مزارع الطاقة الشمسية أكثر ابتكارا .. ألواح شمسية فوق المواقف والجراجات والمولات واليخوت والبحار

ومن المتوقع أن تهيمن الطاقة الشمسية على أسواق الكهرباء العالمية في العقود القليلة المقبلة، وتمثل بالفعل ثلاثة أرباع قدرة الطاقة المتجددة، وفقا لوكالة الطاقة الدولية، هذا العام، تتوقع بلومبرج إن إي إف أن يرتفع إنتاج الطاقة الشمسية بنسبة 25٪ أخرى، مما يضيف أكثر من 500 جيجاوات من القدرة.

كل تلك الطاقة الشمسية تحتاج إلى مساحة كبيرة، يتطلب توليد قدرة ميجاوات واحدة فقط ما لا يقل عن خمسة أفدنة، مما يعني أن مشروع بقدرة 200 ميجاوات (حوالي 3000 لوحة) يشغل مساحة تعادل مساحة 550 ملعبًا لكرة القدم الأمريكية. وهذه الحسابات هي أحد الأسباب التي تجعل الصين – أكبر سوق للطاقة الشمسية في العالم – تستضيف العديد من المشاريع في المناطق الصحراوية النائية.

ولهذا السبب أيضًا تتوقع وكالة الطاقة الدولية، أن تتوسع الطاقة الشمسية على الأسطح والمساكن بشكل أسرع من المزارع هذا العام.

تقول بوني هيبل، مفوضة وزارة الطاقة في ماساتشوستس: “إنه أمر رائع أن يكون لدينا [ منشآت للطاقة الشمسية ] في مجتمعاتنا”، “فإن معرفة من أين تأتي قوتك يمنح الناس حافزًا أكبر لإجراء أنواع التغييرات في حياتهم اليومية التي نطلب منهم القيام بها”.

ومع اكتساب الطاقة الشمسية زخمًا، أصبح روادها أكثر إبداعًا بشأن مكان وضع الألواح، هناك ألواح شمسية فوق المتاجر الكبيرة، وألواح شمسية على اليخوت، ومزارع شمسية تطفو، هناك لوحات صغيرة بما يكفي للعمل على الشرفة وحتى صغيرة بما يكفي لتوصيلها بالهاتف الذكي، ولتقليل تطهير الأراضي، يعمل المهندسون أيضًا على دمج التكنولوجيا في البنية التحتية الحالية.

من مدافن النفايات إلى المنشآت الفنية، إليك خمسة أماكن غير متوقعة يمكنك العثور فيها على مزرعة للطاقة الشمسية – أو على الأقل بعض الألواح الموضوعة في مواقع استراتيجية.

مواقف السيارات والجراجات

تتطلب مواقف السيارات والجراجات مساحة كبيرة، يقول بن جونز، نائب رئيس التصميم والهندسة في شركة DSD Renewables ومقرها نيويورك، إن إضافة مظلة شمسية يمكن أن توفر الظل والسلامة والشحن السلس للمركبات الكهربائية. تقف DSD وراء مشروع لإضافة مظلات شمسية إلى 16 موقفًا للسيارات ومرآبًا في جامعة روتجرز في نيوجيرسي، وقد قامت بتركيب ما يقرب من 200 ميجاوات من مشاريع المظلات في جميع أنحاء الولايات المتحدة منذ تأسيسها في عام 2019.

وهي أيضًا مهندس مشروع المظلة بقدرة 6.5 ميجاوات في كازينوهات Caesars Entertainment في أتلانتيك سيتي، نيو جيرسي. يوفر المشروع حوالي 6% من الطاقة التي يستخدمها الكازينو، مع توفير الظل أيضًا للسطح العلوي لمرآب السيارات.

يقول جونز إن مشاريع المظلات تستخدم الأراضي بكفاءة ويمكن أن تساهم أيضًا بشكل مفيد في تحقيق أهداف الطاقة المتجددة للشركة أو البلدية. ويقول: “إنه بيان يندمج بشكل جيد، ولكنه يقلل أيضًا من نفقات التشغيل”.

