كشفت دراسة جديدة أن آلاف المدن حول العالم يمكنها أن تزود نفسها بالكامل بألواح شمسية تطفو فوق خزانات المياه، وإنها طريقة سهلة نسبيًا لتوليد الطاقة المتجددة محليًا مع الحفاظ على المياه أيضًا.
وتعمل المصفوفات الشمسية المعلقة فوق الماء، أو الخلايا الكهروضوئية العائمة بشكل مشابه لتلك المنتشرة على الأرض، وفقا لتقرير theverge.
وتوضع الألواح أنها تطوف على المياه بدلاً من مواقف السيارات أو أسطح المنازل أو غيرها من الحوامل الأرضية، لكن لم يتم نشرها في العديد من الأماكن حول العالم حتى الآن، ولم تنتج سوى نفس القدر من الكهرباء مثل أقل من 1% من مزارع الطاقة الشمسية الأرضية في العالم في عام 2020، الآن، تُظهر دراسة جديدة نُشرت في مجلة Nature Sustainability مدى قدرة المدن المحتملة على الاستفادة من هذه التكنولوجيا الناشئة.
ووجد الباحثون أن 6256 مدينة في 124 دولة يمكنها من الناحية النظرية تلبية جميع احتياجاتها من الكهرباء من الألواح الشمسية المنتشرة في خزانات المياه القريبة، وسوف يحتاجون فقط إلى تغطية حوالي 30% من سطح الماء بالخلايا الكهروضوئية العائمة، وقام الباحثون بتحليل 114555 خزانًا حول العالم باستخدام قواعد بيانات متعددة ثم قاموا بنمذجة توليد الطاقة المحتمل باستخدام بيانات مناخية واقعية.
وبما أن كل هذه المصفوفات العائمة ستمنع ما يكفي من ضوء الشمس لتقليل التبخر، توقع الباحثون أيضًا توفيرًا كبيرًا في المياه، وبشكل تراكمي ستحافظ الألواح على كمية المياه التي قد يستخدمها 300 مليون شخص سنويًا (أو ما يقرب من 106 كيلومترات مكعبة في السنة)، وسيكون ذلك مفيدًا بشكل لا يصدق لأن حالات الجفاف التي تفاقمت بسبب تغير المناخ تمتص الخزانات الجافة.
وفى الواقع، عندما يتعلق الأمر بالمشكلات التي يجب حلها بسرعة في عالم دافئ، فإن الألواح الشمسية العائمة تحدد الكثير من الصناديق.
ويحد الجفاف من توليد الطاقة الكهرومائية مع انخفاض منسوب المياه، ويمكن أن تقلل موجات الحرارة من كفاءة الألواح الشمسية بنسبة تصل إلى 25%، مما يعني أنها غير قادرة على تحويل الكثير من ضوء الشمس إلى كهرباء.
ولحسن الحظ، الماء له تأثير تبريد يمكن أن يمنع الخلايا الشمسية من السخونة الزائدة، وبشكل حاسم يمكن للمزارع الشمسية العائمة والسدود الكهرومائية التي تعمل جنبًا إلى جنب تعزيز توليد الطاقة خلال أيام الصيف الحارة عندما يحتاج الناس إلى مزيد من الكهرباء لتكييف الهواء.
وهناك فوائد عملية أخرى أيضًا على الأرض قد تتنافس مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة على الفضاء مع أولويات أخرى مثل الزراعة أو الحفاظ على الموائل، أما الألواح الكهروضوئية العائمة على خزانات المياه يمكنها تجنب تلك النزاعات.
وللتأكد، سيظل المطورون بحاجة إلى تقييم كل خزان للحد من أي آثار جانبية سلبية، ويمكن أن يؤدي تغطية الكثير من الخزان بألواح شمسية إلى تقليل الأكسجين في الماء، على سبيل المثال، مما قد يضر الأسماك ويشير البحث إلى أن البناء على الخزانات الاصطناعية بدلاً من المسطحات المائية الطبيعية قد يكون خيارًا أقل ضررًا.
وبدأت بعض مشاريع الطاقة الشمسية العائمة فى الإقلاع، ونشر الجيش الأمريكي أول مجموعة شمسية عائمة في يونيو الماضي في فورت براج بولاية نورث كارولينا، كما أصبحت الخلايا الكهروضوئية أكثر شعبية بالفعل فى آسيا.