تعرضت فكرة تركيز شعاع الشمس بواسطة المرايا للإهمال لأن محطات الطاقة الحرارية الشمسية تتميز بأنها تستطيع تخزين حرارة الشمس وتحويلها إلى كهرباء عند الحاجة حتى أثناء الليل عندما لا تشرق الشمس.
Category
🗞
NewsTranscript
00:00من وثائقي أواخر السبعينيات
00:03يحاول الضوء مباشرة إلى الكهرباء
00:06لا توجد أجزاء متحركة إنها الآلة الشمسية المثالية
00:10انبهر الناس بالخلايا الشمسية الكهروضوئية
00:13كانت فقط مكلفة للغاية
00:18هذه أكبر مجموعة مجمعة من الخلايا الضوئية
00:22بلغت تكلفتها ربع مليون دولار
00:24وتنتج ما يكفي من الكهرباء لثلاث أو أربع عائلات
00:29وهنا يأتي دور التكنولوجيا المنافسة
00:31المرايا الكبيرة التي تحول أشعة الشمس إلى كهرباء
00:34من خلال تركيز ضوء الشمس
00:39هذه هي أول محطة تجارية لتوليد طاقة شمسية الحرارية في العالم
00:43وتسمى سولار وان
00:45حينها بدت طاقة الشمسية المركزة أكثر التقنية الواحدة
00:49لكنها أصبحت منسية اليوم
00:51ربما يكون ذلك خطأا
00:53لأن الطاقة الشمسية المركزة يمكن أن تفعل شيئا واحدا مهما
00:57لا تستطيع الخلايا الشمسية فعلها
01:03ربما شاهدتم محطة طاقة شمسية مركزة أو CSP
01:07التي تبدو كهذه في أحد أفلام الخيال العلمي في هوليوود على سبيل المثال
01:11قد تبدو محطات طاقة الشمسية الحرارية غير معاصرة
01:16لكن جميعها تعمل بنفس الطريقة
01:18فهي تستخدم المرايا لعكس وتركيز ضوء الشمس
01:22الأمر ببساطة يتعلق بالاستفادة من الحرارة التي تأتي من الشمس
01:30يركز حوالي ألف مرة من قوة ضوء الشمس على نقطة معينة
01:37في هذا النوع من محطات طاقة الحرارية الشمسية تكون هذه النقطة المحددة هي قمة البرج
01:43في الداخل يوجد عادة ملح منصهر في صورة سائلة
01:47يتم تسخينه بواسطة طاقة الشمس
01:49ثم يدخل ملح المنصهر الساخن إلى مولد
01:52فيتسبب في غليان الماء لإنتاج بخار يستخدم لتشغيل التوربين الذي يولد الكهرباء
01:58العمل يسير بنفس الطريقة التي تستخدم في محطة توليد الطاقة بالوقود الإحفوري العادية
02:04لكن من دون حرقه
02:06بعد ذلك يتم تبريد الملح ليتم دخوه إلى أعلى البرج وتبدأ الدورة من جديد
02:12ولتسير هذه العملية بشكل صحيح تحتاج إلى الكثير من أشعة الشمس المباشرة
02:17ولهذا السبب يمكن تشغيل العديد من محطات طاقة الشمسية الحرارية في بلدان كتشيلي أو المغرب أو الإمارات أو الهند
02:24لكن معظمها يوجد في المناطق الحارة في إسبانيا وأمريكا
02:28لكن لماذا يتبادر إلى أذهاننا الخلايا الشمسية الكهروضوئية وليس المرايا؟
02:34أتذكر أنه في عام ٢٠١٠ تقريبا كنا متفائلين جدا بشأن توليد طاقة الشمسية الحرارية
02:42حينها كانت هناك أحلام كبيرة ببناء محطات ضخمة لطاقة الشمسية الحرارية في الصحراء الكبرى وإرسال الكهرباء إلى أوروبا
02:50كانت طاقة الشمسية الحرارية أهم تكنولوجيا شمسية لكن تكنولوجيا أشباه المواصلات أصبحت رخيصة وبالتالي أصبحت طاقة الكهروضوئية رخيصة
03:01وفيما يزيد قليلا عن عقد من الزمن انخفض سعر الكهرباء المولدة من الخلايا الكهروضوئية بنسبة ٩٠٪ تقريبا
03:08كان هناك عدد من الأسباب وراء ذلك أبرزها الدعم السياسي الذي عزز صناعة الطاقة الشمسية المتنامية
03:15أصبحت طاقة الشمسية الحرارية أرخص أيضا لكن منذ عام ٢٠١١ أصبحت تكلفتها أكبر من تكلفة الخلايا الكهروضوئية واليوم تضعف سعرها
03:24فابتعد الناس عنها وتوجهوا إلى الألواح الشمسية الرخيصة
03:29ما يعني انتصارا للخلايا الكهروضوئية؟
03:32وسواء باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية أو الطاقة الشمسية الحرارية المركزة
03:37يجب على كل مرآة على حدى أن تتبع حركة الشمس بشكل فردي
03:41بحيث تقوم دائما بتوجيه الأشعة إلى النقطة الصحيحة تماما
03:45كما يجب أخذ الصحب في الاعتبار والتي قد تحجب بعضا من مجال المرآة
