مع تزايد إقبال المباني على تركيب الألواح الشمسية، أصبحت المصدر الأكثر شيوعًا للطاقة المتجددة في منازلنا وشركاتنا. كما نشهد ازديادًا في عدد مزارع الطاقة الشمسية قيد الإنشاء، وهو أمر إيجابي للبيئة وكوكبنا. من الضروري فهم الفوائد البيئية للألواح الشمسية، بالإضافة إلى بعض المشاكل التي قد تسببها حاليًا وكيفية معالجتها. اقرأ المقال لمعرفة مدى مساهمة الألواح الشمسية في حماية البيئة، ومعلومات أخرى متعلقة بها.
هل الألواح الشمسية صديقة للبيئة؟
عند استخدامها، أنظمة الطاقة الشمسية ومرافق الطاقة لا تنبعث منها أي غازات دفيئة أو تلوث الهواءعندما تحل الطاقة الشمسية محل مصادر الطاقة الأخرى ذات التأثيرات البيئية الأكبر أو تقلل استخدامها، فقد يكون لها تأثير إيجابي غير مباشر على البيئة. ومع ذلك، فإن تطوير وتطبيق أنظمة الطاقة الشمسية لا يخلو من المخاوف البيئية. الآن، أنت مستعد لمعرفة مدى مساهمة الألواح الشمسية في حماية البيئة.
ما مدى مساهمة الألواح الشمسية في حماية البيئة؟
تشرح النقاط أدناه مدى المساعدة التي تقدمها الألواح الشمسية للبيئة-
1. يقلل من تلوث الهواء
تعمل الطاقة الشمسية على تعزيز صحتك وصحة من حولك لسنوات قادمة تقليل الانبعاثات الضارة الناجمة عن احتراق الوقود الأحفوري. الميثان وثاني أكسيد الكربون، وهما غازان سامان ينتجهما الوقود الأحفوري، يُفاقمان جودة الهواء. الربو، والتهاب الشعب الهوائية، والصداع النصفي، والالتهاب الرئوي، والحساسية ليست سوى أمثلة قليلة على الآثار الصحية والنفسية لتلوث الهواء. ستتحسن صحتك العامة لأن الطاقة الشمسية تُقلل بشكل كبير من كمية انبعاثات الكربون في الهواء الذي تتنفسه.
انظر أيضا: كيف تؤثر الطاقة الشمسية على البيئة؟
2. استخدام أقل للمياه
في حين أن مصادر الطاقة التقليدية تستخدم عشرات الآلاف من اللترات من المياه سنويًا، فإن الألواح الشمسية لا تحتاج إلى الماء تستخدم صناعة الطاقة في الهند بشكل أساسي مرافق توليد التبريد ومعالجة/تكرير الوقود ونقل الوقود عبر الأنابيب.
3. يبطئ تغير المناخ
احتراق الوقود الأحفوري يزيد من كمية الغازات المسببة للاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان في الغلاف الجوي، مما يعزز تأثير الاحتباس الحراري ويؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة عالمنا بوتيرة أسرع من المعتاد. نتيجةً لارتفاع درجة حرارة الأرض، تذوب الأنهار الجليدية وترتفع مستويات المياه، مما يؤدي إلى كوارث طبيعية متنوعة، مثل الأعاصير والفيضانات المتكررة والطقس الحار للغاية والجفاف. من ناحية أخرى، يؤدي استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة إلى عدم انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، مما يُسهم في الحد من تغير المناخ.
اقرأ أيضا: إعصار ساندي - واقع تغير المناخ
4. يقلل من انبعاثات الكربون
لطالما اعتمدنا في تلبية احتياجاتنا من الطاقة على الفحم والبنزين والغاز الطبيعي. ونظرًا لمحدودية إمدادات الوقود الأحفوري، فإنه لا يلبي احتياجات العالم المتزايدة من الطاقة، ويشكل مصدرًا هامًا للهدر. من ناحية أخرى، تتوافر الطاقة الشمسية بكثرة، ويمكن استخدامها على نحو مستدام لتلبية احتياجات العالم من الطاقة، وخفض تكاليفها، وضمان مستقبل آمن للطاقة.
