هل يتأثر توليد الطاقة الشمسية في أميركا بحرائق الغابات؟.. الأرقام تكشف عن المخاطر

بات توليد الطاقة الشمسية في أميركا رهانًا حاسمًا في سباق تحول الطاقة وتحقيق الحياد الكربوني، لكن الطريق ليس ممهدًا كما يبدو، إذ يبرز تحدٍ جديد يهدد بعرقلة هذا المسار، ويتمثّل في حرائق الغابات والدخان الكثيف الذي يحجب أشعة الشمس قبل أن تصل إلى الألواح الكهروضوئية.

في هذا السياق، أظهر تقرير حديث، اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة (مقرّها واشنطن)، أن الدخان المنبعث من هذه الحرائق يمكن أن يخفض توليد الطاقة الشمسية بنسبة تصل إلى 61%، وهو رقم كفيل بزعزعة خطط تحول الطاقة.

وأكد التقرير أن حرائق الغابات تُشكِّل تهديدًا خفيًا للطاقة المتجددة، ولا سيما أن الأضرار لا تقتصر على البيئة والمجتمع، بل تمتد إلى كفاءة الألواح الشمسية.

وفي ظل هذا التحدي، أصبح التخطيط الدقيق لاختيار مواقع محطات الطاقة الشمسية بعيدًا عن تهديدات الحرائق والتغيرات المناخية ضرورة لضمان استقرار شبكة الكهرباء.

أهداف توليد الطاقة الشمسية في أميركا

تستهدف خطط تحول الطاقة والحياد الكربوني طويلة المدة في الولايات المتحدة، رفع مساهمة الطاقة الشمسية في مزيج الكهرباء من 4% إلى 45% بحلول عام 2050.

وشهد توليد الطاقة الشمسية في أميركا طفرة غير مسبوقة، مدفوعةً بتحسن كفاءة تحويل الكهرباء في تقنيات الخلايا الشمسية؛ ما أدّى إلى خفض تكاليف الألواح الشمسية على نطاق المرافق بنسبة 82.1%، مع توقعات بمزيد من الانخفاض في المستقبل.

إلا أن تفاقم حرائق الغابات في الولايات المتحدة والدخان الكثيف، كما تجلّى بوضوح في الكارثة التي ضربت لوس أنجلوس خلال الشهر الماضي، يؤثران في كفاءة الألواح الشمسية.

ووفقًا لتقرير صادر عن موقع إلكتروبيدجس -المتخصص في تغطية الصناعات الإلكترونية- يُقيم أداء الخلايا الشمسية استنادًا إلى كمية الإشعاع الشمسي المباشر (DNI) والإشعاع الشمسي الأفقي العالمي (GHI) الذي تتلقاه المنطقة.

وتعتمد المزارع الشمسية على آليتين لتوليد الكهرباء: الطاقة الحرارية الشمسية المركزة (CSP) التي تقوم على الإشعاع المباشر، والتوليد الكهروضوئي (PV) الذي يعتمد على الإشعاع الأفقي.

ويشكل التلوث الناجم عن الأنشطة البشرية والغبار تهديدًا لتوليد الكهرباء من الخلايا الشمسية، إذ يتسببان في امتصاص الضوء وتشتته؛ ما يقلل من الإشعاع الذي يصل إلى الألواح الشمسية.

كما أشار التقرير إلى أن تراكم الجسيمات على السطح يحد من قدرة الخلايا الشمسية على توليد الكهرباء بنسبة 50%، وفق ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

ويُعتقد أن تأثير التلوث في بعض المناطق يعادل تأثير السماء الملبدة بالغيوم؛ ما يجعل حرائق الغابات والدخان الناتج يؤثران في كفاءة الخلايا الشمسية بشدة.

تداعيات الحرائق على توليد الطاقة الشمسية في أميركا

منذ ثمانينيات القرن الـ20، أدّى تغير المناخ إلى تمديد مواسم حرائق الغابات في الولايات المتحدة؛ بسبب ارتفاع درجات الحرارة وذوبان الجليد، وسط توقعات بتفاقمها خلال السنوات المقبلة.

