يتزايد التركيز على الإجراءات التي تعزز الحفاظ على البيئة والاستدامة مع تنامي الوعي البيئي والتنمية المستدامة. تتوفر خيارات متعددة للطاقة المتجددة. سنحلل في هذه المقالة أيهما أفضل الطاقة الشمسية أم الطاقة الحرارية الأرضية. فيما يلي، نقارن بين الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية لفهم مدى نجاح المصدرين بشكل أفضل.
الطاقة الشمسية مقابل الطاقة الحرارية الأرضية: أيهما الأنسب لك؟
عند سؤال معظم الناس عن خيارات الطاقة الخضراء التي يعرفونها أو يفكرون في دمجها في منازلهم، سيذكرون الألواح الشمسية فورًا. مع ذلك، هناك مصادر أخرى للطاقة الخضراء إلى جانب الطاقة الشمسية. علاوة على ذلك، تتميز أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية بتأثير بيئي أقل وتوفر الطاقة. فأيهما الأنسب لك: الطاقة الشمسية أم الطاقة الحرارية الأرضية؟
على عكس الطاقة الحرارية الأرضية، التي تنبع من باطن الأرض ، تُستمد الطاقة الشمسية من الشمس. ولأن كلتيهما تستخدمان مصادر الحرارة الموجودة لتدفئة (أو تبريد) منازلنا، تُعتبران من مصادر الطاقة النظيفة. فعند الحديث عن استخدام الطاقة الشمسية في المنازل، نعني تركيب ألواح شمسية على سطح المنزل لجمع الطاقة الشمسية. أما عند الحديث عن استخدام الطاقة الحرارية الأرضية، فنعني حفر باطن الأرض لاستخراج الحرارة.
لكلتا الطريقتين فوائد عديدة، بالإضافة إلى بعض العيوب. مع ذلك، يُعدّ عدم التأثر بتغيرات أسعار الغاز ميزةً رئيسيةً لكلتا الطريقتين.
هل الطاقة الشمسية أفضل من الطاقة الحرارية الأرضية؟
الطاقة المتجددة وسيلة رائعة لتزويد منزلك أو عملك بالطاقة، وخفض تكاليف الطاقة، والحفاظ على البيئة. قد يكون من الصعب اختيار الطاقة الشمسية أم الطاقة الحرارية الأرضية كأفضل خيار لك. لمعرفة أيهما أفضل، عليك مراعاة أهدافك والمساحة المتاحة. هناك بعض الخيارات المختلفة التي ستحتاج إلى اتخاذها عند الاختيار بين الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية لتحديد أيهما أفضل.
1. الطقس مهم
يُعدّ نوع الطقس أول عامل مهم يجب مراعاته عند الاختيار بين الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية. يأتي كلا النوعين من الطاقة الخضراء من مصادر طبيعية، إلا أن الطاقة الشمسية تحتاج إلى الشمس لتوليد الكهرباء. قد تكون كمية الطاقة التي يمكنك إنتاجها باستخدام نظام الطاقة الشمسية محدودة إذا كنت تقيم في منطقة قليلة أشعة الشمس. ولكن مع التقنيات الحديثة، قد تعمل الطاقة الشمسية بكفاءة حتى في البيئات الغائمة.
إذا كنت ترغب في أن تكون أكثر صداقة للبيئة وتقليل تكاليف الطاقة، فإن الطاقة الحرارية الأرضية هي أيضًا خيار في هذه الحالات.
اقرأ أيضاً: ما هي الأسئلة التي يجب طرحها قبل تركيب الألواح الشمسية؟
2. أسعار بدء التشغيل
الطاقة الحرارية الأرضية أغلى من الطاقة الشمسية . وتُعدّ تكلفة التركيب عاملاً مهماً يجب مراعاته عند الاختيار بين مصدري الطاقة. فتركيب نظام الطاقة الحرارية الأرضية مكلف للغاية، إذ يتطلب حفرًا، غالبًا ما يكون حفرًا واسع النطاق، وتركيب جميع المعدات اللازمة، وهو أمر مكلف ويستغرق وقتًا طويلاً. أما الطاقة الشمسية فهي أقل تكلفة وأسهل في التركيب. لذا، تُعدّ الطاقة الشمسية خيارًا أفضل في هذه الحالة إذا كانت التكلفة الأولية لمصدر الطاقة عاملاً حاسمًا.
3. نوع المساحة المتوفرة لديك
يتطلب كل مصدر من مصادر الطاقة هذه مساحة كبيرة . فتركيب الألواح الشمسية يستلزم مساحة، سواء على الأرض أو على سطح المنزل. ونظرًا لصغر مساحة سطح منزلك، فقد لا تكون لديك مساحة كافية للألواح الشمسية ، وبالتالي قد لا تكون الفائدة كبيرة. صحيح أن تركيب بعض الألواح الشمسية هنا وهناك قد يوفر بعض الفوائد البسيطة، ولكن لتحقيق تحسن ملحوظ، ستحتاج إلى تغطية سطح منزلك بالكامل أو جزء كبير من أرضك بالألواح الشمسية.
