مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية وعلاقتها بالتغيرات المناخية (تقرير)
نوار صبح
تتأثر مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية بمجموعة من العوامل تشمل بيئتها الجغرافية والمناخية، ولدراسة ذلك أجرى فريق بحثي صيني مراجعة منهجية وتحليلًا تجميعيًا لتغيرات عمليات سطح الأرض المرتبطة بهذه المحطات.
وتناولت هذه المراجعة المنهجية المتغيرات المناخية التي تتأثر بتغيرات عمليات سطح الأرض الناتجة عن محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والدلالة الإحصائية لهذه التغيرات ونطاق حدوثها، والآليات الكامنة وراءها واتجاهات البحث المستقبلية التي تنبثق من الدراسات الحالية.
وبدأت المراجعة بـ4909 منشورًا متعلقًا بمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية وعمليات سطح الأرض، بحسب متابعة منصة الطاقة المتخصصة لتحديثات القطاع.
وبعد استبعاد المراجعات والتقارير والأوراق البحثية غير الإنجليزية والدراسات التي تفتقر إلى مقارنات مباشرة بين الظروف المناخية لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية والظروف المناخية الأخرى، فحصَ الباحثون 90 مقالة كاملة.
دراسات إضافة بشأن مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية
حدَّد الفريق البحثي الصيني 30 دراسة إضافية تتعلق بمواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية من قوائم المراجع، إلى جانب 27 دراسة حديثة النشر وواسعة الانتشار، وبذلك اشتملت مجموعة البيانات النهائية على 147 دراسة.
وغطّت هذه الدراسات 609 محطات كهروضوئية عاملة حول العالم، واستعملت 3 منهجيات رئيسة: الملاحظات الميدانية، والاستشعار عن بُعد، والمحاكاة العددية.
في التحليل التلوي، قيّم الفريق 11 متغيرًا مناخيًا: درجة حرارة الهواء اليومية، ودرجة حرارة الهواء في أثناء النهار، ودرجة حرارة الهواء في أثناء الليل، وسرعة الرياح، والرطوبة النسبية، والبياض، ودرجة حرارة سطح الأرض اليومية، ودرجة حرارة سطح الأرض في أثناء النهار، ودرجة حرارة سطح الأرض في أثناء الليل.
وتابع الباحثون تقييم درجة حرارة التربة، ومحتوى الماء في التربة، حسب مصادر تابعتها منصة الطاقة المتخصصة.
لاحظ الباحثون وجود تحيز جغرافي واضح، حيث تقع 93.6% من محطات الطاقة الشمسية في نصف الكرة الشمالي.
وتستحوذ الصين (316 محطة) والولايات المتحدة (104 محطات) والهند (44 محطة) على الحصص الأكبر.
أمّا فيما يتعلق بغطاء الأرض، فقد وجد الباحثون أن معظم مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المدروسة موجودة في الأراضي العشبية (208 محطات)، تليها الأراضي الجرداء (173 محطة)، ثم الأراضي الزراعية (159 محطة).
وسيطرت المناطق القاحلة على العينة، حيث تقع 27.3% من المحطات في منطقة السهوب شبه القاحلة (BS)، و31.7% في منطقة الصحراء القاحلة (BW).
المتغيرات المتعلقة بدرجة الحرارة
بالنسبة للمتغيرات المتعلقة بدرجة الحرارة، استعمل الباحثون متوسط الفرق (MD) لتحديد التغيرات المطلقة بين مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية والمواقع الأخرى.
أمّا بالنسبة لسرعة الرياح والرطوبة النسبية والبياض ومحتوى الماء في التربة، فقد استعملوا نسبة المتوسطات (ROM) لتقييم التغيرات النسبية.
عمومًا، ارتبطت مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية بزيادات طفيفة وغير ذات دلالة إحصائية في درجة حرارة الهواء اليومية (زائد 0.03 درجة مئوية)، ودرجة حرارة الهواء نهارًا (زائد 0.34 درجة مئوية)، ودرجة حرارة الهواء ليلًا (زائد 0.18 درجة مئوية)، والرطوبة النسبية (زائد 1.77%).
في المقابل، لوحظت عدّة تأثيرات ذات دلالة إحصائية، بما في ذلك انخفاض في سرعة الرياح (ناقص 29.96%) والبياض (ناقص 17.49%).
يضاف إلى ذلك انخفاض في درجة حرارة سطح الأرض اليومية (ناقص 0.44 درجة مئوية)، ودرجة حرارة سطح الأرض نهارًا (ناقص 0.90 درجة مئوية)، ودرجة حرارة التربة (ناقص 2.42 درجة مئوية)، إلى جانب زيادة ملحوظة في محتوى الماء في التربة (زائد 38.60%).
أمّا درجة حرارة سطح الأرض ليلًا، فقد شهدت انخفاضًا طفيفًا وغير ذي دلالة إحصائية (ناقص 0.08 درجة مئوية).
تقييم التغيرات في عمليات سطح الأرض
بناءً على هذه النتائج، يقترح الفريق إطارًا متكاملًا لتقييم التغيرات في عمليات سطح الأرض الناتجة عن محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
ويوضح الباحثون أن بُنيتها الأساسية تتكون من 5 وحدات: السطح الأساس، ومنهجية البحث، والمتغيرات المناخية، وعمليات سطح الأرض، ونطاق البحث.
ويشيرون إلى أن هذا الإطار يهدف إلى دعم الجهات المعنية، بما في ذلك الباحثين، ومطوري تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية، ومقيّمي الأثر البيئي، ومخططي المواقع، ووكالات الطاقة، والمصنّعين، وغيرهم من المشاركين في هذا القطاع.
وقد عُرضت نتائجهم في بحث بعنوان (تغيرات عمليات سطح الأرض الناتجة عن محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية: مراجعة منهجية وإطار عمل مستقبلي من الأدلة العالمية)، نُشر في مجلة (الجغرافيا والاستدامة).
وشارك في هذا البحث باحثون من جامعة بكين للمعلمين وجامعة تيانجين في الصين.
موضوعات متعلقة..
- الطاقة الشمسية الكهروضوئية قد تحتاج إلى 1.5% من مساحة الأراضي عالميًا
- سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية تسجل نموًا قويًا في 2022 (تقرير)
اقرأ أيضًا..
- مستجدات أسواق الغاز المسال العربية والعالمية في الربع الأول 2026 (ملف خاص)
- تقارير دورية وتغطيات لوحدة أبحاث الطاقة
- تغطية خاصة للحرب على إيران وتأثيراتها في أسواق الطاقة
المصدر:
