دخان حرائق الغابات يهدد إنتاج الطاقة الشمسية في كاليفورنيا
أكبر قطاع لإنتاج الكهرباء في الولاية
نوار صبح
- نتيجة حرائق الغابات سجل الباحثون انخفاضًا بنسبة 30% في مستويات كفاءة الألواح الشمسية.
- الجسيمات الصغيرة المحمولة في الهواء تمنع طاقة الشمس من الوصول إلى الألواح.
- يمكن للرياح أن تحمل الرماد في جميع أنحاء ولاية كاليفورنيا.
- الألواح الشمسية والبطاريات تحتوي على مواد كيميائية ضارة تطلق أبخرة سامة أثناء الحرائق.
في ظل موجة الجفاف الشديد وارتفاع درجات الحرارة هذا الصيف، أصبحت كاليفورنيا الأميركية إحدى أكثر الولايات الأميركية عرضة لمخاطر انقطاع الكهرباء وحرائق الغابات المدمرة.
وقد التهمت نيران حريق ديكسي مئات الآلاف من الكيلومترات الحراجية، حتى الآن، ما أدّى إلى بروز تحديات بيئية تنطوي على تهديد كبير لأكبر قطاع إنتاج للكهرباء في الولاية، وهو الطاقة الشمسية.
ولذلك قيّم الخبراء المهنيون الانخفاض في معدلات كفاءة الألواح الشمسية، نتيجة اتساع رقعة حرائق الغابات، حسبما أوردته مجلة "رينيوابل إنرجي ماغازين".
ويمكن لمهندسي البيئة وعلمائها -بفضل إجراء المزيد من الأبحاث- إنشاء تحسينات وقائية، للحفاظ على المخرجات المثلى، قبل تقييم تحسين الكفاءة، وفحص المخاطر البيئية الناجمة عن حرائق الغابات.
تراجع كفاءة الألواح بسبب الحرائق
عندما داهمت حرائق الغابات ولاية كاليفورنيا، في العام الماضي، سجل الباحثون انخفاضًا بنسبة 30% في مستويات كفاءة الألواح الشمسية.
ونظرً إلى أن الحرائق تحمل جزيئات دخان صغيرة في جميع أنحاء الولاية، يقل التعرض لأشعة الشمس على مستوى السطح.
ورغم أنه يمكن للألواح توليد الكهرباء في الأيام الملبدة بالغيوم وفي أثناء العواصف الثلجية، لكن انتشار الدخان يمثّل تحديًا جديدًا.
تُجدر الإشارة إلى أن الجسيمات الصغيرة المحمولة في الهواء تمنع طاقة الشمس من الوصول إلى الألواح، وتولّد تراكمًا يؤدي إلى تدهور الكفاءة.
بالإضافة إلى ذلك، عندما تحترق الأشجار فإنها تنتج السخام والجزيئات الثقيلة، ويمكن للرياح أن تحمل الرماد في جميع أنحاء ولاية كاليفورنيا، ما يشكّل طبقة من الأوساخ على أنظمة الطاقة الشمسية.
واكتشف فريق من الباحثين، الذين قيّموا آثار التراكم على الألواح، أن الألواح النظيفة تملك معدل كفاءة أعلى بنسبة 50%، وتوصلوا إلى أن الرماد المتراكم على أنظمة الطاقة الشمسية يقلل من تعرضها لأشعة الشمس، ويحد من إنتاجها.
التأثيرات البيئية لحرائق الغابات
إذا كانت أنظمة الطاقة الشمسية مقاومة للحريق، فإن طريقة إزالة الأشجار ستفيد معدلات إنتاج الطاقة، لكن الألواح تترك تأثيرات بيئية ضارة عند احتراقها.
كما أن الألواح الشمسية والبطاريات تحتوي على مواد كيميائية ضارة تطلق أبخرة سامة في أثناء الحرائق، وهي -أيضَا- تقيد نقاط الدخول الضرورية لرجال الإطفاء، ما يقلّل من قدرة الفرد على إطفاء المنزل، حسبما أوردته مجلة "رينيوابل إنرجي ماغازين".
