عيوب الطاقة الشمسية للمنازل.. 5 تحديات تهدد التوسع في المحطات
سامر أبو وردة
تُعدّ عيوب الطاقة الشمسية للمنازل واحدة من الملفات الأقل تداولًا عند الحديث عن مصادر الطاقة المتجددة، التي صارت خيارات مقبولة في المناطق التي تتمتع بمصادر مستدامة.
وتمثّل عناصر ارتفاع التكلفة، ومخاطر الصعق والحرائق، والتلوث، والتخزين الافتراضي للبطاريات، أبرز العيوب الرئيسة لمحطات الطاقة الشمسية المنزلية.
في هذا التقرير، تستعرض منصة الطاقة المتخصصة بصورة مُفصلة أبرز عيوب الطاقة الشمسية للمنازل، وفق ما توصلت إليه دراسات بحثية ودراسات حالة في عديد من البلدان.
تكلفة الألواح الشمسية والبطاريات
تُمثل تكلفة الألواح الشمسية وأنظمة البطاريات واحدة من أبرز العيوب، إذ حقق إطلاق الطاقة الشمسية بصفتها مصدرًا جديدًا للطاقة المتجددة عام 2009 أرباحًا، وسط نفقات كبيرة تتعلق بتركيب الألواح الشمسية وصيانتها.
ويحدد عاملا النوع والطراز، بالإضافة إلى المحولات وتوازن النظام الذي يتضمن معدّات التشغيل، أسعار الألواح الشمسية، حسبما نشره موقع "إي في ويند" (Evwind) المتخصص في شؤون الطاقة المتجددة.
وتتراوح تكلفة توليد الكهرباء في الولايات المتحدة بين 460 دولارًا إلى 1472 دولارًا للمتر المربع، وفقًا للبيانات الحديثة الصادرة عن معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE).
ويبلغ السعر الصافي المتوقع للألواح الشمسية الكهروضوئية 350 دولارًا أميركيًا، بالإضافة إلى التكلفة، بعدما كان متوسط سعر الألواح الشمسية نحو 120 ألف دولار.
في الوقت نفسه، تختلف تقديرات أسعار الألواح الشمسية وتكاليفها حسب الولاية والمنطقة، وفقًا لما نشرته مجلة فوربس (Forbes) الأميركية.
بالإضافة إلى ذلك، يؤثر سعر الصيانة الاعتيادية، مثل تكلفة الترقيات والتركيب والصيانة وعمليات التثبيت الجديدة في رفع التكاليف، وبالتالي يزيد من عيوب الطاقة الشمسية للمنازل.
وخلصت دراسة أجرتها جامعة لابينرنتا للتكنولوجيا، في فنلندا، إلى أن تكلفة أنظمة البطاريات المنزلية تُعدّ أقلّ ربحية من تصدير الكهرباء غير المستعملة التي تولّدها الألواح الشمسية المنزلية إلى الشبكة، حسبما أوردت مجلة "بي في".
وأكدت الدراسة أن تكاليف البطاريات المنزلية، التي تزيد من مقدار الاستهلاك الذاتي في المنازل العاملة بالطاقة الشمسية، تفوق الفوائد التي تحققها، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.
ورغم أن الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية يمثّل النهج الاقتصادي الأمثل، لكن تكلفة البطاريات المنزلية -حاليًا- تفوق القدرة المتزايدة التي تقدّمها لاستعمال الكهرباء المولدة على أسطح المنازل.
ولتلافي عنصر تكلفة البطاريات بصفته أحد عيوب الطاقة الشمسية للمنازل، أوصت الباحثة في جامعة لابينرنتا للتكنولوجيا، بياتاري بورانين، بتخفيض أسعار البطاريات إلى ثلث مستواها الحالي حتى تكون استثمارًا مجديًا لأنظمة الكهرباء السكنية.
وعمل فريق البحث على تقييم العوائد المالية المتاحة للمنازل العاملة بالطاقة الشمسية، والمشارِكة باستعمال "البطاريات الافتراضية" التي أنشأتها شركات الكهرباء، وهي تكوّن مجموعات من المنازل التي تستهلك الطاقة الشمسية وتصدرها على حد سواء.
التخزين الافتراضي للبطاريات
لا يوفر التخزين الافتراضي للبطارية القدر الكافي من الشفافية، ويواجه المستهلكون صعوبة في معرفة مزاياها، مقارنة ببيع الكهرباء الزائدة إلى الشبكة.
وتوصل الباحثون المشاركون في الدراسة، التي أجرتها جامعة لابينرنتا للتكنولوجيا، والتي استندت إلى بيانات استيراد الكهرباء وتصديرها من منزليْن منفصليْن في فنلندا على مدى 3 سنوات، إلى أن تكلفة البطاريات السكنية تزداد مع قدرتها التخزينية بمعدل أسرع من الفوائد الاقتصادية التي تقدمها.
وأرجع الباحثون في دراستهم أسباب هذه الزيادة إلى ارتفاع مستويات الاستهلاك المنزلي، ما يجعلها ضمن أكبر عيوب الطاقة الشمسية للمنازل.
