كوارث المحطات النووية قد تنتهي بفضل الطاقة الشمسية (تقرير)

ما زالت كوارث المحطات النووية صداعًا مزمنًا في رؤوس حكومات الدول المطورة لتلك التقنية النظيفة، والمقترنة في الوقت ذاته بقوة تدميرية هائلة حال لم تُطبق عليها كل معايير السلامة والأمان خلال جميع مراحل تلك الصناعة، بدءًا من بناء المفاعلات حتى دخولها حيز التشغيل.

وتستحوذ الطاقة النووية على نحو 10% من سعة الكهرباء عالميًا، غير أن الكهرباء المولدة منها كثيرًا ما أثارت جدلًا واسعًا بين مؤيد ومعارض لفوائدها وأضرارها في آن واحد.

ويكمن الجانب الأخطر في التأثيرات الناجمة عن كوارث المحطات النووية، في إمكان بقائها آلاف السنين، وفق معلومات جمعتها منصة الطاقة المتخصصة

غير أن تلك الكوارث ربما تهدأ حدتها -أو حتى تنحصر- بفضل جهود مجموعة من العلماء الإيرانيين الذين أثبتوا جدوى التركيبات الشمسية المتصلة ببطاريات تخزين الكهرباء في منع وقوع تلك المخاطر النووية، وتعزيز معايير السلامة في المحطات من خلال عملها حملًا كهربائيًا في حالات الطوارئ.

فكرة ابتكارية

استكشف مجموعة من العلماء من جامعة أزاد الإسلامية (جامعة شبه خاصة في إيران) طرق استعمال الطاقة الشمسية حملًا في حالات الطوارئ بهدف زيادة درجة أمان مفاعل طهران للأبحاث (مفاعل أبحاث يعمل بالمياه الخفيفة سعة 5 ميغاواط ويوجد في مركز طهران للأبحاث النووية منذ عام 1967).

وفي الدراسة المنشورة بقاعدة بيانات ساينس دايركت (Science Direct) العلمية التابعة لدار النشر الهولندية الشهيرة إلزيفير (Elsevier)، عرض الباحثون طريقة لتصميم المفاعلات مبنية على استعمال برمجيات بي في سي واي إس تي (PVSYST)، وريت سكرين (RetScreen)، الخاصة بالطاقة النظيفة، آخذين في الاعتبار العوامل التقنية والاقتصادية ذات الصلة.

وقال الباحثون: "الهدف الرئيس من تلك الدراسة البحثية هو استعمال أنظمة شمسية لتوفير كهرباء في حالات الطوارئ إلى المحطات النووية حال تعطل الشبكة الكهربائية، أو أنظمة الطوارئ الأخرى مثل مولدات الديزل والبطاريات"، في تصريحات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وأوضح الباحثون أن الحمل الكهربائي في حالات الطوارئ في مفاعل طهران للأبحاث، يُوَفَّر الآن بوساطة مولد ديزل سعة 450 كيلوواط، ويقع على الجانب الشمالي للمفاعل، إلى جانب مولّد ديزل سعة 50 كيلوواط، بوصفه مصدر دعم احتياطيًا، يمكن استعماله حال تعرض النظام البالغة سعته 450 كيلوواط للتلف، أو خضع لأعمال الصيانة.

نظام شمسي

للحد من فرص وقوع كوارث المحطات النووية، اقترح فريق البحث تركيب نظام شمسي متصل بشبكة كهربائية سعة 100 ميغاواط، على مساحة 627 مترًا مربعًا، ومن المخطط أن يعتمد هذا النظام على وحدات متعددة البلورات سعة 305 واط، و5 محولات، سعة كل منه 20 كيلوواط.

ومن المتوقع أن تصل السعة السنوية للإنتاج النهائي إلى 166.2 ميغاواط/ساعة، وفق تقرير طالعته منصة الطاقة المتخصصة.

