ما هي إيجابيات وسلبيات مزارع الطاقة الشمسية؟

10 مفاتيح لاختيار بطارية رف الخادم المناسبة

مع نمو سوق الطاقة الكهروضوئية بشكل كبير، يتم بناء المزيد والمزيد من مزارع الطاقة الشمسية. وتساعد هذه المزارع على تقليل حمل الكهرباء على محطات الطاقة التقليدية، وعندما تقترن هذه المزارع مع البطاريات الشمسية التجاريةيمكن أن تخفض تكاليف الكهرباء للشركات المحلية، مما يحقق فوائد اقتصادية. إذن، ما هي إيجابيات وسلبيات مزارع الطاقة الشمسية؟ سوف تشرح هذه المقالة بالتفصيل.

ما هي مزارع الطاقة الشمسية؟

قبل التعمق أكثر، دعونا نفهم أساسيات مزارع الطاقة الشمسية. مزرعة الطاقة الشمسية، والمعروفة أيضًا باسم محطة الطاقة الكهروضوئية أو محطات الطاقة الشمسية هي أنظمة طاقة شمسية كهروضوئية واسعة النطاق، يتم تركيبها عادةً على أرض مفتوحة، وهي مصممة لتوليد الطاقة المركزية. تستخدم هذه المزارع ألواح الطاقة الشمسية لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء وتوصيلها إلى الشبكة، مما يوفر طاقة نظيفة ومتجددة للمستخدمين التجاريين أو السكنيين الكبار.

يأتي مصطلح "مزارع الطاقة الشمسية" من تشابهها مع المزارع التقليدية في التصميم والوظيفة. فكما تشغل المزارع التقليدية مساحات كبيرة من الأراضي لزراعة المحاصيل، تستخدم مزارع الطاقة الشمسية مساحات واسعة من الأراضي حيث يتم ترتيب الألواح الشمسية في صفوف، على غرار كيفية زراعة المحاصيل في الحقول. تحصد المزارع التقليدية الغذاء أو الموارد، في حين أن مزارع الطاقة الشمسية "تحصد" أشعة الشمس وتحولها إلى كهرباء لتزويد الشبكة. وهذا هو سبب تسميتها مجازاً "مزارع الطاقة الشمسية".

ماذا يوجد في مزرعة الطاقة الشمسية؟

تتكون مزرعة الطاقة الشمسية عادةً من آلاف الألواح الشمسية والعاكسات والمحولات وأنظمة الأرفف لحمل الألواح والكابلات الكهربائية. كما توجد أنظمة مراقبة وتحكم لضمان تشغيل المزرعة بكفاءة.

تكلفة مزارع الطاقة الشمسية

تعتمد تكلفة مزارع الطاقة الشمسية على حجم المشروع وموقعه ومتطلباته التقنية. بشكل عام، تتراوح تكلفة تركيب مزرعة الطاقة الشمسية على نطاق تجاري من $800,000 إلى $1.5 مليون لكل ميجاوات (MW). ويشمل ذلك شراء الأرض أو استئجارها، والمعدات، والتركيب، والتصاريح، ورسوم التوصيل.

محترفو مزارع الطاقة الشمسية

  • الطاقة النظيفة:تنتج كهرباء متجددة بدون انبعاثات مباشرة لغازات الاحتباس الحراري.
  • تكاليف تشغيل منخفضة:بعد الإعداد الأولي، تكون تكاليف الصيانة والتشغيل منخفضة نسبيًا مقارنة بمحطات الوقود الأحفوري.
  • استقلالية الطاقة:يساعد في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري المستورد ويساهم في أمن الطاقة.
  • خلق فرص العمل:تخلق مزارع الطاقة الشمسية وظائف في التصنيع والتركيب والصيانة.

سلبيات مزارع الطاقة الشمسية

  • ارتفاع التكاليف المقدمة:يمكن أن يكون الاستثمار الأولي كبيراً.
  • استخدامات الأراضي:تتطلب مزارع الطاقة الشمسية واسعة النطاق مساحات شاسعة من الأراضي، مما قد يؤثر على الزراعة أو الموائل الطبيعية.
  • إنتاج الطاقة المتقطعة:لا تولد مزارع الطاقة الشمسية الكهرباء إلا عندما تكون الشمس مشرقة، مما يؤدي إلى تباين في إنتاج الطاقة.
  • مشكلات الإرسال:قد تقع مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة في أماكن بعيدة عن مراكز الطلب، مما يتطلب بنية تحتية باهظة التكلفة لنقل الطاقة الشمسية.

كيف تعمل مزارع الطاقة الشمسية؟

تعمل مزارع الطاقة الشمسية عن طريق التقاط أشعة الشمس من خلال الألواح الشمسية وتحويلها إلى كهرباء. وتتم عملية العمل على النحو التالي:

التقاط أشعة الشمس:

تستخدم الألواح الشمسية التأثير الكهروضوئي لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. تمتص خلايا السيليكون الموجودة في الألواح الشمسية الفوتونات من ضوء الشمس، وتطلق إلكترونات وتولد تياراً مباشراً (DC).

تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد:

يتم تحويل كهرباء التيار المستمر التي تولدها الألواح الشمسية إلى تيار متناوب (AC) بواسطة العاكسات. التيار المتردد هو الشكل القياسي للكهرباء الذي تستخدمه الشبكة ومعظم الأجهزة الكهربائية.

النقل إلى الشبكة:

ثم يتم رفع طاقة التيار المتردد المحولة عن طريق المحولات وتغذيتها في خطوط النقل، لتصل في النهاية إلى شبكة الكهرباء لتزويد المنازل والشركات والمنشآت الصناعية.

كيف تخزن مزارع الطاقة الشمسية الطاقة؟

تستخدم مزارع الطاقة الشمسية عادةً أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) لتخزين الكهرباء. يمكن لهذه الأنظمة تخزين فائض الكهرباء المولدة خلال الأيام المشمسة وإمداد الطاقة خلال الليل أو في الأيام الغائمة. إليك كيفية عمل تخزين الطاقة:

تخزين البطارية:

يتصل نظام الطاقة الشمسية ببطاريات تخزين كبيرة الحجم، وعادةً ما تكون بطاريات ليثيوم أيون أو بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4). عندما تولد الألواح الشمسية طاقة كهربائية أكثر من اللازم، تقوم البطاريات بتخزين الطاقة الزائدة.

إطلاق الطاقة:

عندما يكون توليد الطاقة الشمسية غير كافٍ (كما هو الحال في الليل أو في الأيام الغائمة)، يقوم نظام التخزين تلقائيًا بتحرير الطاقة المخزنة، مما يضمن استمرار إمدادات الطاقة للشبكة أو للمستخدمين المحليين.

إدارة الطاقة:

تراقب الشبكات الذكية وأنظمة الإدارة الذكية حالة البطارية، وتتحكم في وقت تخزين الطاقة وإطلاقها لتحسين كفاءة مزرعة الطاقة الشمسية وضمان استقرار إمدادات الطاقة.

من يملك أكبر مزرعة للطاقة الشمسية؟

تزداد فاعلية مزرعة الطاقة الشمسية مع زيادة حجمها، وبالنسبة للبلدان التي تحتاج إلى طاقة كهربائية كبيرة، فإن مزارع الطاقة الشمسية هي مشاريع الطاقة الخضراء الرئيسية التي تدعمها الحكومات. فيما يلي أكبر عشر مزارع شمسية في العالم:

  1. مزرعة أورومتشي الصحراوية للطاقة الشمسية (الصين) - 3,500 ميجاوات
  2. مجمع بهادلا للطاقة الشمسية (الهند، راجستان) - 2,245 ميجاوات
  3. مجمع هوانغيه للطاقة الكهرومائية جولمود للطاقة الشمسية (الصين، تشينغهاي) - 2,200 ميجاوات
  4. مجمع بافاجادا للطاقة الشمسية (الهند، كارناتاكا) - 2,050 ميجاوات
  5. مجمع بنبان للطاقة الشمسية (مصر، بنبان) - 1,650 ميجاوات
  6. مجمع تنجر الصحراوي للطاقة الشمسية (الصين، نينغشيا) - 1,547 ميجاوات
  7. نور أبوظبي (سويحان، الإمارات العربية المتحدة) - 1,177 ميجاوات
  8. مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية (سيح الدحل، الإمارات العربية المتحدة) - 1,013 ميجاوات
  9. مجمع كورنول فائق الضخامة للطاقة الشمسية (الهند، أندرا براديش) - 1,000 ميجاوات
  10. قاعدة داتونغ الرائدة في مجال الطاقة الشمسية (الصين، داتونغ) - 1,000 ميجاوات

وتجدر الإشارة إلى أن مزارع الطاقة الشمسية هذه تزود الشبكات المحلية بالكهرباء بالفعل. مشاريع غير محسوبة لا تزال قيد الإنشاء، مثل مشروع كابل الشمس بالتعاون بين أستراليا وسنغافورة، تهدف إلى بناء مزرعة شمسية من 17-20 غيغاواط السعة.

المزيد من القراءة:

حاسبة التحويل من ميجاوات إلى غيغاواط

الفرق بين MW و MWH

الخاتمة

على الرغم من أن مزارع الطاقة الشمسية تتمتع بمزايا مثل حماية البيئة وانخفاض تكاليف التشغيل والاستقلالية في مجال الطاقة، إلا أنه لا يزال يتعين النظر في تكاليفها الأولية المرتفعة ومتطلبات الأرض وتوليد الطاقة المتقطعة. ومع التقدم التكنولوجي والتشييد على نطاق واسع، ستعزز مزارع الطاقة الشمسية الانتقال العالمي إلى الطاقة المتجددة وستحقق فوائد طويلة الأجل للاقتصاد والبيئة.

حقوق الطبع والنشر @ شركة شنتشن بكنيرجي للطاقة المحدودة | جميع الحقوق محفوظة
arAR