ما هي محطات الطاقة الشمسية العائمة وأشهرها عالمياً

محطات الطاقة الشمسية العائمة

محطات الطاقة الشمسية العائمة Floating solar plants هي محطات للطاقة الشمسية تعمل على استغلال المسطحات المائية غير المستخدمة كالبحيرات والسدود والأنهار والبحار لإنتاج الطاقة الشمسية دون الحاجة إلى استخدام الأراضي.

ويفيد إنشاء محطات الطاقة الشمسية العائمة في الأماكن التي لا تتوفر بها مساحات شاسعة من الأراضي، إذ يتطلب لإنتاج ميجاواط واحد مساحة 5 فدادين على الأقل.

وتشتهر قارة آسيا بأنها أكثر القارات التي بها أعلى نسبة من محطات الطاقة الشمسية العائمة، وتظهر أهميتها في الدول المكونة من جزر عديدة مثل اليابان وكوريا وإندونيسيا.

 وبما أن محطات الطاقة الشمسية العائمة تُنشأ على المسطحات المائية، فإن الماء يقدم ميزة توفير التبريد، وبذلك يُخفف من حدة تأثير درجات الحرارة على الألواح الشمسية، وهذا سيعود بالنفع على كفاءتها.

في هذا المقال، سنتعرف معاً على محطات الطاقة الشمسية العائمة، وعن مزاياها، وما هي التحديات التي تواجه انتشارها، كما سنتعرف على أشهرها حول العالم.

المكونات الرئيسية لمحطات الطاقة الشمسية العائمة

تتكون محطات الطاقة الشمسية العائمة من 5 مكونات رئيسية بالإضافة إلى بعض المكونات الثانوية.

إليكم المكونات الرئيسية:

1. ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية Solar Photovoltaic (PV) Panels: وهي عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية الكهروضوئية، تُحوّل الطاقة الشمسية إلى تيار كهربي مستمر DC.

وتُعد المكون الرئيسي لمحطات الطاقة الشمسية العائمة.

2. المنصات العائمة Floating Platforms: هي عبارة عن هياكل متينة تُثبت عليها الألواح الشمسية الكهروضوئية لتجعلها تطفو فوق سطح المياه، وتُصنع من مواد طافية مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE).

3. نظام التثبيت Anchoring System: يتكون من مجموعة من الحبال والمرساة لتثبيت المنصات العائمة في قاع المسطح المائي، ومنعه من الانزلاق أو الانقلاب نتيجة التيارات المائية والرياح.

4. المحولات Inverters: تُستخدم المحولات في محطات الطاقة الشمسية العائمة لتحويل التيار الكهربي المستمر DC من الألواح الشمسية الكهروضوئية إلى تيار كهربي متردد AC يتوافق مع شبكة الكهرباء.

5. البنية التحتية الكهربية Electrical Infrastructure: تتكون من مجموعة من الكابلات، وتُستخدم لنقل الكهرباء من المحولات إلى شبكة توزيع الكهرباء.

أما المكونات الثانوية فهي كالتالي:

1. أنظمة التحكم والمراقبة: أنظمة تُستخدم لمراقبة أداء النظام وتشغيله تلقائياً.

2. أنظمة الحماية: أنظمة تُستخدم للحماية من الصواعق والفيضانات وغيرها من المخاطر.

3. أنظمة التتبع: تُستخدم لتوجيه الألواح الشمسية نحو الشمس لتحسين كفاءتها.

4. أنظمة التنظيف: تُستخدم لإزالة الغبار والأوساخ من الألواح الشمسية.

5. أنظمة التبريد: تُستخدم لتبريد الألواح الشمسية في الأجواء الحارة، مما يُحسّن من كفاءتها.

اقرأ أيضاً: أكبر مشروعات الطاقة الشمسية في الوطن العربي

كيف تعمل محطات الطاقة الشمسية العائمة؟

تمتص الألواح الشمسية ضوء الشمس وتحوله إلى تيار كهربي مستمر، وتعمل المنصات العائمة على المحافظة على وضع الألواح الشمسية وثباتها في مكانها حتى تتلقى ضوء الشمس طوال النهار.

 تستقبل المحولات التيار الكهربي المستمر الناتج من الألواح الشمسية الكهروضوئية وتحوله إلى تيار كهربي متردد حتى يتوافق مع شبكات الكهرباء.

يُنقل هذا التيار المتردد عبر الكابلات إلى نقاط التوزيع distribution points، ومن ثم يصل إلى شبكة الكهرباء المتصلة بالمنازل والمصانع والشركات.

