيح مشاركة المعلومات بين المرافق الصحية بسهولة والرجوع إليها وتحديثها في أيّ وقت.

 · · 1 نوفمبر 2023
magnifiercrossmenuchevron-downarrow-right