3 عيوب «جسيمة» في ألواح الطاقة الشمسية المبيعة محليا

حذر مختصون سعوديون ومستثمرون في مجال تقنيات الطاقة الشمسية من افتقار ألواح الطاقة الشمسية المبيعة في السوق السعودية لتقنيات التنظيف الذاتي وتخزين الأشعة وقدرات الامتصاص الفعالة للأشعة الشمسية، بما في ذلك المصانع المنشأة حديثا في السوق السعودية لتصنيع الألواح الشمسية.

وقال المختصون، إن الألواح الشمسية المنتشرة حديثا في العالم، وفي الأسواق المجاورة مثل السوق الإماراتية، لها آلية معينة في التنظيف، والبعض الآخر تقوم بتنظيف ذاتي من خلال إعطاء نفسها شحنة كهربائية، فيما تتسم تلك التي تباع في السوق المحلية، أو التي تصنعها مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية بعدم وجود تقنية التنظيف الذاتي.
وأضافوا: "كما أن الألواح الشمسية المستخدمة محليا غير قادرة على جذب أو امتصاص أشعة الشمس حين تصل درجة الحرارة إلى مستويات مرتفعة جدا، إلى جانب أن البطاريات غير قادرة على تخزين أشعة الشمس أو الكهرباء الناتجة من أشعة الشمس لأكثر من 12 ساعة.

من جهته، قال لـ"الاقتصادية" الدكتور هيثم باحيدرة؛ باحث في الطاقة في جامعة الملك فهد للبترول والمعادن، إن الألواح الشمسية التي تباع في السوق أو الموجودة في السعودية أو التي تصنعها مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية لا يوجد فيها تقنية التنظيف الذاتي.
وأضاف، أن التنظيف الذاتي أمر مستقل، حيث إن بعضها له آلية معينة في التنظيف والبعض الآخر تقوم بتنظيف نفسها، وذلك من خلال إعطاء نفسها شحنة كهربائية تقوم هذه الشحنة بدفع جميع الحبيبات الصغيرة التي تسقط عليها مثل الغبار والأتربة.

وأوضح، أنه في حال كان سطح الألواح جافا يسهل عملية طرد ما يسقط عليها، أما في حال كان السطح رطبا كما هو الأمر في المناطق الساحلية فليس من السهل طرد الأشياء المتساقط عليها ولو حتى بشحنة كهربائية"، مبينا أن الأمر لم ينضج بعد وأنه مازال في مراحله الأولى من التكوين والبحث.

وحول قدرة الألواح الشمسية على جذب أو امتصاص أشعة الشمس حين تصل درجة الحرارة مستويات مرتفعة، أبان الباحث في الطاقة في جامعة الملك فهد للبترول والمعادن، أن من الممكن أن تقوم الألواح الشمسية بجذب أو امتصاص أشعة الشمس من خلال التبريد، موضحا أنه "لن يحدث هذا الأمر إلا عن طريق تبريد الخلية الشمسية نفسها من الخلف، من خلال عرض سطح الخلية الأمامي للشمس لسحب حرارة الشمس، ومن ثم الحصول على درجة تركيز عالية"، مشيرا إلى أن الخطوة مرتبطة بارتفاع درجة الحرارة.

وبين، أن ارتفاع درجة حرارة الخلية الشمسية يتسبب في حدوث مشكلات في درجة أداء الخلية، مفيدا بأن الحل الوحيد لها هو التبريد للجانب الآخر للسطح"، منوها إلى أن بعض الأبحاث تقوم بالاستفادة منها في الطاقة الحرارية والشمسية في الوقت نفسه.

وعن إمكانية قدرة البطاريات على تخزين أشعة الشمس أو الكهرباء الناتجة من أشعة الشمس لعدة ساعات، قال الدكتور هيثم باحيدرة، إن البطاريات قادرة على تخزين أشعة الشمس أو الكهرباء الناتجة من أشعة الشمس لأكثر من 12 ساعة، إلا أن الأمر مكلف جداً، لافتاً إلى ضرورة تحديد نوع التخزين أولا، حيث إن هناك عدة أنواع من التخزين منها الكهربائي والحراري.

وأشار إلى أن "التخزين الحراري من أنجح أنواع التخزين وذلك لاستخدامه في معظم الأوقات في مواد معينة مثل الأملاح، لما لها من القدرة على تخزين الحرارة والاحتفاظ بها إلى 400 درجة مئوية، ومن ثم إمكانية إعادة استخدامها ليلاً في حال كانت الأجواء باردة.
أما فيما يتعلق بتخزين الكهرباء مباشرة في البطاريات، فبين أنه أمر غير مجدٍ، ويعود السبب إلى المدة التي تعيشها البطاريات التي لا تتجاوز السنتين، وأن هذا الأمر يشكل تكلفة مادية عالية"، منوها بأن كثيرا من الباحثين لا يفضلون استخدام البطاريات الكهربائية لعدم جدواها اقتصادياً.

من جهته، قال المهندس عبدالله المقهوي مستشار في علم الكهرباء، إن الرياح المصاحبة للغبار التي تهب مرارا في أرجاء السعودية تتسبب في تغطية الألواح الشمسية بالغبار بشكل جزئي، مبينا أن هذا الأمر يسهم في تقليل كمية الكهرباء المتولدة منها، ومن ثم تقليل الموثوقية لهذه الألواح.