وعلاوة على ذلك، يضيف نظام الطاقة وزنًا إضافيًا إلى سقف الهيكل، ما يزيد من مخاطر الانهيار في أثناء وقوع كارثة طبيعية.
وفي المقابل، يؤدي الحريق وتلوث الهواء إلى تأثيرات ضارة على الأحياء المحلية، إذ يحد الدخان الكثيف من قدرة بعض الحيوانات على الهروب من المناطق الخطرة، وقد تدمر الحرائق -أيضًا- موائلها وإمداداتها الغذائية ومواردها الوقائية.
تحسينات لوحة الحماية
يمكن أن تسبب الألواح الشمسية التقليدية ضررًا أكثر من نفعها في أثناء حرائق الغابات.
ويعمل الباحثون على تطوير تقنية مقاومة للحريق، ما يقلل من إسهام اللجنة في التدهور البيئي.
وسيؤدي الحد من انتشار حرائق الغابات إلى الحفاظ على المناطق التي تعاني الجفاف -مثل كاليفورنيا- من خلال إنشاء أجهزة غير قابلة للاشتعال، وقد ابتكر علماء البيئة مادة عالية المقاومة للحرارة، ما أدى إلى تحسين كفاءة الألواح مع ارتفاع درجة حرارة الأرض.
ويمكن للمهندسين استخدام العلم والتكنولوجيا نفسها، وإنشاء نظام غير قابل للاشتعال.
ومن ناحيته، يمكن أن يؤدي تحسين مواد الألواح وعمليات التركيب إلى تقليل انتشار حرائق الغابات.
وإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تركيب الألواح الموجودة على السطح بشكل صحيح إلى تقليل مخاطر اشتعال النيران بشكل كبير. ويمكن للأفراد ضمان سلامة النظام من خلال إدارة أسلاكه بشكل مناسب، باستخدام موصلات العلامة التجارية نفسها وتطبيق أدوات التثبيت الصحيحة.
ومن المهم أيضًا تقييم ثبوتيات متخصص التثبيت قبل التعاقد معهم.
وتؤدي زيادة كفاءة إنتاج الطاقة المتجددة في أثناء الكوارث الطبيعية إلى تعزيز السلامة السكنية ومنع حدوث المزيد من التلوث.
مسؤوليات مالك أنظمة الطاقة الشمسية
يمكن لمالكي الألواح الشمسية الانخراط في الصيانة الوقائية، ما يقلل من آثار النقص من الحرائق، كما يمكنهم البدء بالحفاظ على كفاءة العقار، وزيادة إنتاج الطاقة الشمسية.
ويمكن للسكان -أيضًا- استخدام الخشب الجاف إذا كانوا يشعلون نارًا صيفية في مناطق حرائق الغابات غير النشطة.
تُجدر الإشارة إلى أن الخشب الرطب يولّد المزيد من الدخان والسخام المُضعف للكفاءة، وتنتج جذوع الأشجار المجففة بالفرن أقل كمية من الرماد، ما يحافظ على الألواح الشمسية في مكان الإقامة.
ويمكن للمالكين -أيضًا- تحسين معدلات إنتاج الكهرباء من خلال تنظيف أنظمتهم بشكل متكرر.
مستقبل إنتاج الكهرباء في كاليفورنيا
نتيجة تغير المناخ باستمرار، يتوقع الباحثون استجابة قطاع الكهرباء.
وتعتمد ولاية كاليفورنيا على مصادر كهرباء خالية من الانبعاثات لمنع المزيد من الدمار، وخفض درجة الحرارة العالمية، ومن المتوقع ظهور تطورات مقاومة للحريق في تكنولوجيا الألواح الشمسية تصل قريبًا إلى السوق.