03:49هذا ما يجعل من الصعب التحكم في درجات الحرارة في أعلى البرج التي يجب أن تظل ضمن نطاق ثابت
03:55ومقارنة بكل هذا فإن الألواح الشمسية سهلة الاستخدام
04:01الأمر سهل حيث يمكن وضعها على سطح المنزل أو في حقل أو على صفحة بحيرة أو في أي مكان
04:08وقد تحتاج إلى التنظيف لكنها ليست معقدة مثل الطاقة الشمسية المركزة
04:13حيث تحتوي على العديد من المرايا لتناسب الظروف البيئية
04:19عادة لما تفصل أنظمة الطاقة الشمسية المركزة بمقاسات محددة ما يجعلها باهظة الثمن
04:25لكي تكون مجدية يجب أن تكون كبيرة وهذا يعني أنه من الصعب تطويرها وإدارتها
04:31وهنا مثال تقليدي
04:36كان يفترض أن يحدث مشروع في نيفاد الأمريكية ثورة في مجال الكهرباء النظيفة
04:42تكلف مليار دولار وتم تشغيله في عام 2015 ثم بدأت المشاكل
04:47لم يصل إلى متوسط الإنتاج المتوقع والذي يفترض أن يزود 75 ألف أسرة بالكهرباء
04:53وزادت الإنقطاعات بسبب المشاكل الفنية المتعلقة بالملح المنصهر المستخدم في المحطة
05:01من الصعب العمل بالملح المنصهر لأنه إذا حدث خطأ ما وانخفض عن درجة انصهاره
05:06فلن يكون لديك ملح منصهر بل ملح صلب ومن ثم تمتلئ الأنابيب من ملح الصلب
05:12وإخراجه مرة أخرى يتطلب الكثير من العمل
05:18كما فشلت مشاريع عملاقة أخرى مثل فكرة بناء محطة طاقة كبيرة في الصحراء الكبرى لتزويد أوروبا بالكهرباء
05:25واليوم تبلغ قدرة توليد الكهرباء عالميا 7 جيجاوات مقارنة ب1700 جيجاوات من الألواح الشمسية الكهروضوئية
05:34إذن لم تحقق طاقة الشمسية المركز نجاحا كبيرا وشهدت نصيبها من الانتكاسات
05:39لكن هناك سبب يجعلنا لا نتخلى عن الفكرة تماما وهو ما جعل الصين تبني الكثير منها مؤخرا لأن هناك ما لا يمكن للخلايا الكهروضوئية القيام به
05:49أنها ببساطة لا تولد الكهرباء ليلا
05:53لكن الطاقة الشمسية المركزة يمكنها أن تفعل ذلك لا تقوم محطات طاقة الشمسية الحرارية الشمسية الأحداث بتسخين الملح المنصهر لاستخدامه على الفور فحسب
06:03بل لديها أيضا خزانات كبيرة لتخزينه عندما يكون ساخنا وهناك يبرد من مقدار درجة مئوية واحدة فقط في اليوم ويمكن استخدامه لتشغيل المحطة في وقت لاحق
06:14وذلك عندما تغيب الشمس وتزيد كثافة الاستخدام
06:18من المهم توفر مصادر طاقة نظيفة دائما إلا أن هذا لا ينجح إلا عند شروق الشمس أو هبوب الرياح كما أن توفير إمدادات أكثر مرونة يبرر زيادة التكلفة
06:27لقد تحول مستقبل الطاقة الشمسية المركزة إلى مكان مختلفة كانت تأمثن طاقة الرياح والخلايا الكهروضوية لكنها الآن للتخزين
06:38بالطبع هناك طرق أخرى لتخزين الكهرباء كبطاريات أيونات ليثيوم لكنها لا تستخدم غالبا إلا لمدة أقصاها أربع ساعات
06:47سيكون ممكن بناء بطاريات أكبر لتغطية الليلة لكن سيكون مكلف نأف الملح المنصهر رخيص نسبيا ويستخدم لفترات زمنية أطوال
06:58كما يمكن استخدام الكهرباء المولدة من الخلايا الكهروضوية لتسخين الملح المنصهر لكنه أقل كفاءة من استخدام الطاقة الشمسية المركزة
07:08خاصة حيث تتوفر أشعة الشمس ولهذا السبب يعاد اكتشاف طاقة الشمسية المركزة في الصين هناك حوالي ثلاثين محطة قيد التطوير وهو الأعلى في العالم
07:18وذلك لأن كل حديقة طاقة متجددة بسعة واحد جيجاوات يجب أن تحتوي على عشر في المائة من مساحة التخزين
07:26وقد تعاهدت الحكومة بأن تدعم تنمية الصناعية واسعة نطاق للطاقة الشمسية الحرارية
07:32الفكرة بسيطة خلال النهار يتم إنتاج كهرباء رخيصة باستخدام الخلايا الكهروضوية
07:38فيما تستخدم طاقة الشمسية المركزة لتسخين النظام التخزين وليلا تستخدم الحرارة المخزنة لمواصلة تشغيل التوربينات
07:45ومع ذلك فليس من المرجح أن يصبح استخدام الطاقة الشمسية المركزة كبيرا
07:51فقد فازت الخلايا الشمسية بسباق التكنولوجيا واحتلت السوق الشاملة
07:55لكن ربما تكون قد وجدت مكانا جديدا وسيكون مثيرا معرفة ما إذا كان بإمكانها ملؤه