وتشهد الولايات المتحدة تزايدًا في نشاط الحرائق، خصوصًا في المناطق الجنوبية الغربية والشمالية الغربية؛ حيث تتوافر إمكانات كبيرة لتنفيذ مشروعات الطاقة الشمسية، لكنها أصبحت عرضة لتأثيرات حرائق الغابات المتكررة، فالدخان الناتج عن هذه الحرائق يمكن أن ينتقل لمسافات طويلة، ويؤثر في جودة الهواء بمناطق شاسعة.

وبحسب الدراسات، يمكن أن يحد دخان الحرائق من توليد الطاقة الشمسية في أميركا، فعلى سبيل المثال:

• في إسبانيا، خفض دخان حرائق الغابات إنتاج الألواح الكهروضوئية بنسبة 34% خلال يومين فقط.
• أما الولايات المتحدة؛ فقد أثّرت حرائق الغابات خلال عام 2018 في إنتاج الكهرباء من الألواح الكهروضوئية بنسبة 8.3%، وفي 2020 بنسبة تتراوح بين 10% و50%.

حلول لضمان توليد الطاقة الشمسية في أميركا

سلّط التقرير الضوء على دراسة بحثية حول تأثير دخان حرائق الغابات في كمية الإشعاع الشمسي المتاحة للطاقة الشمسية على المستويات الوطنية والإقليمية والمحلية.

وتوصّلت الدراسة إلى النتائج التالية:

• دخان حرائق الغابات يتسبّب في انخفاض كبير بالإشعاع الشمسي على مختلف المستويات الوطنية والإقليمية والمحلية.
• الإشعاع الشمسي يقل كلما زاد مستوى الدخان.
• الإشعاع المباشر أكثر تأثرًا بالدخان مقارنة بالإشعاع الأفقي.
• في المناطق القريبة من الحرائق، يمكن أن تتعرض الخلايا الشمسية إلى متوسط خسارة يصل إلى 61% في الإشعاع المباشر، و25% في الإشعاع الأفقي على مدى الشهر.

وأكد التقرير ضرورة إضافة المزيد من أنظمة تخزين الكهرباء؛ كونها من الحلول الفاعلة لمواجهة انخفاض توليد الطاقة الشمسية في أميركا؛ نتيجة للدخان الناتج عن حرائق الغابات، بحسب ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

فهذه البطاريات تسهم في توفير الكهرباء خلال أوقات انخفاض الإشعاع الشمسي؛ ما يعزز استقرار الشبكة لحين السيطرة على الحرائق وتخفيف تأثيراتها.

وأوضح التقرير أنه من أجل تنفيذ مشروعات جديدة للطاقة الشمسية واسعة النطاق وتحديد مواقع مناسبة لها، يجب دمج تأثير الدخان الناتج عن الحرائق في الإشعاع الشمسي مع التوقعات المتعلقة بمدى تعرض المناطق للحرائق وظروف الغيوم.

موضوعات متعلقة..

• من المسؤول عن حرائق الغابات في كاليفورنيا؟.. صناعة النفط وتغير المناخ خارج قفص الاتهام
• حرائق الغابات في كاليفورنيا خارج السيطرة.. انقطاع الكهرباء وإخلاء المنازل
• الطاقة الشمسية تنافس الرياح على توليد كهرباء موثوقة بتكلفة معقولة (تقرير)

اقرأ أيضًا..

• تعرفة ترمب الجمركية تهدّد سلاسل توريد صناعة السيارات وتنذر بارتفاع الأسعار (تقرير)
• السعودية تتصدر أكبر الدول العربية في احتياطيات الذهب.. كم تمتلك مصر ولبنان؟
• واردات النفط الأميركية من 5 دول عربية تتجاوز 17 مليار دولار عام 2024

المصدر:

• تداعيات حرائق الغابات على توليد الطاقة الشمسية في أميركا من إلكتروبيدجس