الخلايا الكهروضوئية - كثير من الضوء وقليل من الظل

اول دوله تحتل الرياده في مجال "التحول للطاقه الشمسيه" في العالم، هي جزيره صغيره في جنوب المحيط الهادئ. منذ عام 2012 تُؤَمن كافه امدادات الطاقه في جزيرة توكيلاو الصغيره، من خلال 4032 وحده من الوحدات الضوئيه. وقفت وراء ذلك الانجاز عده اسباب مهمه لتنفيذ "مشروع توكيلاو للطاقه المتجدده"، والذي تقوم نيوزيلندا بتمويله. فنظرا للنظام الايكولوجي الحساس في الجزيره، كانت هناك رغبه كبيره لانهاء الاعتماد علي الوقود والتحول الي الطاقات المتجدده. وبغض النظر عن المخاطر الامنيه لنقل الوقود في أعالي البحار، فان استيراد البنزين الي تلك الجزيره النائيه يرتبط بالاضافه الي ذلك بتكاليف مرتفعه للغايه.

الرياده في استخدام الخلايا الكهروضوئيه لجزيره توكيلاو في المحيط الهادئ.

وكما يري جوناثان كينغ المدير النيوزيلندي للجزيره الواقعه في المحيط الهادي، فان توكيلاو تمثل نموذجا لبقيه دول العالم، وهو يعتبر ايضا ان "توكيلاو البلد الصغير، حقق الان الرياده عالميا في مجال الطاقات المتجدده، ويجب علي البلدان الاكبر الاستفاده من تجربته كمعيار لجهودهم في مجال الطاقات المتجدده."

ويتفق ارمين ابيرلي الاستاذ الجامعي ومدير معهد سنغافوره للطاقه الشمسيه وبحوث الطاقه، بان للطاقه الشمسيه مستقبل زاهر، ويضيف: "هناك احتمال كبير في ان تصبح الطاقة الشمسية اكثر مصادر الطاقه اهميه خلال القرن الحالي، وستفوق اهميتها الفحم والنفط والغاز. انظمه الطاقه الشمسيه المركبه في انحاء العالم المختلفه في الوقت الراهن، تعمل بقدره تصل الي حوالي 100 غيغاواط، ويعادل انتاجها من الكهرباء تقريبا، انتاج 20 محطه للطاقه النوويه، وهذه قصه نجاح عظيمه."

توقعات مشرقه للطاقه الشمسيه في جميع انحاء العالم

يصل انتاج المانيا من الطاقه المولده من الخلايا الكهروضوئيه الي 32.4 غيغاواط، لذا تعد حاليا اكبر الدول المنتجه والمستهلكه للطاقه الشمسيه، في العالم، وتليها اسبانيا وايطاليا. وحاليا تعمل كل من الصين والولايات المتحده واليابان واستراليا علي توسيع انتاجها من الطاقه الشمسيه، وهناك توقعات واعده في هذا المجال وفقا لابيرلي: "سعر الطاقه الشمسيه انخفض في وقت وجيز جدا. وفي مناطق كثيره من المانيا لدينا الان تكافؤ في الشبكه، وهذا يعني ان سعر الطاقه الشمسيه المنتجه ذاتيا تكلف المستهلك سعرا مساويا لسعر الكهرباء في الشبكه. وفي البلدان التي تشرق فيها الشمس لفتره اطول مثل ايطاليا واستراليا، فان الطاقه الشمسيه بالفعل ارخص بكثير من شبكه الكهرباء، ويبلغ السعر الان في حدود 10 الي 15 سنتات لكل كيلوواط/ ساعه. وسوف تصبح الطاقه الشمسيه رخيصه جدا في السنوات القادمه، وذلك في البلدان التي ترتبط فيها الطاقه بتكاليف عاليه، حيث سيزود كل منزل مناسب تقريبا بنظام الطاقه الشمسيه، وذلك لاسباب اقتصاديه بحته. كما ان الطاقه الشمسيه ستساعد الناس علي توفير المال، وهذا يعود في الوقت نفسه، بمزايا ايجابيه علي صحه البيئه."

عامل بيئي حاسم: عمليه انتاج وحدات الطاقه الشمسيه

تعتبر الخلايا الكهروضوئيه رفيقه للغايه بصحه المناخ، حيث يتم انتاج الطاقه الشمسيه محليا في عين المكان كما ان "وقودها" هو ضوء الشمس، وهو متوفر ومجاني في كل مكان علي وجه الارض تقريبا.

اثناء مرحله التشغيل ايضا تعد الخلايا الكهروضوئيه "تكنولوجيا صديقه للبيئه"، بحسب مكتب البيئه الاتحادي الالماني، نظرا لعدم تصاعد ايه انبعاثات في تلك المرحله.

