Mohan Gupta

يشهد مشهد الطاقة العالمي تحولًا عميقًا، مع وجود الطاقة الشمسية في طليعة هذا التحول. ما بدأ كمصدر طاقة بديل واعد يدخل الآن حقبة جديدة، الطاقة الشمسية 2.0، مدفوعة بتقنيات الجيل التالي التي تعد بجعل الطاقة الشمسية أكثر كفاءة وإتاحة واستدامة من أي وقت مضى.

ما وراء الأساسيات.. التحول إلى الطاقة الشمسية الذكية

تقليديًا، ركزت أنظمة الطاقة الشمسية على توليد الكهرباء من الألواح الكهروضوئية “PV” وتغذيتها في الشبكة. ومع ذلك، فإن الموجة الجديدة من الابتكار تدفع الحدود إلى أبعد من مجرد التوليد. تدمج حلول الطاقة الشمسية اليوم الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء “IoT” والمواد المتقدمة لتحسين الأداء وتوقع احتياجات الصيانة وموازنة أحمال الطاقة بذكاء.

على سبيل المثال، لم تعد محولات الطاقة الشمسية الذكية مجرد أجهزة تحويل؛ بل أصبحت الآن مديري طاقة يتيحون المراقبة والتحكم في الوقت الفعلي. يزيد هذا المستوى من الذكاء من كفاءة الطاقة ويقلل من التكاليف التشغيلية ويطيل عمر النظام، مما يوفر عائد استثمار أكبر لكل من الشركات والمستهلكين.

صعود خلايا البيروفسكايت والخلايا الترادفية

أحد أهم التطورات التي تغير قواعد اللعبة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية هو ظهور خلايا الطاقة الشمسية البيروفسكايت. أظهرت هذه المواد كفاءات أعلى بكثير من الخلايا التقليدية القائمة على السيليكون في البيئات المعملية، بينما كانت أيضًا أرخص وأسهل في التصنيع. تعبر الخلايا الترادفية، تكديس البيروفسكايت مع السيليكون، الآن أرقامًا قياسية للكفاءة كان يُعتقد أنها غير قابلة للتحقيق، مما يشير إلى مستقبل يمكن فيه للألواح الشمسية إنتاج المزيد من الطاقة من نفس مساحة السطح.

مع تسابق المؤسسات البحثية والشركات الناشئة لحل تحديات الاستقرار وطول العمر للبيروفسكايت، فإن الجدوى التجارية ليست بعيدة. بمجرد إتقانها، يمكن لهذه الخلايا إعادة تعريف نسبة التكلفة إلى الكفاءة لنشر الطاقة الشمسية على مستوى العالم.

تخزين الطاقة كمحفز

تكمن القوة الحقيقية للطاقة الشمسية ليس فقط في التوليد، ولكن في التخزين. تتيح تقنيات البطاريات المتقدمة، من الليثيوم أيون إلى الحالة الصلبة وبطاريات التدفق، تخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها خلال الساعات غير المشمسة، مما يسد فجوة الانقطاع التي حدت ذات مرة من موثوقية الطاقة الشمسية.

بالاقتران مع تكامل الشبكة الذكية، تسمح أنظمة تخزين الطاقة هذه بديناميكيات أكثر توازناً بين العرض والطلب، مما يجعل الطاقة الشمسية حلاً على مدار الساعة بدلاً من الاعتماد على ضوء النهار.

اللامركزية وإضفاء الطابع الديمقراطي على الطاقة

تعمل الطاقة الشمسية من الجيل التالي أيضًا على تغيير الملكية والوصول. تعمل الشبكات الصغيرة الشمسية اللامركزية على إتاحة الطاقة النظيفة للمناطق النائية والمحرومة، مما يتيح الاستقلال في مجال الطاقة والمرونة. تم تصميم هذه الأنظمة، التي غالبًا ما تكون مملوكة للمجتمع، لتشغيل المنازل والمزارع والشركات المحلية، متجاوزة الحاجة إلى استثمارات كبيرة في البنية التحتية.

تسمح منصات تداول الطاقة من نظير إلى نظير، التي تدعمها تقنية blockchain وإنترنت الأشياء، للمستخدمين ببيع فائض الطاقة الشمسية مباشرة إلى الآخرين، مما يحول المستهلكين بشكل فعال إلى منتجين مستهلكين وإضفاء الطابع الديمقراطي على اقتصاد الطاقة.

الاستدامة عبر دورة الحياة

مع نمو اعتماد الطاقة الشمسية، يتحول الحديث ليشمل التأثير البيئي للألواح الشمسية نفسها. تضمن الابتكارات في وحدات الخلايا الكهروضوئية القابلة لإعادة التدوير، والمواد غير السامة، ومبادئ التصميم الدائري أن المرحلة التالية من نمو الطاقة الشمسية ليست فقط موفرة للطاقة ولكنها أيضًا واعية بالبيئة. يتبنى المصنعون بشكل متزايد أنظمة الحلقة المغلقة التي تقلل من النفايات والبصمة الكربونية طوال دورة حياة المنتج.

الطريق إلى الأمام

تستفيد الهند، بأهدافها الطموحة في مجال الطاقة المتجددة وجغرافيتها المواتية، بشكل كبير من هذه التطورات. ومع ذلك، فإن تحقيق الطاقة الشمسية 2.0 على نطاق واسع يتطلب عملًا تعاونيًا، بين المبتكرين وصانعي السياسات والمستثمرين. يجب أن تتطور الأطر التنظيمية لدعم التقنيات الناشئة، بينما يجب أن تتماشى الحوافز مع الأهداف البيئية طويلة الأجل.

لطالما حملت الشمس وعدًا بالوفرة. اليوم، بفضل تقنيات الجيل التالي، نتعلم أخيرًا كيفية تسخيرها بذكاء ومسؤولية واستدامة. لا يتعلق مفهوم الطاقة الشمسية 2.0 بمجرد ألواح أفضل، بل يتعلق ببناء مستقبل طاقة أكثر ذكاءً ونظافة وإنصافًا.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: SOLARQUARTER