يُطلق على انبعاث غازات الدفيئة، وخاصةً ثاني أكسيد الكربون، في الغلاف الجوي نتيجةً للنشاط البشري اسم "البصمة الكربونية". ويُعدّ استخدام الوقود الأحفوري السبب الرئيسي في هذا التأثير الكربوني. في المقابل، تُعدّ الطاقة الشمسية من أنظف مصادر الكهرباء. إذ يُؤدي 1 ميغاواط/ساعة من الطاقة الشمسية إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار يتراوح بين 0.5 و1 طن. وبهذا، تكون قد فهمت مدى مساهمة الألواح الشمسية في حماية البيئة.
انظر أيضا: أهم 10 خرافات حول الطاقة الشمسية
كيف تساعد الألواح الشمسية في مكافحة تغير المناخ؟
لقد ارتفع خطر تغير المناخ مع ارتفاع حاد في الكربون وغيره من الغازات المسببة للاحتباس الحراري الانبعاثات على مدى العقود القليلة الماضية. تتمتع كل منطقة في الولايات المتحدة بإمكانية الوصول إلى الطاقة الشمسية، وهي مورد متجدد وخالٍ من الكربون، يتمتع بإمكانات هائلة لخفض انبعاثات غازات الدفيئة في بلدنا. يجب أن يعتمد مستقبل اقتصادي نظيف ومعقول التكلفة على التطورات الكبيرة في تقنيات الطاقة الشمسية وغيرها من تقنيات الطاقة النظيفة، والتي يجب أن تكون جزءًا من أي خطة سوقية أو سياسية لمكافحة تغير المناخ.
يتفق العلماء على أن ارتفاع انبعاثات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي هو العامل الرئيسي لتغير المناخ. ويُعدّ قطاعا النقل والطاقة الكهربائية من القطاعات الاقتصادية الأكثر مساهمة في انبعاثات غازات الدفيئة في الولايات المتحدة، حيث يُمثل كلاهما 28% من إجمالي الانبعاثات. يليهما في المرتبة الثانية قطاع الصناعة (22%)، ثم الاستهلاك التجاري والسكني (11%)، ثم الأراضي الزراعية (9%).
بما أنه لا توجد تقنية واحدة قادرة على القضاء التام على جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الولايات المتحدة، تتعاون جمعية SEIA مع شركائها في قطاعي طاقة الرياح وتخزين الطاقة لتعزيز التحول الشامل نحو اقتصاد طاقة مستدام. وتُعد تكنولوجيا الطاقة الشمسية عنصرًا أساسيًا في مساعي بلدنا للحد من الانبعاثات وتحقيق أهدافها المناخية الطموحة. فالطاقة الشمسية ليست مجرد وسيلة لتقليل تأثيرنا على البيئة، بل إنها تعزز أيضًا موثوقية ومرونة بنيتنا التحتية الكهربائية، مما يمنح الأمريكيين أمنًا أكبر في مجال الطاقة في مواجهة الكوارث الطبيعية والعواصف الأكثر تكرارًا وشدةً نتيجةً لتغير المناخ. الطاقة الشمسية هي مفيدة في قطاعات مختلفة من المجتمع.
