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

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

كيف أطلقت مدينة أمريكية صغيرة أول برنامج لمسيّرات الشرطة

لنقل عمل أجهزة إنفاذ القانون إلى مستوى جديد، خاضت إدارة شرطة مدينة تشولا فيستا الأمريكية رحلةً طويلةً للبدء باستخدام المسيّرات في عملها، فترسلها إلى مواقع الحوادث قبل عناصر الشرطة كي تجمع المعلومات الهامة والأدلة الجنائية وتدعم اتخاذ القرار.

 · · 4 أكتوبر 2023

تقنيات متقدمة لمكافحة التلوث المائي في الدنمارك

فيما أجرت مدينة دنماركية تجربةً على استخدام مسيّرات "تتغذى على النفايات"، لمساعدة البلدية على احتواء تلوث النفايات الصلبة، واختبرت ذراعاً آليّةً ترشّح النفايات الصلبة من مياه النهر قبل دخولها المحيط، نشرت الدولة هناك مسيّرات طائرة "تستنشق الكبريت" لمراقبة مستويات الانبعاثات من السفن العابرة. عالمياً، تتعرض البحار والمحيطات لضغط متزايد من مصادر التلوث الحضرية والريفية المتعددة، […]

 · · 4 أكتوبر 2023

مدينة برازيلية تواجه تحدياتها عبر برنامج الابتكار المفتوح

ليكون الناس جزءاً حقيقياً من إيجاد الحلول لمشكلاتهم، تتبنّى مدينة ريسيفي البرازيلية سياسة الابتكار المفتوح التي تفسح المجال لأصحاب الأفكار، وتقدّم لهم الدعم لإنشاء النماذج الأولية لحلولهم، ثم تأخذ بيدهم لتحويل أفكارهم ونماذجهم إلى منتجاتٍ قادرةٍ على المنافسة في السوق.

 · · 18 سبتمبر 2023

موقف للدراجات تحت الماء يحلّ معضلة القدرة الاستيعابية لمحطة أمستردام

الحكومة الهولندية تبني مرآباً للدراجات تحت الماء بأمستردام، يتسع لآلاف الدراجات، يعزز ثقافة ركوب الدراجات ويحسّن التنقل في المدينة، مما يخفض التلوث ويحسن الأمان.

 · · 24 أغسطس 2023
magnifiercrossmenuchevron-downarrow-right