ومع ذلك، لإنتاج الكهرباء من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية، يجب دفن حلقات من الأنابيب، يصل عمقها أحيانًا إلى عدة أقدام. يتطلب الأمر المزيد من الأنابيب والحفر لزيادة الطاقة المُراد إنتاجها. وهذا يتطلب قدرًا كبيرًا من العمل واستخدامًا كبيرًا للأراضي لإنشاء مصدر طاقة مستدام.
4. المكاسب طويلة الأجل
العامل الأخير الذي يجب أخذه في الاعتبار هو ما هي المزايا التي ستتحقق على مدى فترة طويلة من الزمن بمجرد أن تكون على دراية بتكلفة كل حل والمساحة التي تحتاجها.
في المناطق ذات الأحوال الجوية السيئة أو المساحات الأرضية المحدودة، تُعد الطاقة الحرارية الأرضية بديلاً رائعًا، إلا أنها تتميز بمزايا مختلفة عن الطاقة الشمسية. فرغم أن الطاقة التي تُولّدها الطاقة الحرارية الأرضية لا تُعوّض استهلاك الكهرباء بالكامل، إلا أنها قد تُؤدي في النهاية إلى انخفاض تكاليف التدفئة والتبريد على المدى الطويل.
من ناحية أخرى، يمكن للطاقة الشمسية أن تزيد أو حتى تُغني عن حاجتك للكهرباء تمامًا، مما يُقلل تكلفة الكهرباء بشكل كبير. من المهم أيضًا أن تضع في اعتبارك أن الطاقة الشمسية تُنتج الكهرباء اللازمة لتشغيل منزلك أو مزرعتك أو منشأتك بالكامل، بينما تقتصر الطاقة الحرارية الأرضية على نظام التدفئة والتبريد. بعد ذلك، لنتعرف على الفرق بين الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية.
انظر أيضًا: 4 مزايا لسخان المياه الشمسي
ما هو الفرق بين الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية؟
الفرق بين الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية هو كما هو موضح أدناه:
الطاقة الحرارية الأرضية
١. أنت بحاجة إلى مصدر تدفئة احتياطي لأن التدفئة الأرضية لا يمكن استخدامها إلا عندما تكون درجة الحرارة ٢٨ درجة مئوية أو أعلى. في كثير من الأحيان، كل ما تحتاجه كبديل هو فرن التدفئة أو الغلاية الحالية.
2. نظرًا لأنها تقوم بتدفئة وتبريد منزلك، فإن أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية قادرة على تقليل اعتمادك على الشبكة بشكل كامل تقريبًا.
3. تعتبر المضخة الحرارية بديلاً مناسبًا لنظام الطاقة الحرارية الأرضية الكامل إذا كنت تريد توفير المال وتقليل تأثيرك البيئي ولكنك لا تريد حفر حديقتك.
4. ما لم تكن تستخدم البروبان بالفعل ، فإن اختيار الطاقة الحرارية الأرضية يتعلق في الواقع بتقليل انبعاثات الكربون أكثر من توفير المال حاليًا نظرًا لانخفاض أسعار الغاز. فعندما يتحول أصحاب المنازل من البروبان إلى الطاقة الحرارية الأرضية، فإنهم يوفرون مبلغًا كبيرًا من المال.
5. غالبًا ما تتطلب أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية صيانة أقل لأنها محمية تحت الأرض، على الرغم من أن تركيبها الأولي يتطلب عمالة أكثر من الألواح الشمسية.
اقرأ أيضاً: محول الطاقة الشمسية مقابل محول الطاقة العادي - ما هي الاختلافات؟
طاقة شمسية
1. تأتي الأنظمة التي تستخدم الطاقة الشمسية بنوعين.
- قد تعمل الطاقة الشمسية على تسخين منزلك ومياهك.
- تولد الطاقة الكهروضوئية الكهرباء.
2. بما أن تركيب أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية يتطلب حفر الأرض، فإن تركيب الألواح الشمسية أبسط من تركيب أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية.
٣. دعم الطاقة الشمسية الكهربائية ممتاز (أفضل من الخصومات على الطاقة الحرارية الأرضية). يتطلب كلاهما نفس القدر تقريبًا من الاستثمار الأولي.
4. تفقد الألواح الشمسية كمية كبيرة من كفاءتها عندما تصبح متسخة.
٥. يُعدّ هطول الأمطار المتكرر في درجات الحرارة المنخفضة أحد أسباب عدم جدوى استخدام الطاقة الشمسية كخيار بديل للتدفئة مقارنةً بالطاقة الحرارية الأرضية. وبذلك، تكون قد فهمت الفرق بين الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية.
