كتب مصطفى شعبان
في ظل خطط التوسع في استخدام الطاقة الشمسية بشتى مجالات الحياة، ودعم محطات إنتاج الطاقة الشمسية الصغيرة، ونشر مشروعات تركيب محطات الطاقة الشمسية لرفع نسبة مساهمة الطاقة الجديدة في مزيج الطاقة والمخطط له 42% بحلول 2035، إلا أن دائما كان يقف العائق الاقتصادي وارتفاع التكلفة أمام خطط التوسع للمحطات الشمسية خاصة في ظل استيراد أغلب مكونات هذه المحطات بما فيها الأفكار والجوانب الفنية من الخارج.
لكن المهندس رامي أحمد محمد إبراهيم، قدم مؤخرا حلا اقتصاديا جديدا يتناسب وظروف البيئة يقلل التكلفة من جانب وبتكنولوجيا جديدة، وكذلك بزيادة قدرات الطاقة الناتجة عن الألواح الطاقة الشمسية في حدود من 20 % إلى 30 %، وهو البحث الذي حصل فيه على درجة الدكتوراه من هندسة بنها مؤخرا.
وتضمن البحث بعنوان “حل اقتصادي جديد لتحسين أداء محطات الطاقة الشمسية باستخدام العواكس الشمسية”، أن إحدى طرق تقليل التكلفة المرتفعة لكل كيلو وات في الساعة لتحسين أداء أنظمة الوحدات الكهروضوئية، في استخدام المواد العاكسة منخفضة التكلفة، حيث تعكس هذه المواد شدة الضوء على كامل سطح اللوح الشمسي، بما يولد المزيد من الإلكترونات، وبالتالي تزيد الطاقة الناتجة للوح الطاقة الشمسية.
ولكن كنتيجة لزيادة إشعاع الضوء لفترة أطول هي ارتفاع درجة الحرارة للوح الشمسي التي من شأنها أن تقلل عكسيا من جهد الدائرة المفتوحة (Voc)، وتقلل من الكفاءة، لكن الإشعاع المنعكس سيزيد من الكفاءة بطريقة أخرى أكثر فعالية من هذا النقص.
عرض البحث الذي نال عنه الباحث درجة الدكتوراه، تحت إشراف د. غادة عامر وكيل كلية هندسة بنها، أن الفرق في أداء كفاءة نظام طاقة شمسية فوتوفولتية PV ، دون استخدام الألواح العاكسة، بالإضافة لاستخدام الألواح العاكسة، تم قياس قيم تيار الدائرة القصيرة والجهد المفتوح في ظل ظروف مختلفة لكلتا الحالتين، وتم حساب الطاقة المنتجة ومقارنتها بالنتائج قبل وبعد استخدام الألواح العاكسة، حيث أمكن الحصول على نتائج متميزة من خلال الألواح العاكسة المثبتة مع وحدات PV.
يعد النموذج مثالاً لتقليل التعقيد والتكلفة مقارنة بأنظمة تتبع أشعة الشمس الأوتوماتيكية واليدوية، سيكون استخدام المواد العاكسة اقتصاديًا مقارنة بأنظمة تتبع أشعة الشمس أو حتى إضافة المزيد من اللوحات الشمسية إلى النظام، بالإضافة إلى ذلك، سهولة تثبيت الألواح العاكسة، كما إنها فعالة من حيث التكلفة وكذلك لا تحتاج إلى أي صيانة أخرى كغيرها من المعدات المعقدة.
وتوصل الباحث الذى قدم بحثه كجزء من متطلبات الحصول على درجة دكتوراه الفلسفة في العلوم الهندسية، إلى أن تعزيز الطاقة المولدة من الأنظمة الكهروضوئية دون إضافة لوحات إضافية بنسبة في حدود من 20% إلى 30 %، مع تقليل مساحة المسطح اللازمة لتثبيت الألواح الكهروضوئية، وخفض تكلفة نظام الطاقة الكهروضوئية، وتطوير وتلبية احتياجات المجتمع المصري، في مجال الطاقة النظيفة.
البحث يعتبر دراسة تطبيقية مهمة ضمن أولويات استراتيجية مصر 2030، وتحسين أنظمة الطاقة النظيفة، وبهذه الطريقة الاقتصادية التي يمكن نشرها في المناطق المختلفة، ومنها الريفية والزراعية، وكذا المناطق الصناعية الصغيرة، تساهم الدولة في تشجيع المواطنين على التوسع في استخدام الطاقة الجديدة ونشر ثقافة الاكتفاء الذاتي من الطاقة للأفراد، والوحدات الصغيرة والمتوسطة، وبالتالي تقليص الاعتماد على الطاقة المنتجة من الوقود الحفري، وما يصحبه من تكلفة عالية وتهديدات بالنضوب فضلا عن تأثيره الضار على البيئة.
البحث الذي نال درجة الدكتوراه من لجنة برئاسة د. أسامة السيد جودة، الأستاذ بهندسة القاهرة، وعضوية، د. محمد أحمد مصطفى حسن بهندسة القاهرة، حيث قدم مثال حي لكيفية تضييق الفجوة بين إنتاج واستهلاك الطاقة الكهربية في مصر، مع تفير التكلف، ويساهم في طريق التنمية المستدامة والوصول بمصر إلى أهداف مصر 2030.
