يوجد أكثر من مليون كيلومتر من خطوط السكك الحديدية في العالم، يمكن أن يكون أكثر من 50 % من السكك الحديدية في العالم قادرة على إنتاج الطاقة عن طريق تركيب الألواح الشمسية “مثل السجاد” على مسارات السكك الحديدية .
الفكرة بدأن من سويسرا لأول مرة في العالم، حيث حصلت شركة Sun-Ways السويسرية الناشئة على الضوء الأخضر لبدء مشروع تجريبي مدته ثلاث سنوات في كانتون نوشاتيل الغربي، ومن المقرر أن يبدأ العمل في ربيع عام 2025.
وبما أن أزمة المناخ تتطلب منا تسريع التحول في مجال الطاقة في أوروبا، فقد بدأ المطورون في رؤية إمكانات جديدة في الأسطح غير العادية.
وتجد جوانب الطرق والخزانات المائية والمزارع مكاناً لأنظمة الطاقة الشمسية، كما تقوم شركات أخرى بتجربة إضافة عناصر الطاقة الكهروضوئية إلى عوارض السكك الحديدية أيضاً.
ولكن شركة Sun-Ways هي الأولى في الحصول على براءة اختراع لنظام قابل للإزالة، وذلك بمساعدة EPFL، المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان.
وقال جوزيف سكوديري، الرئيس التنفيذي لشركة صن وايز،”ستكون هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تركيب الألواح الشمسية على مسار للسكك الحديدية مع مرور القطارات فوقها”.
يعد الابتكار القابل للإزالة أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لضرورة تنظيف مسارات السكك الحديدية من وقت لآخر لإجراء أعمال الصيانة الأساسية.
كيف يتم إضافة الألواح الشمسية إلى المسارات؟
وستستخدم الشركة السويسرية نظامًا ميكانيكيًا لتثبيت الألواح الشمسية القابلة للإزالة .
سوف يسير قطار طورته شركة صيانة السكك الحديدية السويسرية “شوتشر” على طول القضبان، ويضع ألواحًا كهروضوئية أثناء سيره، ويقول صن وايز: “إنه يشبه السجادة المفروشة”.
ويستخدم القطار المصمم خصيصًا آلية مكبس لنشر الألواح التي يبلغ عرضها مترًا واحدًا، والتي تم تجميعها مسبقًا في مصنع سويسري، ويزعم أنه قادر على تركيب ما يصل إلى 1000 متر مربع من الألواح الشمسية يوميًا.
كانت الطريق إلى الحصول على موافقة السلطات شاقة، فقد رفض المكتب الفيدرالي للنقل الطلب العام الماضي كإجراء احترازي، ولكن بعد عشرة أشهر من بناء واختبار النماذج الأولية، حصلت شركة Sun-Ways على تصريح لبدء تطبيق التكنولوجيا على خط مفتوح في نوشاتيل.
خلال مرحلة الاختبار التي تستمر لمدة ثلاث سنوات، سيتم إضافة 48 لوحة إلى قسم بطول 100 متر من المسار الذي تديره شركة transN، شركة النقل العام في الكانتون، بتكلفة تبلغ حوالي 585 ألف فرنك سويسري (623 ألف يورو).
سيتم تغذية الكهرباء المنتجة بواسطة نظام الطاقة الكهروضوئية إلى شبكة الكهرباء واستخدامها لتشغيل المنازل، حيث أن تزويدها بعمليات السكك الحديدية سيكون عملية أكثر تعقيدًا.
ما مقدار الطاقة التي تستطيع الألواح الشمسية المثبتة على خطوط السكك الحديدية إنتاجها؟
لدى الشركة الناشئة طموحات كبيرة فيما يتعلق بالابتكار البيئي. من الناحية النظرية، يمكن نشر الألواح الشمسية على طول شبكة السكك الحديدية في سويسرا والتي يبلغ طولها 5317 كيلومترًا، ستغطي الخلايا الكهروضوئية مساحة تعادل حوالي 760 ملعبًا لكرة القدم.
من الواضح أنه لن يكون هناك جدوى من تمديد السجادة الشمسية إلى الأنفاق .
وتشير تقديرات شركة صن وايز إلى أن شبكة السكك الحديدية الوطنية يمكن أن تنتج تيراواط/ساعة (TWh) من الطاقة الشمسية سنوياً، وهو ما يعادل نحو 2% من إجمالي استهلاك الطاقة في سويسرا .
وبالإضافة إلى سويسرا، تشارك الشركة في مشاريع مماثلة يتم التخطيط لها في إسبانيا ورومانيا وكوريا الجنوبية.
قال باتيست دانيشرت، أحد مؤسسي شركة Sun-Ways، العام الماضي: “يوجد أكثر من مليون كيلومتر من خطوط السكك الحديدية في العالم”، “نعتقد أن 50 بالمائة من السكك الحديدية في العالم يمكن أن تكون مجهزة بنظامنا”.
التحديات
ولكن لا يزال أمام الشركة الكثير لتثبته من خلال مشروعها التجريبي.
فقد أعرب الاتحاد الدولي للسكك الحديدية في وقت سابق عن قلقه من أن الألواح قد تعاني من تشققات مجهرية، مما يؤدي إلى زيادة خطر اندلاع الحرائق في المناطق الخضراء، بل وحتى تشتيت انتباه سائقي القطارات بسبب الانعكاسات.
وقالت شركة صن وايز إن ألواحها أكثر مقاومة من الألواح التقليدية ويمكن أن تحتوي على مرشح مضاد للانعكاس لإبعادها عن أعين سائقي القطارات.
وتضمن أجهزة الاستشعار المدمجة أيضًا عملها بشكل صحيح بينما تعمل الفرش المثبتة في نهاية القطارات على إزالة الأوساخ من سطح الألواح.
أشار البعض إلى أن الجليد وتساقط الثلوج قد يمنع الألواح الأفقية من أن تكون مفيدة، لكن شركة Sun-Ways لديها حل لهذه المشكلة أيضًا، فهي تعمل على نظام لإذابة الأمطار المتجمدة.
