كيف يمكن أن تساعد الطاقة الشمسية في توفير مليارات الجالونات من الماء سنويا!

Solar Aquagrid ©

يمثل تبخر مياه قنوات الري الصناعية والسدود وغيرها أحد أهم مصادر فقدان المياه بشكل سنوي في العديد من المناطق حول العالم. يحدث هذا التبخر بسبب درجات الحرارة العالية وسقوط الأشعة الشمسية المباشرة عليها ولهذا يبحث العلماء والمختصين على حلول للحد من هذا التبخر ولكن أغلب الحلول المقترحة مكلفة وغير مجدية اقتصاديا. فما هو الحل ؟

قام باحثون من جامعة كاليفورنيا بعمل دراسة حول إمكانية استغلال الألواح الشمسية لتغظية القنوات المائية في أكبر شبكة قنوات ري في العالم في كاليفورنيا البالغ طولها 6،350 كيلومترًا. إن موقع هذه القنوات يميزها بأنها تمر عبر مناطق جغرافية تمتلك ظروف مناخية ومعدل إشعاع شمسي مختلف طول العام. وهذا الأمر يجعل هذه الدراسة نموذجا رائعا لتطبيقه في أي منطقة حول العالم.

بعد القيام بالمحاكاة الهيدرولوجية و القيام بالدراسة التقنية الاقتصادية من تغطية هذه القنوات بالألواح الشمسية الكهروضوئية في القناة تبين أنه من الممكن توفير 63.5 مليار جالون من المياه التي تتبخر سنويًا مع توفير ما يقرب من 13 جيجاوات من الطاقة المتجددة للولاية. الأمر الذي جعل تطبيق التقنية يعود بمكسب عالي يجمع بين عدة أمور وهي ارتفاع حصة المياه في المقاطعة توفير مساحة هائلة لبناء ما يقارب 13 جياوات من الطاقة المتجددة للولاية.

 Brandi McKuin, Nature Sustainability,2021©

رسم توضيحي للمحاكاة الهيدرولوجية التي تم استخدامها في الدراسة

إن فوائد تركيب الألواح الشمسية فوق القنوات المائية الصناعية لا يقتصر على الحد من التبخر وتوفير المساحات لمحطات الطاقة الشمسية بل الطاقة الكامنة بل تعمل أيضًا على تبريد الألواح ، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة  وبالتالي زيادة متوسط الكفاءة بنسبة 2-5 ٪. بالإضافة إلى أن الفوائد المالية من تظليل القنوات تفوق التكاليف الإضافية لهياكل التثبيت التي يتم تعليق الألواح عليها فوق القنوات.

الجدير بالذكر أنه شوهد هذا النوع من التقنية لأول مرة في ولاية غوجارات الهندية في عام 2014 وكان الهدف منها استغلال المسطحات المائية الصناعية لتركيب منظومات الطاقة الشمسية عليها وتوفير الأراضي الزراعية.

رابط الورقة العلمية للمطالعة

Energy and water co-benefits from covering canals with solar panels