انظر أيضاً: الوحدة الشمسية مقابل اللوحة الشمسية: ما الفرق؟
هل تنتج الطاقة الحرارية الأرضية طاقة أكثر من الطاقة الشمسية؟
تستخدم معظم المنازل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية نظرًا لكونها استثمارات مستدامة. ويتباهى معظم المصنّعين بأن أداء هذه الأنظمة لا يتراجع إلا بنسبة 20% تقريبًا بعد 25 عامًا من الاستخدام. في المقابل، يتميز نظام الطاقة الحرارية الأرضية بتعدد وظائفه، فهو يبرّد ويسخّن وينظّم الرطوبة، كما يوفّر الماء الساخن. ويتمتع هذا النظام بأعلى معدلات الكفاءة في هذا المجال. ومع وجود نظام أنابيب تحت الأرض (أو حلقة ) جيد لسحب كمية كافية من الطاقة من باطن الأرض، يمكن أن تتجاوز كفاءة وحدة الطاقة الحرارية الأرضية 500%.
باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية، يمكنك خفض فواتير التدفئة والتبريد على المدى الطويل، ولكنها لا تُغني عن الكهرباء التي تستهلكها. من ناحية أخرى، يمكن للطاقة الشمسية أن تزيد أو تُقلل استهلاكك للكهرباء.
في النهاية، لا يتعلق الأمر بمن يُنتج طاقةً أكبر، بل بكيفية تحديد حجمها وتركيبها واستخدامها. بهذا، تكون قد فهمت هل تُنتج الطاقة الحرارية الأرضية طاقةً أكبر من الطاقة الشمسية؟ بعد ذلك، لنتعرف على تكلفة الطاقة الحرارية الأرضية مقابل الطاقة الشمسية.
الطاقة الحرارية الأرضية مقابل تكلفة الطاقة الشمسية: Wهيك هو الخيار الأكثر ملاءمة؟
تعد تكلفة الطاقة الحرارية الأرضية مقابل الطاقة الشمسية أمرًا مثيرًا للاهتمام للنظر فيه قبل اختيار أي من هذه الخيارات.
بسعر يقارب 50 دولارًا أمريكيًا لكل ميغاواط/ساعة، تُعدّ الطاقة الحرارية الأرضية المصدر الأقل تكلفة للطاقة المتاحة حيثما كان ذلك مجديًا. أما طاقة الرياح البرية والغاز والطاقة الكهرومائية، فهي جميعها تتنافس فيما بينها بسعر يقارب 70 دولارًا أمريكيًا لكل ميغاواط/ساعة، إلا أن تكلفة الغاز والطاقة الكهرومائية مستقرة عمومًا، بينما تتراجع تكلفة طاقة الرياح بسرعة.
تُعاني الطاقة الحرارية الأرضية من عيب يتمثل في اقتصار فائدتها على المناطق التي تلامس فيها الحمم البركانية من باطن الأرض سطح الأرض، كما هو الحال في البراكين وبعض المناطق النشطة الأخرى ، وخاصةً حول حدود الصفائح التكتونية. وتُعدّ هذه الطاقة مصدراً هائلاً للطاقة بالنسبة للجزر البركانية بالكامل مثل هاواي وأيسلندا، وكذلك بعض أجزاء كاليفورنيا التي يمرّ بها حدّ صفيحي.
تراوح متوسط سعر تركيب الطاقة الحرارية الأرضية بين عامي 2010 و 2021 بين 2,700 و 5,600 دولار لكل كيلوواط، مع ذروة بلغت 5,509 دولار لكل كيلوواط في عام 2012. ويبلغ متوسط سعر تركيب أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية في عام 2023 3,991 دولار أمريكي لكل كيلوواط.
تُعدّ الطاقة الشمسية وطاقة الرياح أغلى ثمناً ، لكن يمكن تركيبها على مساحات أوسع بكثير. وتتراوح تكلفة الألواح الشمسية حالياً بين 3,500 و35,000 دولار أمريكي، أو حوالي 16,000 دولار أمريكي في المتوسط ، وذلك حسب النوع والطراز . ورغم أن الألواح الشمسية تُساعد على توفير المال في فواتير الطاقة، فمن الضروري فهم تكاليف تركيبها بالكامل لوضع ميزانية مناسبة.
مع ذلك، لا يستطيع معظم الناس تركيب كلتا التقنيتين معًا. من الأفضل عمليًا تركيب إما الطاقة الحرارية الأرضية أو الطاقة الشمسية، إذ يتطلب تركيبهما جهدًا كبيرًا وتكاليف تركيب باهظة. كلتا هاتين الإضافتين المتجددتين خيارٌ جيد في نهاية المطاف، شريطة أن يتم تصميمهما وتركيبهما بشكل صحيح.