كما افترض العلماء ربط مصفوفة شمسية بنظام بطارية سعة 400 كيلوواط، لديها القدرة على إتاحة حمل طوارئ سعة 50 كيلوواط خلال 8 ساعات.

ومن المخطط أن تدعم المحطة الشمسية المولد البالغة سعته 50 كيلوواط في إتاحة إمدادات الكهرباء إلى مضخات المياه في المحطات النووية في حالات الطوارئ.

وفي هذا الخصوص قال أعضاء فريق البحث في جامعة أزاد الإسلامية: "بوصفها الأولوية القصوى، تشحن المحطة الشمسية حزمة البطاريات، وتفرغ الكهرباء الزائدة عبر توصيلها إلى الشبكة الكهربائية".

وقالوا: "النظام قادر على شحن حزمة البطاريات، وتحويل الكهرباء الزائدة إلى الشبكة في آن واحد".

جدوى تقنية واقتصادية

إلى جانب فوائده في تقليل احتمالية وقوع كوارث المحطات النووية، أشار الباحثون إلى أن هذا المشروع أثبت جدواه من الناحيتين التقنية والاقتصادية حال استطاعت المحطة الشمسية أن تبيع الكهرباء إلى الشبكة وفق مخطط تعريفة التغذية أو نظام صافي القياس الذي يضمن تحقيق ربحية كبيرة عندما لا تُستعمل المصفوفة لحمل الطوارئ.

ويشير مصطلح تعرفة التغذية الكهربائية إلى سياسة استُحدِثت خصيصًا لجذب الاستثمارات في تقنيات الطاقة المتجددة؛ إذ تُقدم عقودًا طويلة الأجل لمنتجي الطاقة المتجددة، تعتمد عادةً على تكلفة إنتاج كل تقنية.

أما مصطلح صافي القياس فهو يتيح تحديد الفرق بين كمية الكهرباء التي تُضَخ في الشبكة وكمية الكهرباء المستهلَكة منها، بحيث تُحتسب فواتير للكمية المتبقية فقط، كما يمكن بيع الفائض عن الاستهلاك في بعض الحالات التي تكون فيها كمية الإنتاج أكبر من كمية الاستهلاك.

وعلى فرضية إتاحة السلطات الإيرانية لمخطط تعريفة التغذية، وجد العلماء أن الوقت اللازم لاستعادة التكلفة الاستثمارية لهذا النظام يصل إلى قرابة 4-5 سنوات.

وفي هذا السياق أشار مؤلفو الدراسة إلى أنه "عبر تطوير كل المخططات والبيانات الاقتصادية، تقود تلك المحطة إلى تحسين إجراءات السلامة بما يمنع كوارث المحطات النووية عبر المحطات الشمسية التي لديها القدرة على توليد الكهرباء لحمولات الطوارئ بالنسبة للمفاعلات النووية".

واختتموا تصريحاتهم بقولهم إن "هذه المحطة الشمسية هي داعم احتياطي آمن للمحطات النووية، عبر منع حصول كوارث المحطات النووية على غرار ما جرى في محطة فوكوشيما".

يُشار إلى أن كارثة فوكوشيما كانت قد وقعت في أعقاب زلزال اليابان المدمر الذي هز البلد الآسيوي في 11 مارس/آذار 2011 ضمن مفاعل فوكوشيما 1 النووي، حينما قادت مشكلات التبريد إلى ارتفاع في ضغط المفاعل، تبعتها مشكلة في التحكم بالتنفيس نتجت عنها زيادة في النشاط الإشعاعي.

موضوعات متعلقة..

• أخطر 10 كوارث نووية في التاريخ.. آثارها تبقى آلاف السنين (فيديو وصور)
• تأخر إصلاح المحطات النووية الفرنسية يضع كهرباء أوروبا في مأزق (تقرير)
• تأخُّر إصلاح المحطات النووية الفرنسية القديمة يهدد البريطانيين بشتاء قارس