اقرأ أيضا: ما هي الطاقة الشمسية النشطة؟
1. قطاع الكهرباء
يُمثل حرق الوقود الأحفوري لتوليد الكهرباء في المنازل والمباني أكثر من ثلث إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة في الولايات المتحدة. يمكن إنتاج طاقة نظيفة وخالية من الانبعاثات باستخدام تقنيات الطاقة الكهروضوئية (PV) والطاقة الشمسية المركزة (CSP)، وتزويدها مباشرةً بالشبكة الكهربائية الأمريكية. كما يمكن استخدام تقنيات التدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية (SHC). تستخدم لتقليل الحاجة إلى الطاقة. بحلول عام 2021، ستكون الولايات المتحدة قد قامت بتركيب قدرة طاقة شمسية إجمالية تزيد عن 135 جيجاوات، وهو ما يكفي لتشغيل أكثر من 24 مليون منزل أمريكي نموذجي وتعويض أكثر من 151 مليون طن متري من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
2 قطاع النقل
عند الشحن بواسطة موقف سيارات يعمل بالطاقة الشمسية أو محطة شحن, المركبات الكهربائية (EVs) غالبًا ما يُنظر إلى السيارات الهجينة القابلة للشحن كأحد الحلول قصيرة المدى لقطاع النقل لمواجهة تغير المناخ. تُشكل السيارات الكهربائية جزءًا متزايد الأهمية من الطاقة الشمسية الموزعة، مما يُساعد العائلات الأمريكية على خفض انبعاثاتها الكربونية من خلال إنشاء نظام متكامل يشمل الطاقة الشمسية على الأسطح، وتخزين البطاريات السكنية، والسيارات الكهربائية.
3. القطاعات التجارية والسكنية
يتألف القطاع السكني من المنازل والشقق، بينما يتألف القطاع التجاري من منشآت مثل المكاتب ومراكز التسوق والمستودعات والفصول الدراسية والمطاعم والمستشفيات. وتمثل التدفئة والتبريد وتسخين المياه الجزء الأكبر من استخدام الطاقة في المباني التجارية والسكنية. ونظرًا لأن أنظمة SHC علبة توفير حوالي 80% من الطاقة المطلوبة لتدفئة الغرف ومتطلبات تسخين المياهيُعد هذا تطبيقًا مثاليًا لتقنيات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بالطاقة الشمسية. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام تكييف الهواء بالطاقة الشمسية كبديل نظيف وخالٍ من الانبعاثات للكهرباء لتلبية متطلبات التبريد. بفضل أنظمة الطاقة الشمسية الكبيرة على الأسطح أو محطات الطاقة الشمسية خارج الموقع، تُغذي العديد من أعرق الشركات والمؤسسات التجارية في العالم مراكز التوزيع والمكاتب والمستودعات بالطاقة الشمسية.
4. القطاع الصناعي
بفضل التطور الصناعي المتسارع في بلادنا، يُعد قطاع التصنيع المسؤول الرئيسي عن معظم انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. يُعدّ الألمنيوم والصلب من مواد البناء الشائعة، ويستهلك إنتاجهما كميات كبيرة من الطاقة وينتج عنه انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. يُعدّ وقود الغلايات، أو الطاقة اللازمة لإنتاج البخار أو تسخين الماء قبل نقله إلى وعاء الغلايات، أحد التطبيقات الرئيسية للطاقة في القطاع الصناعي. التسخين العملي هو تطبيق آخر للطاقة الشمسيةتتضمن عملية التسخين استخدام الطاقة مباشرةً لرفع درجة الحرارة أثناء عملية التصنيع، مثل تجفيف الطلاء في صناعة السيارات أو تحضير الأغذية المعبأة. باستخدام تقنيات CSP وSHC لإنتاج حرارة عالية ومتوسطة، يمكن للطاقة الشمسية تقليل الحاجة إلى الوقود الأحفوري.
اقرأ أيضا: ما هي الأسئلة التي يجب طرحها قبل الحصول على الألواح الشمسية؟
5. السياسة الداخلية
تعارض SEIA أي تشريع من شأنه أن يضعف قانون الهواء النظيف ويؤيد تشريعات شاملة للمناخ والطاقة. ويعمل أعضاء SEIA على عدد من أهداف السياسة المحلية، مثل السياسة الضريبية، وتنمية القوى العاملة، والبنية التحتية، لتعزيز استخدام الطاقة الشمسية منخفضة التكلفة في الولايات المتحدة.
