مع التهديد المتزايد لتغير المناخ بسبب الإفراط في إطلاق انبعاثات الكربون تبحث العديد من الدول عن بدائل للطاقة النظيفة لتحل محل الوقود الأحفوري التقليدي، ومن بين جميع بدائل الطاقة النظيفة كانت الطاقة الشمسية هي أفضل بديل مقارنة بالطاقات الأخرى، ومع ذلك يمكن القول إن الطاقة الشمسية كانت الأغلى تكلفة على الرغم من انخفاض الأسعار في تلك الأيام.
ما هي الطاقة الشمسية؟
هي عبارة عن الطاقة الناتجة عن حرارة الشمس وضوءها، حيث يتم إنتاج الطاقة الشمسية عندما يتم تحويل الطاقة من الشمس إلى كهرباء أو استخدامها لتسخين الهواء أو الماء أو مواد أخرى، كما يمكن أيضاً استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج أنواع الوقود الشمسي مثل الهيدروجين، وتعد الخلايا الكهروضوئية الشمسية (PV) والكهرباء الحرارية الشمسية والتدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية من أهم التقنيات الشمسية الراسخة.
ما هي مساوئ الطاقة الشمسية؟
مع ارتفاع تكلفة الكهرباء بنسبة 3٪ إلى 5٪ كل عام قد نفكر في مصادر بديلة للطاقة مثل الطاقة الشمسية، ولكن قبل أن نقوم بتثبيت النظام الشمسي في منازلنا يجب مراعاة بعض العيوب الرئيسية، وهم كما يلي:
- الموقع وتوفر ضوء الشمس: يُعد خط العرض الخاص بنا هو أحد أهم العوامل الرئيسية في تحديد فعالية الطاقة الشمسية، حيث لا تحصل جميع المواقع على نفس القدر من ضوء الشمس السنوي – مع انخفاض فعالية الطاقة الشمسية بشكل كبير كلما ابتعدنا عن خط الاستواء، وهذا يعني أن بعض المقيمين في أماكن مثل كندا وروسيا على سبيل المثال قد يعانون من الحرمان من الطاقة الشمسية.
كما يتم تحديد فعالية الطاقة الشمسية أيضاً حسب الموسم، ففي الصيف يمكننا توليد كهرباء أكثر مما نحتاج لأن الأرض مائلة بحيث تكون الشمس أقرب إلى موقعنا، وأثناء فصل الشتاء تعمل إمالة الأرض على نقل موقعنا بعيداً عن الشمس، مما يجعله لا يمكننا توليد ما يكفي من الكهرباء لتلبية احتياجاتنا.
- منطقة التثبيت: بالنسبة لأصحاب المنازل الذين يرغبون في تثبيت الألواح الشمسية لن تكون منطقة التثبيت كبيرة جداً خاصةً عندما يتم تثبيتها في معظم الأوقات على السطح، ومع ذلك فإن الشركات الكبرى التي ترغب في إنتاج الكثير من الطاقة ستحتاج إلى منطقة تركيب كبيرة جداً لتوفير الكهرباء على أساس ثابت.
- الموثوقية: نظراً لأن الطاقة الشمسية تعتمد على الشمس فلا يمكن توليد الكهرباء أثناء الليل، مما يتطلب منا إما تخزين الطاقة الزائدة الناتجة أثناء النهار أو الاتصال بمصدر طاقة بديل مثل شبكة المرافق المحلية، وهذا يعني أنه سيتعين علينا دفع المزيد بالإضافة إلى التكلفة العالية للألواح الشمسية، كما تقيد الغيوم والعواصف من كمية الطاقة التي يمكننا إنتاجها عن طريق منع أشعة الضوء التي كانت ستمتصها الألواح الشمسية.
- عدم الكفاءة: وفقاً لمجموعة من الأبحاث فإن معظم الألواح الشمسية الموجودة في منازل الناس تحول 14٪ فقط من طاقتها المتاحة إلى طاقة، وحتى الألواح الشمسية الأكثر كفاءة اليوم تحول 22٪ فقط من طاقتها المتاحة إلى طاقة، حيث لن تصل كفاءة الخلايا الشمسية أبداً إلى 100٪، وأن أعلى كفاءة نظرية هي 85٪، وذلك باستخدام المرايا والمحركات لتتبع الشمس.
- تخزين الطاقة باهظة الثمن: يعتبر معظم الناس أن تخزين كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية هو أكبر عقبة فردية في إنتاج الطاقة الشمسية على نطاق صناعي، وحالياً تعد خيارات نظام تخزين البطارية لتخزين الطاقة الشمسية كطاقة كهربائية باهظة الثمن، فعلى سبيل المثال ابتكرت شركة (Tesla) بطاريات تسمى (Powerwall) لتخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها لاحقاً، حيث أن هذه البطاريات تخزن 14 كيلو وات في الساعة، ولكنها تكلف حوالي 7100 دولار مع التركيب.
- تكلفة أولية عالية: يكلف تركيب الألواح الشمسية ما بين 15000 دولار و29000 دولار للأنظمة متوسطة الحجم التي تنتج ما بين 4 كيلو واط و8 كيلو واط من الطاقة، وتشمل هذه التكاليف الألواح الشمسية والعاكس وأجهزة التركيب والأسلاك والتركيب والتصاريح والإصلاحات وتكاليف المراقبة والصيانة وتكاليف التشغيل والتكاليف الإضافية.
- مشاكل بيئية: إن الجانب السلبي البيئي لتكنولوجيا الطاقة الشمسية هو أنها تحتوي على العديد من نفس المواد الخطرة مثل الإلكترونيات، ونظراً لأن الطاقة الشمسية أصبحت أكثر شيوعاً فإن مشكلة التخلص من النفايات الخطرة تصبح تحدياً إضافياً، ومع ذلك بافتراض مواجهة التحدي المتمثل في التخلص السليم فإن انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي توفرها الطاقة الشمسية يجعلها بديلاً جذاباً للوقود الأحفوري.
بينما تعتبر الطاقة الشمسية مصدراً متجدداً لا ينضب فإن الطريقة التي نسخر بها هذه الطاقة حالياً لها عيوب كثيرة من كونها باهظة الثمن إلى أن تكون غير فعالة، ومع ذلك لا تزال تكنولوجيا الطاقة الشمسية في مهدها، حيث بدأت العديد من الأفكار الجيدة أيضا في الظهور لتطويرها والاستفادة منها لتوليد الكهرباء.
