يتطلب تشغيل مشاريع الخلايا الشمسية المركزة (CPV) في المناطق الصحراوية استراتيجيات تبريد متقدمة للحفاظ على استقرار إنتاج الكهرباء وتفادي تأثيرات درجات الحرارة المرتفعة خلال أشهر الصيف.
وفي هذا الصدد، نشرت مجلة "إنرجيز ميديا" الأمريكية دراسة علمية توضح تأثير حرارة الصيف في مدينة الرياض على كفاءة الخلايا الشمسية؛ إذ يؤدي تجاوز حرارة الخلايا حاجز 70 درجة مئوية إلى انخفاض أدائها المباشر مقارنة بمدن أبرد مثل كوبنهاغن الدنماركية، والتي تحقق بدورها قدرة كهربائية أعلى في ذروة الصيف.
ومن جانبهم، أكد فريق الباحثين ضرورة تطوير حلول فعالة لإدارة الحرارة صيفاً، مشيرين إلى أن البيئة الصحراوية تظل من أفضل بيئات التشغيل عالمياً على مدار السنة، شريطة تطبيق نظم التبريد المناسبة.
ابتكارات تبريد الخلايا الشمسية
التجارب العملية أثمرت عن ابتكار تقنية تبريد جديدة تعتمد على مادة مركبة منخفضة التكلفة؛ حيث اختُبر تشغيلها في بيئة الصحراء السعودية بنجاح لعدة أسابيع، مما أظهر قدرتها على إطالة العمر التشغيلي للخلايا الشمسية وزيادة طاقتها الإنتاجية في المملكة بنسبة 12.9%. Ajel
علاوة على ذلك، تنبع أهمية هذه التطويرات كاستجابة مباشرة للتحديات التي يفرضها تجاوز حرارة الخلايا لحاجز 70 درجة مئوية صيفاً، وهو ما يسبب انخفاضاً مباشراً في كفاءتها، ويهدف تطوير نظم الإدارة الحرارية إلى الحفاظ على المكتسبات الإنتاجية المرتفعة التي تسجلها الرياض، خصوصاً مع تفوقها الشتوي بإنتاج 20% إضافية من الطاقة مقارنة بفترات العام الأخرى. Alsaudi
مقارنة أداء الخلايا الشمسية صيفاً وشتاءً
أوضحت المجلة أن الدراسة اعتمدت على مقارنة أداء الخلايا الشمسية المركزة في ثلاث مدن مختلفة، وذلك لتحديد تباين الكفاءة الإنتاجية بين الفصول.
| المدينة | الأداء خلال الصيف | الأداء خلال الشتاء |
|---|---|---|
| الرياض | انخفاض الكفاءة لتجاوز الحرارة 70 درجة مئوية | إنتاج طاقة كهربائية إضافية بنسبة 20% |
| كوبنهاغن | تحقيق قدرة كهربائية أعلى بفضل الأجواء الأبرد | إنتاج طاقة أقل مقارنة بمدينة الرياض |
| باليرمو | - | إنتاج طاقة أقل مقارنة بمدينة الرياض |
أسباب التفوق الشتوي في الرياض
أثبتت الدراسة تفوق مدينة الرياض خلال فصل الشتاء في إنتاج الطاقة عبر الخلايا الشمسية المركزة مقارنة بمدينتي باليرمو وكوبنهاغن، ويرجع هذا الارتفاع إلى العوامل التالية:
- وفرة وقوة الإشعاع الشمسي المباشر.
- اعتدال درجات الحرارة خلال هذا الفصل.
التقييم العلمي للبيئة الصحراوية
النتائج المسجلة لا تعني تفوق المناطق الباردة عموماً في إنتاج الطاقة الشمسية، بحسب ما أكده الباحثون، بل ترتبط حصراً بخصائص تقنية الخلايا الشمسية المركزة (CPV).
وتجدر الإشارة إلى أن هذه التقنية تعتمد على تركيز أشعة الشمس باستخدام عدسات أو مرايا، وتتسم بحساسية عالية تجاه ارتفاع درجة حرارة الخلايا؛ مما يفرض ضرورة تطوير تقنيات لإدارة الحرارة لضمان الكفاءة طوال أشهر العام في المناطق الصحراوية.
💬 النقاش
لا توجد مشاركات بعد. كن أول من يشارك!