الطاقة الشمسية في الليل

تعمل الألواح الشمسية المثبتة على الأسقف بشكل أفضل خلال ساعات النهار، لأنه عندما تكون الشمس مشرقة وساقطة مباشرة عليها يسهل تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، بينما تنخفض كفاءة الألواح الشمسية في الليل لعدم وجود ضوء شمس لتحويله إلى كهرباء ومن ثم لا تستطيع الألواح الشمسية توليد الطاقة في الظلام. وفي عالم الطاقة البديلة واسع النطاق تتربع طاقة الرياح على القمة، ويرجع ذلك في الغالب إلى كونها الأرخص. ولكن التطورات الأخيرة في إنتاج الطاقة الشمسية قد تجعلها الخيار الأنسب والأفضل. وقد حاول كثيرون البحث عن سبل للحفاظ على تشغيل مولدات الطاقة الحرارية الشمسية بعد حلول الظلام، ولكن الحلول الحالية تشوبها أوجه قصور ولم تثبت فعاليتها من حيث التكلفة.
وفي معظم الحالات يتم تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء بإحدى طريقتين: استخدام الخلايا الضوئية التي تحول ضوء الشمس إلى كهرباء باستخدام مواد أشباه الموصلات التي تمتص الفوتونات وتطلق الإلكترونات، أو باستخدام توربينات الطاقة الشمسية الحرارية التي تستخدم حرارة الشمس لتوليد البخار الذي بدوره يشغل التوربينات لتوليد الكهرباء. ومحطات الطاقة الشمسية الحرارية تلك هي التي تستعد لاستقبال تغيير كبير.
ويعد التوليد المباشر للكهرباء بواسطة خلايا الألواح الشمسية الضوئية PV الوسيلة الأكثر شيوعا حاليا لتحويل الطاقة الشمسية مقارنة باستخدام حرارة الشمس لتغذية محطات توليد الطاقة الحرارية التي تستلزم مساحة أكبر ولا تناسب الاستخدامات محدودة النطاق مثل المنازل السكنية. ولكن بفضل التقنيات المتقدمة يمكن لصف من مرايا على شكل قطع مكافئ تتبع الشمس في الصحراء الحارقة والعمل على تركيز الأشعة لتوليد البخار اللازم لتحريك التوربينات ومن ثم توليد الكهرباء. وهذا هو الأسلوب الذي يستخدم منذ سنوات ولكن إضافة إلى توليد البخار مباشرة يتم توجيه بعض من حرارة الشمس أيضا عبر سائل إلى نظام تخزين مبتكر موضوع تحت المرايا.
وبالنسبة لبعض المناطق التي تفتقر إلى شبكة كهربائية ذات كفاءة يمكن الاعتماد عليها (مثل المناطق الريفية) تكون البطارية الاحتياطية خيارا جيدا. حيث يتم توليد الطاقة خلال النهار ثم تخزينها في بطاريات لاستخدامها عند الحاجة. ويعد هذا الخيار خيارا ممتازا للأنظمة الزراعية. وتشهد تقنيات الطاقة الشمسية تطورات مستمرة لا حدود لها، وتعد باحتمالات مستقبلية باهرة حتى أنه ربما يأتي يوم تستطيع فيه اللوحات الشمسية توليد الكهرباء على مدار الساعة كل يوم بلا توقف.
وستتمكن المشاريع المستقبلية الكبيرة المعتمدة على المزاوجة بين البطاريات والألواح الضوئية الشمسية من جعل توليد الطاقة في الليل أمرا ممكنا جدا، حيث يمكن لهذه الأنظمة تحويل الطاقة الكهربائية المتولدة عن الطاقة الشمسية كلها إلى ساعات المساء. ويجري تنفيذ عملية المزاوجة بين تخزين الطاقة وألواح الطاقة الشمسية في أماكن مختلفة في جميع أنحاء العالم. ولا شك أن تطوير تقنيات تخزين طاقة اقتصادية هو أمر مهم للوصول إلى تحقيق الإمكانات الكاملة للطاقة المتجددة، وما زالت هناك أفكار تطويرية أخرى مثيرة للاهتمام في قضية التخزين. فعلى سبيل المثال أعلنت شركتا "أدفانسد مايكروجرد سوليوشنز" و"صن أديسون" أخيرا أنهما تعاقدتا على إمداد شركة "سازرن كاليفورنيا أديسون" بقدرة تخزين طاقة تبلغ 50 ميجاوات في شكل منشآت كهربائية هجينة من شأنها التمكين من الخروج من الشبكة والاعتماد على البطاريات في أوقات ذروة الطلب على الطاقة. وهو نوع آخر من التحول الزمني وليس بالضرورة أن يكون متعلقا بالطاقة الشمسية على الرغم من إمكانية لذلك، إلا أنه ببساطة يجنبنا استخدام طاقة الشبكة في الأوقات عالية التكلفة. وتخزين الطاقة بشكل عام هو عبارة عن سوق صغيرة ولكنها مستعدة للنمو سريعا.
ويتزايد استهلاك الطاقة في جميع أنحاء العالم بمعدل سريع ويجب على البنى التحتية مواكبة هذا النمو. وتواصل شركات التقنية تطوير تقنيات جديدة لتخزين الطاقة الشمسية. ولأن نمو سكان العالم المتزايد يضع مزيدا ومزيدا من الضغوط على الموارد الثمينة، فإن إيجاد حلول فعالة بأسعار معقولة هو أمر حتمي.
والصين تضع رهانا كبيرا على الطاقة الشمسية المركز CSP. حيث أعلنت شركة "سولار ريزيرف" - وهي الشركة التي شيدت مصنع كثبان الهلال أخيرا عن توصلها لاتفاق مع "مجموعة شينهوا" - أكبر مورد للفحم في العالم - لإنتاج ألف ميجاواط من الطاقة الشمسية المركزة مع تقنيات تخزينها في الصين. وقد وضعت الشركة خططا إجمالية لإنتاج عشرة آلاف ميجاوات من الطاقة الشمسية المركزة في السنوات الخمس المقبلة.