وأضاف، ولإزالة الغبار يلجأ أغلب مستخدمي هذه الألواح إلى التطبيقات البسيطة التى يتم تنظيفها يدويا بالأدوات المستخدمة في التنظيف مثل "المكنسة أو باستخدام الماء بضغط عال أو منخفض"، حسب الحاجة، لافتا إلى أن التنظيف اليدوي مكلف ويقلل من الجدوى الاقتصادية لتركيب أنظمة الطاقة الشمسية الكبرى والمعروفة بمزارع الطاقة الشمسية.
وأوضح ذلك قائلا، "لك أن تتخيل الحاجة، إلى إيفاد صهاريج ماء للصحراء مزودة بمضخات لتنظيف هذه الألواح، حيث إن في هذا زيادة للتكلفة وهدرا للمياه وزيادة في توقف الألواح الشمسية عن إنتاج الكهرباء".
#2#
وأبان المقهوي أن هناك تقنيات مختلفة للتعامل مع الأتربة العالقة في الألواح الشمسية، التي من بينها تصميم ألواح بتقنيات تقلل من التصاق الأتربة بالألواح الشمسية، وتقنيات تستخدم الروبوت الآلي الذي يستخدم بـ"مكنسة أو ماء مضغوط لتنظيف الألواح المتسخة".
وأتبع "استخدام أي تقنية يخضع للجدوى الاقتصادية، فليس من المعقول في الوقت الحاضر أن نركب روبوت تنظيف لكل لوح شمسي مخصص لعمود إنارة واحد، لأن هذا الروبوت مكلف ويحتاج أيضا لصيانة"، متوقعا خلال السنوات المقبلة توافر تقنيات تجعل التعامل مع الغبار أكثر كفاءة وأقل تكلفة.

وكشف المقهوي عن الأبحاث المشتركة التي تجريها جامعة الملك فيصل في الأحساء مع إحدى الشركات الكبرى ممن لها علاقة بالتنظيف الآلي للألواح الشمسية.
وفيما يتعلق بالتحديات التي تواجه استخدام الطاقة الشمسية أفاد المقهوي، بأن من التحديات التي تواجه استخدام الطاقة الشمسية بكفاءة عليا، هي درجة الحرارة المرتفعة جدا التي لا تسمح لخلية الشمس أحيانا بامتصاص الأشعة،

وأشار إلى أسعار نظم الطاقة الشمسية، مبيناً أنها تزيد بزيادة عدد البطاريات المطلوبة لتخزين لكهرباء لفترات أطول، ولذلك اتجه بعض مستخدمي الطاقة الشمسية لطرق ذكية لتفادي استخدام البطاريات أو التقليل منها.

وأضاف أنه على سبيل المثال " يلجأ بعض مزارعي الأردن لتشغيل مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية نهارا، حيث يخزن الماء في برك كبيرة، وفي الليل، تفتح تلك البرك لري الزرع، وبهذا يقللون من التكلفة".

وأوضح، أن المملكة تستورد ألواح الطاقة الشمسية من دول عدة منها الصين، اليابان، كوريا، ألمانيا ، الأردن وغيرها، مبينا أن الشركات الكبرى تفضل الاستيراد من شركات لها سمعة متميزة مثل ميتسوبيشي اليابانية، فيما يفضّل الزبائن العاديون ألواح الطاقة الشمسية القادمة من الصين لرخصها، حيث تمتلئ محال ألواح الطاقة الشمسية في الرياض بها، لافتا إلى أن الألواح الشمسية الصينية تعتبر الأرخص.

وبشأن صناعة الطاقة الشمسية في السعودية قال المقهوي، إنها تعد بكرا قياسا على مثيلاتها في المنطقة من ناحية اكتمال التشريعات والنظم، التي تتمثل في المواصفات والمعايير الهندسية والجودة والسلامة والتدريب وغيرها.

‎وتابع "قد أتاح ذلك الفراغ لبعض أصحاب المحال غير المؤهلين دخول سوق الطاقة الشمسية عن طريق بيع ألواح شمسية وبطاريات ومحولات غير مطابقة للمواصفات والمقاييس السعودية، بل إن بعض المحال يوصي باستخدام بطاريات ومحولات وأسلاك كهربائية غير ملائمة لطبيعة استخدامها.

وأضاف، أن البعض يستخدم بطاريات السيارات لتخزين الطاقة الكهربائية بدلا من البطاريات المصنعة للطاقة الشمسية المعروفة بالدورة العميقة المصممة للطاقة الشمسية التي هي أكثر تكلفة من بطاريات السيارات، حيث إن بطاريات الدورة العميقة أكثر اعتمادية وأداء".
وعلى صعيد أسعار الألواح الشمسية في السوق السعودية، أفاد بأن الأسعار متقاربة نسبيا (4 ريالات لكل واط).

بدوره، قال أحد المستثمرين في الطاقة الشمسية داخل المملكة، إن هناك نوعين للطاقة الشمسية، وهي "طاقة تعتمد على الخلايا الكهربائية، وطاقة تعتمد على النظام المركز".
وأشار إلى الأحجام والأسعار التي يستخدمها، بالقول، "تتفاوت أسعار الطاقة بحسب التقنية المستخدمة وحجم الاستهلاك، فهناك منازل تقوم بتركيب الطاقة بمبلغ 20 ألفا ومنازل أخرى بمبلغ 40 ألفا".
وأوضح المستثمر، أنه ليس هناك إقبال كبير على استخدام الطاقة الشمسية من قبل المواطنين حتى بعد أن تم رفع الدعم عن الكهرباء.