طوّر باحثون إسبان نظامًا لتبريد الألواح الشمسية، يعتمد على مبادلات حرارية تحت الأرض، ما يزيد من صافي توليد الكهرباء بشكلٍ كبير.
ويؤدي ارتفاع درجة حرارة الألواح الشمسية في ظل ظروف التشغيل العادية إلى تقليل كفاءة حصاد الطاقة، وينتج مشكلات إضافية تتعلق بالدورة الحرارية وتدهور أداء الوحدات.
واختبر العلماء في جامعة ألكالا الإسبانية نظام التبريد في منشأة كهروضوئية خارج الشبكة، والتي وصفوها بأنها ممثلة لمزرعة شمسية نموذجية مع أنظمة تتبّع ذات محور واحد، وفقًا لما نقلته مجلة "بي في ماغازين" (PV Magazine).
نظام تبريد الألواح الشمسية
تتضمن تقنية التبريد تطبيق مبادل حراري على الجانب الخلفي من الألواح الشمسية لإزالة الحرارة الزائدة، التي تُبَرَّد في باطن الأرض عند درجة حرارة ثابتة تبلغ نحو 16 درجة مئوية على أعماق منخفضة نسبيًا.
وتُنقل هذه الحرارة تحت الأرض بوساطة سائل تبريد يُبَرَّد بوساطة مبادل حراري آخر على شكل حرف (U)، في بئر بعمق 15 مترًا، مملوءة بالمياه من الخزان الجوفي بباطن الأرض.
وأوضح الباحثون أن "نظام التبريد يحتاج إلى طاقة إضافية لتفعيل مضخة المبرد؛ نظرًا لأنها دائرة مغلقة، فإن فرق الطاقة الكامنة بين قاع البئر واللوح الشمسي لا يؤثّر في استهلاك الطاقة لنظام التبريد".
وجرى قياس تحسّن واعد في صافي توليد الكهرباء لوحدة الطاقة الشمسية المبردة بنسبة تصل إلى 12.4%، لمعدل تدفّق سائل التبريد يبلغ 1.84 لترًا/دقيقة لكل متر مربع من الوحدة، ما يُثبت الجدوى الفنية لهذا النهج.
نجاح تجربة نظام التبريد
قال الباحث إغناسيو فالينتي بلانكو -لمجلة بي في ماغازين-: "تُظهر تحليلاتنا -التي أُجريت لأنواع مختلفة من المنشآت السكنية والتجارية- أن النظام قابل للتطبيق اقتصاديًا، مع مدد إطفاء الاستثمار التي تتراوح بين 5 و10 سنوات".
وأضاف فالينتي بلانكو: "مع الاستثمار اللازم، يمكن استعمال النظام بشكل مثالي في التركيبات التقليدية".
وقد قدّم الأكاديميون نظام التبريد في "تحسين كفاءة الوحدات الشمسية الكهروضوئية عن طريق التبريد باستخدام مبادل حراري تحت الأرض"، والذي نُشر مؤخرًا في مجلة هندسة الطاقة الشمسية.
كان التوليد القياسي للكهرباء من الطاقة الشمسية في أوروبا قد قدّم دليلًا على الدور الذي يمكن أن تؤديه المصادر المتجددة لتقليل الاعتماد على واردات الغاز الروسي.
وساعد توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية في أوروبا هذا الصيف (2022) على توفير 29 مليار دولار تقريبًا من واردات الغاز الطبيعي، وفقًا لما جاء في تقرير أصدره منتدى الاقتصاد العالمي عن شركة أبحاث الطاقة، إمبير (Ember)، مطلع الشهر الجاري.
يوضح الرسم البياني التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- تطور توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية في أوروبا منذ عام 1997 حتى عام 2021:
الطلب على الألواح الشمسية الصينية
في سياقٍ متصل، اكتسبت صناعة الخلايا الكهروضوئية في الصين موطئ قدم تاريخي في أوروبا، لكونها المورد الأكثر موثوقية ومرونة للألواح الشمسية، في ظل أزمة الطاقة في القارة العجوز.
وقد وصل الطلب على الألواح الشمسية إلى مستوى مرتفع جديد، مدفوعًا بارتفاع أسعار الغاز الطبيعي وسط الصراع بين روسيا وأوكرانيا وخطوط أنابيب نورد ستريم التالفة.
وقال عاملون صينيون، إنه من المرجح أن يستحوذ الاتحاد الأوروبي على ما يصل إلى 50% من إجمالي صادرات الصين من الألواح الشمسية هذا العام (2022)، وفق ما نقلته صحيفة "غلوبال تايمز" (Global Times).
وفي المدّة من يناير/كانون الثاني إلى أغسطس/آب، بلغت صادرات الصين 35.77 مليار دولار أميركي من حيث القيمة، مع توليد الكهرباء من 100 غيغاواط.
وقد أدى الطلب الهائل لزيادة الإمدادات ورفع أسعار السيليكون -المادة الخام للألواح الشمسية- إلى 308 يوان (42.41 دولارًا) لكل كيلوغرام، وهو الأعلى في عقد من الزمان.
موضوعات متعلقة..
- وكالة الطاقة الدولية تؤكد ضرورة تنويع سلاسل توريد الألواح الشمسية
- سوق إعادة تدوير الألواح الشمسية قد تتجاوز 2.7 مليار دولار في 2030
- أفضل أنواع الألواح الشمسية للاستخدام المنزلي.. الشركات والأسعار
اقرأ أيضًا..
- احتياطي النفط الإستراتيجي في أميركا يواصل الهبوط لأقل مستوى منذ 1984
- النمسا تسعى لشراء الغاز الإماراتي للابتعاد عن الإمدادات الروسية
- شركة هيدروجين عمان تقود الطموحات المناخية والاقتصادية للسلطنة (إنفوغرافيك)
- توقعات أسعار السيارات الكهربائية.. وهل ستكون الأرخص قريبًا؟