 ملاعب الجولف

يمكن أن تكون ملاعب الجولف المغلقة مواقع مثالية لمزارع الطاقة الشمسية. هناك عمل أقل مطلوب لتطهير الأرض، وتميل التضاريس إلى أن تكون مسطحة نسبيًا. هناك أيضًا بعض العدالة الشعرية في تركيب الطاقة المتجددة في الأماكن التي كانت تستهلك موارد المياه وتضر بالتنوع البيولوجي المحلي.

في كالفيرتون، لونغ آيلاند، يعد ملعب كالفيرتون لينكس للجولف موطنًا لمشروع للطاقة الشمسية بقدرة 23 ميجاوات تقريبًا تم افتتاحه في عام 2022، بعد تسع سنوات من إغلاق الملعب للعمل. المشروع مملوك لشركة National Grid Ventures، ذراع رأس المال الاستثماري لشركة National Grid، التي تدير شبكات الطاقة في المملكة المتحدة والولايات المتحدة.

يقول ويل هازيليب، رئيس شركة National Grid Ventures Northeast، إن مفاتيح العثور على ملعب جولف مثالي للطاقة الشمسية هي السعر المعقول والقرب من البنية التحتية للشبكة.

يقول: “أنت قريب من الطلب وهناك مساحة كبيرة”، “التحدي هو العثور على هذا المزيج الدقيق”.

مزارع الطاقة الشمسية العائمة

وللتغلب على القيود المفروضة على الأراضي بشكل كامل، تقوم العديد من البلدان بتجربة مزارع الطاقة الشمسية العائمة. في حين أن التكاليف يمكن أن تكون مرتفعة بنسبة 40٪ أكثر من مزارع الأراضي، وفقًا لـ BloombergNEF، إلا أن الأسطح المسطحة الكبيرة مع الوصول المستمر لأشعة الشمس تعتبر أمرًا مقنعًا.

تم إنشاء مئات المشاريع العائمة على البحيرات والخزانات حول العالم. تمتلك اليابان العشرات من المصفوفات العائمة الأصغر حجمًا، وقد أضافت الهند عمليات كبيرة، وتم بناء مرافق في دول تشمل كولومبيا وإسرائيل وغانا. في العام الماضي، بدأ تشغيل أكبر مشروع للطاقة الشمسية العائمة في الولايات المتحدة في نيوجيرسي، حيث يولد ما يكفي من الطاقة لتزويد 1400 منزل بالطاقة.

وفي الصين، تضم مزرعة الطاقة الشمسية العائمة الضخمة في هواينان بمقاطعة آنهوي الشرقية أكثر من 500 ألف لوح ــ وهو ما يكفي لتوليد الطاقة لأكثر من 100 ألف منزل. يبلغ حجم أسطول الألواح 400 ملعب كرة قدم ويمتد عبر بحيرة اصطناعية تقع فوق منجم فحم سابق (عدالة أكثر شعرية).

لا تولد المزارع العائمة بالضرورة كهرباء أكثر من تلك الموجودة على الأرض، لكن دراسة نشرت في مجلة Nature Sustainability وجدت أن أكثر من 6000 نظام طاقة محلي حول العالم يمكن أن تكون مكتفية ذاتيًا تمامًا من خلال المزارع العائمة.

مدافن النفايات ومواقع الوقود الأحفوري التي تم إيقاف تشغيلها

نظرًا لأن تغير المناخ يدفع إلى التحول من الوقود الأحفوري إلى الطاقة المتجددة، فإن هناك عددًا متزايدًا من الفرص لتحقيق هذا التحول بشكل مباشر: يقول توماس بيرن، إن مواقع الوقود الأحفوري التي تم إيقاف تشغيلها، والتي يمكنها بالفعل الوصول إلى شبكات الطاقة المحلية، تعد مرشحة ممتازة لمزارع الطاقة الشمسية، الرئيس التنفيذي لشركة CleanCapital للطاقة المتجددة ومقرها نيويورك.