6. تقييم دورة الحياة
بالمقارنة مع مصادر الطاقة التقليدية المتمثلة في الوقود الأحفوري، الطاقة الشمسية لديها تلوث غازات الاحتباس الحراري أقل خلال دورة حياتهاقد تؤدي عملية تصنيع وإعادة تدوير النظام الشمسي إلى انبعاثات بعض غازات الاحتباس الحراري، ولكن إنتاج الكهرباء ليس له تأثير على البيئة ولا ينتج أي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
انظر أيضا: تقنية القضبان المتعددة في الألواح الشمسية
كيف يمكننا تحسين الأمور؟
تذكر أن الألواح الشمسية هي طريقة رائعة وفعالة لتوليد الطاقة لمنزل نظيف يُقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون. مع أن عملية التصنيع والعناصر الأخرى ليست خالية من العيوب بعد، إلا أنه لا يزال من الضروري التفكير في الاستثمار.
يساهم شراء الألواح الشمسية في دفع عجلة البحث والتطوير، مما يُحسّن المنتج النهائي. هناك بعض المشكلات التي تحتاج إلى حل، ومن الأفضل أن يتم ذلك في الوقت المحدد. فيما يلي بعض أهم مجالات التحسين:
- مستويات إنتاجية أفضل خلال اليوم
- خلايا شمسية أكثر كفاءة للاستخدام في الليل
- الإنفاق الإضافي على الألواح الشمسية للبحيرات التي تطفو
- طريقة تصنيع أكثر ملاءمة للبيئة لتقليل الانبعاثات
- هناك بدائل للكميات الهائلة من المياه التي تستخدمها أجهزة التبريد.
واصلوا الاستثمار في الألواح الشمسية وشجعوا على تطوير ألواح أفضل، بما يُمكّن من تحقيق ذلك من خلال المزيد من البحث والتطوير. سنحصل على طاقة شمسية أفضل وأكثر فعالية وكفاءة بفضل دعم السكان والمستهلكين.
ما مدى تأثير الألواح الشمسية في تجنب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون؟
إذا كنت لا تزال غير متأكد من كمية أول أكسيد الكربون التي يمكن للطاقة الشمسية أن تساعد في منعها، فسنقدم لك بعض الأرقام. يُقدر المختبر الوطني للطاقة المتجددة أن استخدام الألواح الشمسية لتوليد 1000 كيلوواط/ساعة من الطاقة يقلل الانبعاثات بما يزيد عن 1,400 رطل من ثاني أكسيد الكربون. وتشمل الملوثات الأخرى 8 أرطال من ثاني أكسيد الكبريت و5 أرطال من أكاسيد النيتروجين.
ستنخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من لوح شمسي يُتوقع أن يصل عمره الافتراضي إلى 28 عامًا بشكل كبير بأكثر من 100 طن. ومن الحقائق المثيرة للاهتمام أيضًا أن قطاع الطاقة الشمسية الأمريكي قد خفض انبعاثاته، بما يعادل تخزين حوالي ملياري شجرة لثاني أكسيد الكربون. تُقطع الأشجار خلال استخراج الوقود الأحفوريمما يزيد من مشكلة استمرار إزالة الغابات وتغير المناخ.
تُستخدم المباني القائمة أو الأراضي الشاغرة لتركيب الألواح الشمسية في مرافق الطاقة الشمسية المجتمعية. إضافةً إلى ذلك، تُسهم أنظمة الطاقة الشمسية المجتمعية بشكل كبير في الحد من تغير المناخ، إذ تُمكّن الناس من الحصول على الطاقة الشمسية بسهولة، مما يُقلل من بصمتهم الكربونية. بعد ذلك، دعونا نتناول إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية.