لكن الخلايا الشمسية التي تعد نموذجا، تكشف ايضا عن سلبيات صغيره، فمدي مراعاه التكنولوجيا لصحه البيئه علي سبيل المثال، يعتمد علي ما اذا كانت المصادر التي تاتي منها الطاقه اللازمه للانتاج رفيقه بصحه البيئه ام لا. فاذا كان تصنيع لوحه الطاقه الشمسيه يتم باستخدام الكهرباء المولده من الفحم، فان هذا يتسبب بشكل غير مباشر في انبعاث غازات دفيئة.

وعلاوه علي ذلك فان استخدام مواد مسببه للاحتباس الحراري في انتاج نماذج محدده لتوليد الطاقه الشمسيه، يلعب دورا هاما. في البدايه كان يتم علي سبيل المثال استخدام سادس فلوريد الكبريت (SF6)علي نحو متزايد، لانتاج الخلايا الشمسيه. ووفقا لمجلس المناخ الدولي IPCC، فان مساهمه سادس فلوريد الكبريت SF6في حدوث ظاهره الاحترار العالمي، يفوق بحوالي 22.800 مره مقارنه بثانى أكسيد الكربون. و تدريجيا تمت الاستعاضه عن سادس فلوريد الكبريت SF6، بثلاثي فلوريد النتروجين (NF3) ، والذي سوف يعادل ضرره علي صحه المناخ 17.200 مره مقارنه بثاني اكسيد الكربون.

الحمايه من الانبعاثات - قليل من الضوء علي الجانب المظلم

نظام للخلايا الكهروضوئيه بمساحه تبلغ حوالي من 1300 مترا مربعا علي سطح مبني المستشاريه الالمانيه في برلين

لكن وبالرغم من ذلك، هناك انباء ساره ايضا وفقا لمكتب البيئه الاتحادي الالماني، فيما يتعلق بالانبعاثات الضاره بالبيئه، منها ان ثلاثي فلوريد النتروجين NF3يتحلل خلال عمليه الانتاج، وبالاضافه الي ذلك، يمكن ايضا تخفيض نسبه كبيره من انبعاثات ثلاثي فلوريد النتروجين NF3، عبر اتباع السبل المناسبه لمعالجه الغاز. وعلاوه علي ذلك، فان استخدام بثلاثي فلوريد النتروجين NF3في انتاج وحدات الطاقه الشمسيه غير مرغوب من الناحيه الفنيه، فهناك بدائل له. في المانيا مثلا، تم عمل في السنوات الاخيره علي تطوير تكنولوجيا بديله. لكن ونظرا الي ان انتاج وحدات الطاقه الشمسيه اصبح يتم علي نحو متزايد في اسيا، فان دعم وتشجيع استخدام تكنولوجيا بديله في الانتاج هناك ايضا، يعتبر ضروريا. اما مدي تحقق هذا، فيعتمد علي الظروف البيئيه لكل بلد علي حده.

اهميه التخلص السليم من النماذج القديمه

وايضا التخلص بشكل مناسب من النماذج القديمه لانتاج الطاقه الشمسيه، يعتبر عاملا حاسما علي تاثيرها البيئي. وهذا ينطبق بشكل خاص علي النماذجالمعروفه بالطبقات الشمسيه الرقيقه، كالخلايا الشمسيه التي يمكن خياطتها في الملابس او علي حقائب الظهر، والمستخدمه بشكل خاص في حقائب الرحلات. تلك الطبقات جزء من الوحدات الرقيقه التي تحتوي علي مركب الكادميوم تيلورايد Cadmium-Tellurid، وهي ماده شديده السميه، لذا فاستخدامها يتطلب جمعها وإعادة تدويرها، اذ لا يجب ان تتسرب الي البيئه. ولتخطي هذه المشكله من البدايه، فان غالبيه الشركات المصنعه تعتمد علي الخلايا الشمسيه التي يدخل السيليكون البلوري في مكوناتها، بالاضافه طبعا الي السيليكون والزجاج والالومنيوم والنحاس والاغطيه البلاستيكيه، ومن السهل اعاده تدويرها او التخلص منها.

ماده السيليكون صالحه لعمليه اعاده التدوير ويمكن استخدامها في صنع خلايا شمسية جديده

وبشكل عام فان ارجاع وحدات الطاقه الشمسيه بعد انتهاء عمرها لا يمثل مشكله حتي الان. ويتراوح العمر الافتراضي للوحدات الكهروضوئيه بين 20 الي 30 عاما، بحسب تقديرات الخبير في مجال الطاقه الشمسيه ابيرلي. ومن جهته يلزم الاتحاد الاوروبى بالفعل جميع الشركات المصنعه بموجب القانون، بالتخلص من الوحدات التي تقوم بتصنيعها بعد انتهاء عمرها الافتراضي.