يقول بيرن: “يا لها من قصة رائعة أن تكون قادرًا على القول: “لقد تجاهل الجميع قطعة الأرض هذه، لكننا الآن نستخدمها مرة أخرى لتشغيل المستقبل”، تمتلك شركة CleanCapital وتدير 300 ميجاوات من الطاقة الشمسية، بما في ذلك مزرعة للطاقة الشمسية في مصنع سابق للصلب في بوفالو، نيويورك.

وفي الولايات المتحدة، يتضمن قانون الحد من التضخم الذي تم إقراره في عام 2022 حوافز للشركات لبناء مشاريع الطاقة الشمسية في مدافن النفايات والمنشآت الصناعية التي توقفت عن التشغيل والتي تصبح فرص إعادة استخدامها محدودة للغاية، في العام الماضي، قدمت وكالة حماية البيئة الأميركية برنامجاً لتعزيز ومساعدة هذا النوع من التحولات.

يقول جونز من DSD، التي افتتحت مزرعة للطاقة الشمسية بقدرة 4.3 ميجاوات في مكب النفايات العام الماضي في بيثيل، نيويورك : “إنها مساحة ميتة ولا يمكن البناء عليها بطريقة أخرى، يمكنك أيضًا بناء مزرعة للطاقة الشمسية” ، أكثر من نصف الطاقة المولدة تزود السكان المحليين والشركات.

ولاية ماساتشوستس، التي تقدم حوافز ضريبية خاصة بها للمطورين لتثبيت الطاقة الشمسية في الحقول البنية، تقود حاليا الولايات المتحدة في مثل هذه التركيبات؛ وتمتلك الولاية 92 مزرعة للطاقة الشمسية في مدافن النفايات المغلقة، بإجمالي قدرة 256 ميجاوات.

وفي عام 2022، عوضت مدافن النفايات الشمسية أكثر من 62 ألف طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وفقًا لوزارة الطاقة في ولاية ماساتشوستس.

الفن الشمسي

الفنانة إليزابيث مونويان والمهندس المعماري روبرت فيري هما الثنائي الزوج والزوجة وراء Land Art Generator، وهي منظمة تعقد مسابقات لمصممي الفن الشمسي وتربط الفائزين بالمجتمعات التي تقدم المنح الفنية العامة، بدأت شركة Land Art Generator في عام 2008، ولديها الآن أكثر من 1500 فكرة فنية تقوم بتسويقها للمجتمعات حول العالم.

في سان أنطونيو، عملت Land Art Generator مع مدرسة JT Brackenridge الابتدائية لإنشاء لوحة جدارية شمسية تحتفل بتاريخ المجتمع، إن الفن المطبوع على الألواح – صورة فصل 1906 وفصل الصف الخامس عام 2020 – يقتطع فقط 4٪ من الطاقة التي كان من الممكن أن يولدها لولا ذلك.

وفي العام المقبل، تخطط شركة Land Art Generator للكشف عن “قوس الزمن” الذي يبلغ ارتفاعه 100 قدم في حديقة هيوستن، تم تصميم المشروع من قبل الفنان والمهندس المعماري المقيم في برلين ريكاردو ماريانو، وهو مصنوع من ألواح شمسية سوداء وسيوفر الظل مع توليد طاقة كافية لتشغيل 40 منزلًا مجاورً، يعمل التثبيت أيضًا كساعة، حيث تعرض أشعة الشمس بألوان متناوبة.

يقول فيري: “لقد وصلنا إلى مرحلة أصبحت فيها الطاقة الشمسية هي الطريقة الأقل تكلفة لإنتاج الطاقة… بغض النظر عن كيفية تقسيمها، وبغض النظر عن مكان وجودك”، “لقد أصبح هناك مجال للتنفس لاستكشاف طرق جديدة لتصميم هذه البنى التحتية.”