[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][rtl]
الطريقة تعد بخفض أسعار الطاقة الشمسية إلى مستوى أسعار تقنية الفحم خلال 3 سنوات ( الصورة من معهد فراونهوفر )[/rtl]
لم يحسم الأمر بعد لصالح أي طاقة بديلة سيكتب التاريخ المستقبل، لكن كل قطاعات إنتاج الطاقة البديلة، من الشمس، والريح، والديزل البيئي.. إلخ تحقق تقدما سريعا في مجالها.
ومشاكل إنتاج الطاقة من الشمس، بواسطة الخلايا الضوئية (الشمسية)، تكمن حتى الآن في ارتفاع سعر إنتاج الطاقة، وفي ضعف الطاقة المنتجة، وأخيرا في ضعف قدرة الخلايا على تحويل كامل الطاقة الشمسية الساقطة عليها إلى طاقة كهربائية.
وبدأت ألواح الخلايا الأولى بتحويل 5 في المائة فقط من ضوء الشمس الساقط عليها إلى كهرباء، في حين تذهب طاقة الشمس الطبيعية الأخرى هباء. وصارت الشركات المنتجة ترفع هذه النسبة بالتدريج إلى أن وصلت نسبة تحويل 15 في المائة من طاقة الشمس إلى كهرباء، لكن العلماء الألمان من معهد فراونهوفر المعروف يتحدثون عن طريقة جديدة، كفيلة برفع معدل الإنتاج إلى 50 في المائة، ومن ثم ضمان موقع الصدارة إلى تقنية الطاقة البديلة من ضوء الشمس على حساب تقنيات إنتاج الطاقة البديلة الأخرى.
وعبر أندرياس بيت، رئيس المشروع من معهد فراونهوفر، عن قناعته بإمكانية إنتاج ألواح خلايا شمسية تستغل 50 في المائة من الضوء الساقط عليها خلال سنتين. ويحمل البرنامج اسم مشروع «الفوتوفولتايكس المركزةConcentrated Photovoltaics CPV»، وحقق حتى الآن إمكانية استغلال 30 في المائة من طاقة الشمس، على أن ترتفع إلى40 في المائة قريبا.
وقارن بيت طريقة «الفوتوفولتايكس المركزة» بتجاربنا الفيزيائية ونحن صغار. فكلنا تعلمنا كيف نركز ضوء الشمس، من خلال عدسة لامعة، على ورقة كي نشعل النار فيها، بمعنى تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة حرارية مركزة. هذا يعني أننا كنا نعمل، باستخدام العدسة، على رفع حرارة الضوء 500-1000 مرة عن قوة ضوء الشمس الساقط على أجسادنا.
وطريقة «الفوتوفولتايكس المركزة» تستخدم نفس المبدأ لرفع كفاءة الخلايا الضوئية على استغلال ضوء لشمس.. إذ زود العلماء الخلية الضوئية الواحدة (موديول) بعدسة صغيرة لامعة، من نوع خاص، وتمكنوا بالتالي من مضاعفة إنتاج الطاقة من الخلية.
المهم جدا في هذه الطريقة، فضلا عن تضاعف كمية الطاقة المنتجة، هو أن سعر إنتاج الوحدة منها، حسب رأي علماء معهد فراونهوفر، لا يزيد على سعر إنتاج الطاقة التقليدية من الفحم أو الفحم الحجري أو المفاعلات النووية. وكل ذلك بفضل «ساندويتش» من ألواح الخلايا الشمسية يوفر الطاقة البديلة بكميات وافرة.
