مزارع الطاقة الشمسية العائمة: تسخير المسطحات المائية لتوليد الطاقة المتجددة

مع تزايد ندرة الأراضي التي تُعيق توسع أنظمة الطاقة الكهروضوئية الأرضية، برزت تقنية الطاقة الشمسية العائمة كحلٍّ جذري. فعلى عكس محطات الطاقة الكهروضوئية التقليدية، تُركّب الأنظمة العائمة وحدات شمسية على منصات طافية فوق المسطحات المائية، مما يوفر ميزتين: الحفاظ على الموارد الأرضية، وتعزيز إنتاج الطاقة من خلال التبريد الطبيعي بالمياه.

الفوائد الأساسية:

• كفاءة محسنة: يعمل تبريد المياه على تحسين إنتاج الطاقة بنسبة 5% تقريبًا

• الحفاظ على الموارد: يقلل تبخر المياه بنسبة 70٪ أو أكثر

• التآزر البيئي: يمنع نمو الطحالب مع استكمال تربية الأحياء المائية

• استصلاح الأراضي: إعادة استخدام المناجم المغمورة بالمياه والخزانات ومرافق الصرف الصحي

التنفيذ الرائد:

في عام ٢٠١٧، مثّل مشروعٌ بارزٌ في منطقة بانجي بمدينة هواينان (مقاطعة آنهوي) أول محطة طاقة شمسية عائمة في العالم، تمتد على مساحة ١٣٩٣ مو (٩٣ هكتارًا) من سطح الماء. وقد تغلّب هذا التركيب على تحدياتٍ تقنيةٍ بالغة الأهمية:

1. الاستقرار الديناميكي ("الحركة")

• أجرى عمليات محاكاة ديناميكية السوائل الحسابية لقوى الرياح/الأمواج/التيارات

• نظام إرساء متكيف مصمم مع مرساة أرضية وكابلات فولاذية مغلفة

• تحقيق الاقتران الديناميكي الثابت الأمثل لسلامة المصفوفة

2. المرونة المائية ("الرطبة")

• تم التحقق من أداء الوحدات الزجاجية المزدوجة/النوع N/المضادة لـ PID لمدة 25 عامًا في البيئات الرطبة

• متانة المواد العائمة المعتمدة من خلال اختبارات الشيخوخة السريعة

• إنشاء مجموعات بيانات مقارنة لتوليد الطاقة لاختيار المكونات

تطبيقات متعددة:

• مناسب للبيئات المائية المتنوعة بما في ذلك:

• البحيرات والخزانات الطبيعية

• مناطق هبوط التعدين المغمورة

• مرافق معالجة مياه الصرف الصحي

التآزر البيئي:

• ينقي الماء عن طريق الحد من نمو الميكروبات

• تحويل خزانات مياه الصرف الصحي إلى أصول مولدة للطاقة

• إنشاء موائل مظللة للأنواع المائية

الميزة الاستراتيجية:

في حين أن توسعات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الصحراء والجبال توفر راحة مؤقتة، فإن التكنولوجيا العائمة توفر قابلية توسع مستدامة دون منافسة على الأراضي. ومع تغطية المسطحات المائية العالمية لحوالي 71% من مساحة الأرض، يمثل هذا النهج تحولاً جذرياً في تخطيط البنية التحتية للطاقة المتجددة.