مميزات محطات الطاقة الشمسية العائمة

تتمتع محطات الطاقة الشمسية العائمة بالعديد من المميزات التي تجعلها أحد الحلول الواعدة في مجال الطاقة النظيفة، ومن أمثلة هذه المميزات ما يلي:

استغلال المساحات: هي أهم المميزات لمحطات الطاقة الشمسية العائمة، حيث أنها تُنشأ على المسطحات المائية غير المستخدمة، وبالتالي تُفيد في حالات قلة الأراضي المتاحة أو غلاء أسعارها.

زيادة الكفاءة: تتمتع محطات الطاقة الشمسية العائمة بارتفاع كفاءتها نظراً لتأثير التبريد بفعل المياه، وهو ما يقلل من انحلال الألواح الشمسية نتيجة الحرارة، بل ستزيد كفاءتها وبالتالي تزداد كمية الكهرباء الناتجة.

المحافظة على المياه: تحافظ الألواح الشمسية على المياه التي تغطيها من التبخر، وبالتالي تناسب المناطق التي تعاني من الجفاف أو ندرة المياه.

التكامل مع الطاقة الكهرومائية: يمكن أن تُبنى محطات الطاقة الشمسية العائمة على خزانات المياه في محطات الطاقة الكهرومائية.

وبالتالي زيادة إنتاج الطاقة الكهربية، ويمكن أثناء فترات الذروة لإنتاج الطاقة من الألواح الشمسية تقليل تصريف المياه من أجل تحسين الكفاءة.

المنافع البيئية: عندما تغطي الألواح الشمسية العائمة المسطحات المائية فإنها تقلل من كمية ضوء الشمس الساقط على المسطحات المائية، مما يؤدي إلى تقليل نمو الطحالب والنباتات المائية، وهذا له تأثير كبير على جودة المياه والمحافظة على الأنظمة البيئية المائية. 

كما أن محطات الطاقة الشمسية العائمة لا تحتاج إلى مساحات أرضية، وهذا يقلل من إرباك الموائل الطبيعية والأنظمة البيئية المختلفة.

الحماية من خطر الفيضانات: عند حدوث الفيضانات، وارتفاع منسوب المياه؛ فإن الألواح الشمسية العائمة سترتفع مع المياه وستقل نسبة تعرضها للغرق، وهذا يختلف عن الألواح الشمسية المثبتة على الأرض، فإنها تتعرض للغرق وبالتالي تتعرض إلى التلف.

القابلية للتوسع: تتميز محطات الطاقة الشمسية العائمة بأن لها قابلية للتوسيع إذا تطلب زيادة إنتاج للكهرباء، أي يمكن التحكم بحجم المحطة بسهولة حسب الاحتياج، لأنها مكونة من وحدات.

مزايا اقتصادية: تتميز محطات الطاقة الشمسية العائمة بأنها لا تحتاج إلى أراضٍ مخصصة، وهذا يؤدي إلى توفير نفقات شراء الأراضي.

مزايا ترفيهية: يُمكن استغلال محطات الطاقة الشمسية العائمة في مجال الترفيه، حيث أنها تطل على المسطحات المائية، فيمكن تنفيذ العديد من الأنشطة الترفيهية مثل الصيد، ومشاهدة الطيور، وركوب الزوارق.

اقرأ أيضاً: أبرز محطات الطاقة الشمسية في مصر

أبرز التحديات التي تواجه محطات الطاقة الشمسية العائمة

محطات الطاقة الشمسية العائمة هي حلول واعدة لإنتاج الطاقة النظيفة، إلا أنها ما زالت في بداية الطريق وأمامها بعض التحديات.

ومن أبرز تلك التحديات ما يلي:

ارتفاع التكلفة الابتدائية: تكلفة البنية التحتية والهياكل العائمة مرتفعة.

صعوبة الربط بالشبكة: ربط محطات الطاقة الشمسية العائمة يكون أكثر تعقيداً بسبب الحاجة إلى معدات خاصة وكابلات من نوع خاص لتمر من تحت الماء.

صعوبة الصيانة والتنظيف: تتطلب صيانة الألواح الشمسية الألواح الشمسية في الماء معدات وعمال مدربين، لذا ترتفع تكلفة الصيانة والتنظيف.

إجراء التقييمات البيئية: يجب قبل إنشاء محطات الطاقة الشمسية العائمة إجراء تقييم للآثار البيئية المتوقع حدوثها، وتشمل تقييم جودة المياه والآثار المترتبة على الموائل الطبيعية وعلى الأنظمة البيئية المختلفة.

مواصفات خاصة عند التصميم: يجب أن تكون البنية التحتية العائمة مصنوعة من مواد تتحمل العوامل البيئية المختلفة مثل الأمواج وتيارات المياه والرياح.

مواصفات خاصة لاختيار مكان المحطة الشمسية العائمة: لا تصلح كل المسطحات المائية لإنشاء محطة طاقة شمسية عليها، ولكن يجب أن تنطبق عليها بعض الشروط مثل عمق المياه وجودتها.

التأثر بالحالة الجوية: يتأثر إنتاج الكهرباء من محطات الطاقة الشمسية العائمة بالأحوال الجوية مثل وجود السحب أو تغيرات الطقس الموسمية، كما يمكن حدوث أضرار بالغة أو تدمير في المحطات العائمة نتيجة العواصف والأعاصير.

أشهر محطات الطاقة الشمسية العائمة حول العالم

اكتسبت مشروعات محطات الطاقة الشمسية العائمة زخماً كثيراً خلال الفترة الأخيرة، وهناك مشروعات كتبت لها النجاح في أن تكون أحد الحلول القوية في توفير الطاقة النظيفة.

إليكم أشهر مشروعات الطاقة الشمسية العائمة حول العالم:

محطة Dezhou Dingzhuang: تقع المحطة على خزان Dezhou بمقاطعة شاندونج بالصين، وهي متصلة بمحطة لطاقة الرياح، وتبلغ قدرتها 320 ميجاواط.

محطة Three Gorges New Energy Floating: تقع هذه المحطة في مدينة هواينان بمقاطعة آنهوي بالصين، وتبلغ قدرتها 150 ميجاواط، وتزود نحو 94 ألف منزل بالكهرباء.

محطة ياماكورا Yamakura: تقع المحطة على سد ياماكورا في محافظة تشيبا باليابان، وهي من أكبر محطات الطاقة الشمسية العائمة في العالم، وتبلغ قدرتها 13.7 ميجاواط.

محطة Sembcorp Tengah: تقع المحطة على خزان Tengeh بسنغافورة، وهو أكبر محطات الطاقة الشمسية العائمة في سنغافورة، وتبلغ قدرتها 60 ميجاواط.

محطة Hydrelio: تقع المحطة في فرنسا، طورتها شركة Ciel & Terre الرائدة في تطوير منصات عائمة مبتكرة، وهي أول محطة طاقة شمسية عائمة في فرنسا، افتتحت في 2019.

محطة بانجا Banja: تقع المحطة على بحيرة صناعية في كسوفو، وهي تُعد أول محطة عائمة للطاقة الشمسية في كسوفو، وتبلغ قدرتها نحو 0.75 ميجاواط.

محطة سيريندورن Sirindhorn: تقع المحطة على سد سيريندورن بتايلاند، وهي تُعد واحدة من أكبر محطات الطاقة الشمسية العائمة في العالم، وتبلغ قدرتها 45 ميجاواط.

أكبر محطة طاقة شمسية عائمة في العالم

كانت محطة Dezhou Dingzhuang بالصين هي المتصدرة لقائمة أكبر محطة طاقة شمسية عائمة في العالم.

ولكن تغير الوضع الآن بعدما انتشرت الأخبار حول إنشاء كوريا الجنوبية لمحطة طاقة شمسية عائمة بقدرة تبلغ 1200 ميجاواط تُعرف باسم Saemangeum تقع على على ساحل البحر الأصفر، وبذلك تتفوق على وصيفتها بأكثر من ثلاثة أضعاف في قدرتها الإنتاجية.

المشروع سُينفذ على مراحل، ومن المقرر بدء أعمال التشييد والبناء في عام 2025، وسيبدأ التشغيل التجاري في عام 2026. ومن المتوقع أن تزود المحطة نحو مليون منزل بالكهرباء.

الشركة المالكة للمشروع والمسؤولة عن تنفيذه هي شركة Hanwha Solutions.

الخاتمة

محطات الطاقة الشمسية العائمة هي أحد الحلول الواعدة لإنتاج الطاقة الكهربية، وهي ما زالت في بداية الطريق، وينتظرها مستقبل مشرق كلما تطورت التكنولوجيا واستطعنا التغلب على التحديات.

وهي تناسب كثيراً المناطق التي لا تتوفر بها مساحات أرضية شاسعة، كما أنها توفر من تكلفة شراء الأراضي، بالإضافة إلى إمكانية دمجها مع مشروعات الطاقة الكهرومائية، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاج للكهرباء وتقليل الآثار البيئية.

بقلم: سهام الشريف

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Scroll to Top