التلوث البيئي
تصف العديد من الدراسات والبحوث وبيانات الوكالة الدولية للطاقة المتجددة دورة حياة الألواح الشمسية بأنها "عملية قذرة من البداية إلى النهاية"، ومن ثمّ فهي أكثر كلفة، وتُعد واحدة من أكبر عيوب الطاقة الشمسية للمنازل، وفقًا لما أورده موقع "هاكاداي".
إذ يعتمد تصنيع الخلايا الشمسية على "الرمل" بصفته مادّة خامًا يُستخلص منها معدن المرو (الكوارتز) عالي النقاء، الذي يجري تسخينه في درجات حرارة عالية، ما يُنتج مركبًا غازيًا عديم اللون في الظروف العادية للضغط ودرجة الحرارة، لكنه شديد السمّية، وهو رابع كلوريد السيليكون، وفق ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.
وللألواح الشمسية عمر افتراضي (يبلغ 25 عامًا في المتوسّط)، وتؤول الألواح بعد انتهاء صلاحيتها إلى مكبّات النفايات بالدول المصنّعة لها، أو إلى بلدان نامية لتعيد استعمالها، وفي الحالتين تتضرّر البيئة بشدّة من نواتج حرق مكوّنات الألواح، أو تعريضها لدرجات عالية من الحرارة، أو تسرّب الموادّ الكيميائية السامّة بالألواح بعد دفنها في الأرض.
خطر الصعق الكهربائي والحرائق
من عيوب الطاقة الشمسية للمنازل، أنه من المحتمل أن يتعرض العاملون في صناعة الطاقة الشمسية لمجموعة متنوعة من المخاطر مثل وميض القوس والصدمات الكهربائية والسقوط ومخاطر الحروق الحرارية التي يمكن أن تسبب الإصابة والوفاة.
وحذّرت العديد من البلدان مواطنيها من احتمالية الموت صعقًا بالكهرباء، بصفتها أحد عيوب الطاقة الشمسية في المنازل، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.
وأصدرت هيئة السلامة الكهربائية في السويد من مخاطر وضع الألواح المتصلة بالكهرباء على شرفات المنازل أو في الأماكن المماثلة بالمنزل، وفقًا لموقع بي في ماغازين (pv magazine).
كما يُخشى من المسامير والدبابيس والمقابض المتصلة بألواح الطاقة الشمسية المنزلية، لقدرتها على نقل التيار وتسريبه، ما قد يهدد بحدوث ماس كهربائي مع دخول عوامل أخرى مغذية للاشتعال.
أيضًا، يمكن أن تشتعل الألواح المتصلة بالكهرباء في بعض الأوقات، بسبب قوة التيار الخارج منها، الذي قد يتجاوز التصميم الكهربائي للأنظمة، كما أنه من الممكن استهلاك الكهرباء بأحجام أكبر من قدرة الأسلاك الكهربائية المحددة في سعتها، خاصة إذا كان منفذ التغذية مركبًا، أو يحتوي على منفذين يعملان في الوقت نفسه، ما قد يؤدي إلى نشوب حرائق، ويمثل ذلك أكبر عيوب الطاقة الشمسية للمنازل.
ويزداد الخطر أكثر في حالة ربط أكثر من وحدة سكنية متصلة بنظام كهربائي مستمد من ألواح الطاقة الشمسية، ما قد يتسبب بحدوث مشكلات في النظام الكهربائي للمبنى بكامله، ويزيد من مخاطر الحرائق الأوسع نطاقًا.
توفر ضوء الشمس
ضمن عيوب الطاقة الشمسية للمنازل، أن هذه التكنولوجيا ليست بالكفاءة نفسها في جميع أنحاء العالم، وتتباين كمية الطاقة التي يمكن إنتاجها بصورة كبيرة اعتمادًا على العديد من العوامل، مثل كمية وجودة الطاقة المباشرة الناتجة من ضوء الشمس الذي تتلقاه اللوحات بالإضافة إلى حجم الألواح وعددها ومواقعها.
وفي غياب ضوء الشمس، يتوقف التأثير الكهروضوئي عن الوجود، وبالتالي لا تصل أشعة الشمس إلى سطح الخلية الكهروضوئية، وبالتالي يتوقف توليد الكهرباء.
موضوعات متعلقة..
- أسعار الألواح الشمسية.. واقعها وأبرز العوامل المؤثرة في تحديدها (تقرير)
- الطاقة الشمسية على الأسطح في أميركا أمام رياح التغيير.. وهذه توقعات 2024
- تلوث الألواح الشمسية بحبوب لقاح الأشجار يقلل كفاءتها 15%
اقرأ أيضًا..
- إنتاج إيران من النفط يصعد إلى 3.45 مليون برميل يوميًا
- أسطول ناقلات النفط العراقي يترقب طفرة لدعم زيادة الصادرات
- الهند تتخلى عن الغاز المسال الأميركي بسبب توترات البحر الأحمر
