تُعدّ الطاقة الشمسية وسيلةً نظيفةً للغاية لتوليد الطاقة. مع ذلك، في العديد من البلدان الاستوائية التي تتمتع بوفرة أشعة الشمس وأعلى كفاءة في توليد الطاقة الشمسية، لا تُعتبر جدوى محطات الطاقة الشمسية مُرضيةً من حيث التكلفة. تُشكّل محطة الطاقة الشمسية الشكل الرئيسي لمحطات الطاقة التقليدية في مجال توليد الطاقة الشمسية. تتألف محطة الطاقة الشمسية عادةً من مئات أو حتى آلاف الألواح الشمسية، وتُزوّد عددًا كبيرًا من المنازل والشركات بالطاقة. لذلك، تتطلب محطات الطاقة الشمسية مساحات شاسعة. مع ذلك، في الدول الآسيوية ذات الكثافة السكانية العالية، كالهند وسنغافورة، تُعدّ الأراضي المتاحة لبناء محطات الطاقة الشمسية نادرةً جدًا أو باهظة الثمن، وأحيانًا كليهما.
إحدى طرق حل هذه المشكلة هي بناء محطة طاقة شمسية عائمة، حيث تُثبّت الألواح الكهربائية باستخدام قاعدة عائمة، وتُربط جميع الألواح معًا. تتميز هذه القواعد العائمة بهيكل مجوف، وتُصنع بتقنية النفخ، وتكلفتها منخفضة نسبيًا. يمكن تشبيهها بشبكة سرير مائي مصنوعة من بلاستيك متين وصلب. تشمل المواقع المناسبة لهذا النوع من محطات الطاقة الشمسية العائمة البحيرات الطبيعية، والخزانات الاصطناعية، والمناجم المهجورة، والحفر.
حافظ على موارد الأرض وأنشئ محطات طاقة عائمة على الماء
بحسب تقرير "حيث تلتقي الشمس بالماء: سوق الطاقة الشمسية العائمة" الصادر عن البنك الدولي عام 2018، يُعدّ تركيب محطات توليد الطاقة الشمسية العائمة في محطات الطاقة الكهرومائية القائمة، ولا سيما المحطات الكبيرة التي تتميز بمرونة تشغيلها، ذا أهمية بالغة. ويرى التقرير أن تركيب الألواح الشمسية يُمكن أن يزيد من إنتاج الطاقة في محطات الطاقة الكهرومائية، ويُتيح في الوقت نفسه إدارة المحطات بمرونة خلال فترات الجفاف، مما يجعلها أكثر فعالية من حيث التكلفة. وأشار التقرير إلى أن: "في المناطق ذات شبكات الكهرباء المتخلفة، مثل دول أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى وبعض الدول الآسيوية النامية، قد تكتسب محطات الطاقة الشمسية العائمة أهمية خاصة".
لا تقتصر فوائد محطات الطاقة الشمسية العائمة على استغلال المساحات غير المستغلة فحسب، بل قد تكون أكثر كفاءة من محطات الطاقة الشمسية الأرضية، إذ يُمكن للماء تبريد الألواح الكهروضوئية، مما يزيد من قدرتها على توليد الطاقة. ثانيًا، تُسهم الألواح الكهروضوئية في الحد من تبخر الماء، وهو ما يُعد ميزة كبيرة عند استخدام الماء لأغراض أخرى. ومع ازدياد قيمة موارد المياه، ستبرز هذه الميزة بشكلٍ أكبر. إضافةً إلى ذلك، تُحسّن محطات الطاقة الشمسية العائمة جودة المياه عن طريق الحد من نمو الطحالب.
التطبيقات الناضجة لمحطات الطاقة العائمة في العالم
أصبحت محطات الطاقة الشمسية العائمة واقعًا ملموسًا. في الواقع، بُنيت أول محطة طاقة شمسية عائمة لأغراض تجريبية في اليابان عام 2007، وتم تركيب أول محطة طاقة تجارية على خزان مائي في كاليفورنيا عام 2008، بقدرة اسمية تبلغ 175 كيلوواط. حاليًا، تتسارع وتيرة بناء المحطات العائمة...تتسارع وتيرة إنشاء محطات الطاقة الشمسية: فقد تم تركيب أول محطة طاقة بقدرة 10 ميغاواط بنجاح في عام 2016. وبحلول عام 2018، بلغ إجمالي القدرة المركبة لأنظمة الخلايا الكهروضوئية العائمة العالمية 1314 ميغاواط، مقارنة بـ 11 ميغاواط فقط قبل سبع سنوات.