ويكمن سر انخفاض إنتاج الطاقة بطريقة «الساندويتش» في أن الطريقة تقتصد كثيرا في المواد الغالية التي تستخدم في إنتاج ألواح الخلايا الضوئية السائدة في السوق. كما أن ألواح تقنية «الفوتوفولتايكس المركزة» تستخدم نصف كمية مادة السيليسيوم المستخدمة في صناعة الموديولات التقليدية. وبدلا من مواد «الغاليوم» و«أنديوم» و«جيرمانيوم» الغالية التي تمتص ضوء الشمس وتحوله إلى كهرباء، استخدم علماء معهد فراونهوفر «ساندويتش» آخر من المواد الأرخص، التي تعمل بدرجة أفضل من المواد السابقة. وواضح أن ترتيب هذه المواد الموصلة بشكل ساندويتش، ومن طول وسمك مختلفين، ضاعف قدرتها على امتصاص ضوء الشمس وإعادة إنتاجه.
وحسب أندرياس بيت، فإن استخدام تقنية «الفوتوفولتايكس المركزة» في البلدان المشمسة سيؤدي إلى خفض سعر إنتاج الكيلوواط/ ساعة من الطاقة إلى 10 سنتات فقط.. بمعنى أن سعر الطاقة في المستقبل سيعتمد إلى حد بعيد على الظروف المناخية وعلى التمويل. واستشهد بيت بدراسة لمؤسسة «GTM» الأميركية حول مدى كفاءة تقنية «الفوتوفولتايكس المركزة» تتحدث عن إمكانية خفض سعر إنتاج الكيلوواط/ ساعة من الطاقة إلى 7 يوروسنت حتى عام 2015. وطبيعي سيعتمد هذا النجاح إلى حد ما على عدد الأيام المشمسة في السنة، وعلى عدد الألواح الشمسية المستخدمة. وكلما زاد رأس المال الموظف، وزاد عدد الألواح المنصوبة، قلت كلفة إنتاج الكيلوواط/ ساعة.
شركة «كونسينتريك» الألمانية من مدينة فرايبورغ، وهي من فروع شركة «سويتك» الفرنسية، المتخصصة بالطاقة، تعمل الآن على بناء محطة كبيرة تستخدم تقنية «الفوتوفولتايكس المركزة» في سان دييغو بالولايات المتحدة. وتخطط الشركة، حتى 2015، لبناء محطة كبيرة تضم إنتاج الطاقة من الشمس بقوة 300 ميغاواط. وتم اختيار منطقة المحطة بعناية، كي «تستحم» جيدا بضوء الشمس، لأن قدرة «ساندويتشات» تقنية «الفوتوفولتايكس المركزة» تبلغ أقصاها حينما تسقط أشعة الشمس بشكل مباشر، ويومي (نهارا بالطبع) على الألواح الضوئية.
جدير بالذكر أن علماء معهد فراونهوفر حققوا قبل سنوات أول نجاح لهم في استخدام أشعة الشمس المركزة في الجراحة بدلا من أشعة الليزر. وهو ما يمكن، من الآن فصاعدا، تسميته «العلاج السولاري»، أو الجراحة باستخدام الطاقة الشمسية. ونجح العلماء، من خلال تركيز أشعة الشمس بواسطة عدسات لامعة منمنمة، في تسخين أنسجة الجسم، ومهدوا الطريق بالتالي أمام استئصال الأورام السرطانية مستقبلا بواسطة الطاقة الشمسية.
ويعول العلماء على تطوير هذه التقنية مستقبلا بالنظر لرخص ثمنها، حيث توفر أشعة الشمس في كل مكان تقريبا، وخصوصا في البلدان الفقيرة، وإمكانية تصغير الأجهزة من خلال الاعتماد على الخلايا الضوئية. وقدر العلماء حينها أن وحدة الجراحة العاملة بالليزر تكلف 100 ألف دولار، في حين أن سعر وحدة إنتاج الطاقة الشمسية يتراوح حول 1000 دولار فقط.
وقد تم ترشيح أندرياس بيت لنيل إحدى جوائز العلوم السنوية التي تمنحها الدولة الألمانية إلى العلماء نتيجة ابتكاراتهم التي ستعمل على تغيير حياة البشرية. وينتظر أن يتم الإعلان عن الفائزين بالجوائز مع مطلع العام المقبل.
الرئيسية
البوابة
التسجيل
دخول