ما هي إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية؟
للطاقة الشمسية دورٌ بالغ الأهمية في عالمنا الحديث. ومع ذلك، لها إيجابيات وسلبيات عديدة، نذكرها فيما يلي:
الايجابيات
أكثر الطاقة الشمسية التي يمكننا تسخيرهاكلما قلّت الحاجة إلى حرق الوقود الأحفوري، قلّت الحاجة إلى حرق الوقود الأحفوري. يمكنك الاستفادة من مزايا الطاقة الشمسية هذه بتركيب نظام طاقة شمسية في منزلك:
1. مصدر للطاقة المتجددة
نظرًا لأن الطاقة الشمسية هي مورد لا ينضب، يمكنك دائمًا استخدام المزيد منها. الطاقة الشمسية طاقة نظيفة. لا تُنتج أي غازات دفيئة تمتص الحرارة، مثل ثاني أكسيد الكربون. كما أنها تمنع الضرر البيئي الناتج عن الحفر أو التعدين للحصول على الوقود الأحفوري. على عكس محطات الطاقة التي تستخدم التوربينات البخارية لإنتاج الكهرباء، تستهلك الطاقة الشمسية كميات قليلة من المياه، أو لا تستهلكها على الإطلاق.
2. يقلل فاتورة الكهرباء
يمكن أن يساعدك نظام الطاقة الشمسية في منزلك على توفير المال في فاتورة الكهرباء الخاصة بك تقليل اعتمادك على الشبكةقد يمتلك بعض مالكي أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية طاقة فائضة يمكنهم بيعها لشركة المرافق. يحصل أصحاب المنازل على دفعات من شركة المرافق بدلاً من دفع ثمن الطاقة. لخفض تكاليف كهرباء منزلك، قد لا تحتاج إلى شراء نظام طاقة شمسية متكامل. لتوفير المال، اختر ببساطة مصابيح الطاقة الشمسية التي تُضاء بأشعة الشمس بدلاً من نظام كهرباء منزلك.
اقرأ أيضا: 3 مزايا وعيوب الألواح الشمسية غير المتبلورة
سلبيات
تتضاءل عيوب الطاقة الشمسية مع تطور القطاع وتوسعه، مما يُحقق كفاءةً عاليةً على نطاق واسع. تُسهم التطورات التكنولوجية في تعميم استخدام الطاقة الشمسية. وفيما يلي مقارنة بين مزايا وعيوب الطاقة الشمسية.
1. تكلفة أولية عالية
إنه العيب الأكثر ذكرًا في الطاقة الشمسية، والذي يتناقص مع نضوج القطاع. تعتبر المعدات باهظة الثمن عند شرائها وتنفيذها في البداية. مع ذلك، إذا كان المال مصدر قلق، فقد تُخفّض بدائل التأجير نفقاتك الأولية. إذا قررت الشراء، فلن يُغطّي النظام تكاليفه إلا بعد سكنك في المنزل لفترة. سيستفيد المستأجرون من هذا الاستثمار طويل الأجل أكثر من مُلّاك العقارات.
2. تخزين الطاقة باهظ الثمن
المؤقت انخفاض في إنتاج الطاقة أثناء الطقس العاصف كانت الطاقة الشمسية إحدى المشكلات الرئيسية. ومع ذلك، فإن تأثير الأيام التي تكون فيها الطاقة الشمسية محدودة آخذ في التناقص نتيجةً للتطورات في علم البطاريات. تحل البدائل محل تقنيات تخزين الطاقة الشمسية القديمة، مثل بطاريات الرصاص الحمضية. تتوفر طاقة أكبر بتكلفة أقل مع بطاريات الليثيوم أيونتتميز البطاريات المصنوعة من النيكل بعمر افتراضي طويل جدًا. وتُعدّ تقنيات جديدة، مثل بطاريات التدفق، واعدةً بتخزين طاقة طويل الأمد.
الطاقة الشمسية طاقة متجددة ناشئة، تتزايد أهميتها يومًا بعد يوم. ورغم بعض عيوبها، لا تزال ضرورية لمستقبل أنظف وأكثر استدامة. وبما أنك تعلمت مدى مساهمة الألواح الشمسية في حماية البيئة، فأنت الآن تدرك أهميتها.