بحسب بيانات البنك الدولي، توجد أكثر من 400 ألف كيلومتر مربع من الخزانات الاصطناعية في العالم، ما يعني أن محطات الطاقة الشمسية العائمة، من حيث المساحة المتاحة، تمتلك نظرياً قدرة مركبة تصل إلى مستوى التيراواط. وأشار التقرير إلى أنه "بناءً على حساب موارد المياه الاصطناعية المتاحة، يُقدّر، بشكل متحفظ، أن القدرة المركبة لمحطات الطاقة الشمسية العائمة عالمياً قد تتجاوز 400 جيجاواط، وهو ما يعادل إجمالي القدرة المركبة العالمية للطاقة الكهروضوئية في عام 2017". وبعد محطات الطاقة البرية وأنظمة الطاقة الكهروضوئية المدمجة في المباني، أصبحت محطات الطاقة الشمسية العائمة ثالث أكبر طريقة لتوليد الطاقة الكهروضوئية.
تُصنع الأجسام العائمة من نوعي البولي إيثيلين والبولي بروبيلين، وتضمن المركبات المصنوعة من هذه المواد ثباتًا ودعمًا قويًا للألواح الشمسية على سطح الماء لفترات طويلة. تتميز هذه المواد بمقاومة عالية للتلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية، وهو أمر بالغ الأهمية لهذا التطبيق. في اختبار التقادم المُعجّل وفقًا للمعايير الدولية، تجاوزت مقاومتها لتشقق الإجهاد البيئي (ESCR) 3000 ساعة، ما يعني أنها قادرة على العمل لأكثر من 25 عامًا في الواقع. إضافةً إلى ذلك، تتميز هذه المواد بمقاومة عالية للزحف، ما يضمن عدم تمدد الأجزاء تحت الضغط المستمر، وبالتالي الحفاظ على متانة هيكل الجسم العائم. طورت سابك خصيصًا نوع البولي إيثيلين عالي الكثافة SABIC B5308 لعوامات أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المائية، والذي يلبي جميع متطلبات الأداء في عمليات التصنيع والاستخدام المذكورة. وقد حظي هذا المنتج بتقدير العديد من الشركات المتخصصة في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المائية. مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة B5308 هي مادة بوليمرية متعددة الأنماط ذات توزيع وزن جزيئي مميز، تتميز بخصائص معالجة وأداء فريدة. تتمتع بمقاومة ممتازة للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي، وخصائص ميكانيكية فائقة، وتوازن مثالي بين المتانة والصلابة (وهو أمر يصعب تحقيقه في البلاستيك)، بالإضافة إلى عمر خدمة طويل وسهولة في عملية التشكيل بالنفخ. مع تزايد الضغط على إنتاج الطاقة النظيفة، تتوقع سابك تسارع وتيرة تركيب محطات الطاقة الكهروضوئية العائمة. وقد أطلقت سابك بالفعل مشاريع لمحطات الطاقة الكهروضوئية العائمة في اليابان والصين. وتؤمن سابك بأن حلولها البوليمرية ستكون المفتاح لإطلاق العنان لإمكانات تقنية الطاقة الكهروضوئية العائمة.
حلول شركة جويل للآلات الشمسية العائمة والمثبتة
في الوقت الحاضر، تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية العائمة المركبة بشكل عام الجسم العائم الرئيسي والجسم العائم المساعد، ويتراوح حجمهما من 50 لترًا إلى 300 لتر، ويتم إنتاج هذه الأجسام العائمة بواسطة معدات التشكيل بالنفخ واسعة النطاق.
ماكينة نفخ القوالب المخصصة JWZ-BM160/230
تعتمد هذه الآلة على نظام بثق لولبي عالي الكفاءة مصمم خصيصًا، وقالب تخزين، وجهاز مؤازر موفر للطاقة، ونظام تحكم PLC مستورد، ويتم تخصيص نموذج خاص وفقًا لهيكل المنتج لضمان إنتاج المعدات بكفاءة واستقرار.
تاريخ النشر: 2 أغسطس 2022