- إن تغطية 4000 كيلومتر من القنوات ستوفر 63 مليار جالون من المياه وتولد 13 جيجاوات من الطاقة سنويًا
- يُظهر المشروع التجريبي انخفاضًا كبيرًا في فقدان المياه ونمو الطحالب
- ويقول المنتقدون إن المشروع مكلف للغاية، وأن منع القنوات من التبخر قد يؤدي إلى نتائج عكسية
من الممكن أن تصبح شبكة القنوات الواسعة في كاليفورنيا مصدراً ضخماً للطاقة النظيفة مع توفير مليارات الجالونات من المياه كل عام.
وجدت دراسة أجرتها جامعة كاليفورنيا أن تغطية ما يقرب من 4000 كيلومتر من القنوات بالألواح الشمسية من شأنه أن يولد 13 جيجاوات من الطاقة سنويًا ويوفر 63 مليار جالون من المياه.
وتكفي هذه الكمية من المياه لتلبية الاحتياجات السكنية لأكثر من مليوني شخص كل عام.
ما أثبته المشروع التجريبي حتى الآن
ولاختبار ما إذا كان هذا المفهوم يعمل بالفعل في ظروف العالم الحقيقي، تم إنشاء عرض توضيحي صغير الحجم يسمى Project Nexus.
تقع منشأة Nexus بقدرة 1.6 ميجاوات على القنوات التي تخدمها منطقة تورلوك للري، وبعد موسم ري كامل، خفضت أقسام القناة المغطاة التبخر تحت الألواح الشمسية بنسبة 50-70%.
وقد انخفض نمو الطحالب بنسبة 85%، مما أدى إلى تقليل تكاليف صيانة القنوات وتنظيف مضخات المياه بشكل كبير.
كما يحافظ الظل أيضًا على برودة الألواح الشمسية مقارنة بالبدائل المثبتة على الأرض، مما يحسن إنتاجها من الكهرباء بنسبة 2.5 إلى 5% تقريبًا.
وقد قامت الهند بالفعل ببناء مشاريع طاقة شمسية مماثلة على قمة القناة، مما يثبت أن المفهوم يعمل في مجموعة متنوعة من المناخات والمواقع الجغرافية.
وعلى الرغم من فوائدها الواضحة، تواجه هذه الفكرة مقاومة، حيث تمثل التكاليف العائق الرئيسي.
يتطلب تركيب الطاقة الشمسية فوق القناة هياكل دعم فولاذية ثقيلة يجب أن تمتد على عرض قناة المياه أدناه، ويمكن لهذه الهياكل وحدها أن تمثل ما يصل إلى 40٪ من إجمالي تكلفة المشروع، وهو أكثر بكثير من مزارع الطاقة الشمسية فوق الأرض.
ويقول المنتقدون إن القنوات تستخدم لتوفير المياه، وليس لأساسات البنية التحتية الصناعية.
وستتطلب مثل هذه المشاريع أن يكون لدى أطقم الصيانة إمكانية الوصول المستمر إلى المجاري لإزالة الترسبات والإصلاحات، كما أن الألواح العلوية ستعقد هذا العمل بشكل كبير.
ويشير البعض أيضًا إلى وجود الكثير من المناطق الصحراوية الرخيصة في كاليفورنيا حيث يمكن تركيب الألواح الشمسية التقليدية بتكلفة أقل بكثير.
في حين أن تكلفة مزرعة الطاقة الشمسية في منطقة صحراوية أقل وتتجنب التعقيدات الهندسية، إلا أنها لا تفعل شيئًا لتوفير المياه، والتي كانت مشكلة طويلة الأمد بالنسبة لكاليفورنيا منذ أن فقدت الولاية بالفعل وفي هذا العام، تم تخصيص 40% من التمويل لنهر كولورادو، وكل قطرة يتم توفيرها تحدث فرقًا.
ما الذي يجب تغييره لضمان التنفيذ على نطاق واسع
وتتغير الحسابات الاقتصادية لهذه الفكرة عندما يصبح توفير المياه ذا قيمة نقدية حقيقية.
تمنع تركيبات الطاقة الشمسية الموجودة أعلى القناة التبخر في ولاية تعاني بانتظام من ظروف الجفاف الشديد، وتولد أيضًا الكهرباء بالضبط حيثما يوجد الطلب الزراعي، مما يقلل من خسائر النقل من مزارع الطاقة الشمسية الصحراوية النائية.
ومن وجهة نظر أخرى، ربما كانت الشمس فوق القناة أكثر هدوءًا الطلب على طاقة مركز البيانات، والذي عادة ما يضع ضغطًا كبيرًا على الشبكات المحلية وإمدادات المياه.
فهو يولد طاقة نظيفة حيثما تكون هناك حاجة إليها بالضبط، مما يقلل من خسائر النقل ويتجنب الحاجة إلى بناء خطوط نقل جديدة.
ويمكن استخدام المياه التي يتم توفيرها عن طريق تقليل التبخر لتبريد مراكز البيانات بدلاً من إهدارها في الغلاف الجوي.
يمكن لمركز بيانات واحد أن يستخدم ملايين الجالونات من المياه سنويًا، وتحافظ قنوات التظليل على هذه الموارد للاستخدام الإنتاجي.
يمكن لـ 13 جيجاوات من التوليد المحتمل من مغذيات كاليفورنيا تشغيل مئات مراكز البيانات دون الحاجة إلى أراض إضافية أو تحميل الشبكة المزدحمة بالولاية.
ومع ذلك، فإن منع التبخر، الذي ستوفره القناة الشمسية، ليس مربحًا للجانبين.
ومن المحتمل أن يكون لهذا تأثير ضئيل على الرطوبة المحلية وقد يعطل النظم البيئية المائية عن طريق تقليل الأكسجين المذاب، وهو ما يحل مشكلة ويخلق مشكلة أخرى.
سيستمر برنامج Nexus التجريبي في جمع البيانات لتحديد ما إذا كانت كاليفورنيا ستنفذ هذا المفهوم على نطاق واسع أو ستقرر أن المفاضلات البيئية والتشغيلية لا تستحق مكاسب الطاقة.
بواسطة مجلة الكهروضوئية
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدرك المفضل لتلقي أخبار ومراجعات وآراء الخبراء حول قنواتك.
