ألواح شمسية تتحدى صقيع القارة القطبية الجنوبية: أيها ينتصر في المعركة؟
سولارابيك، أنتاركتيكا – 15 مارس 2025: في دراسة تجريبية فريدة من نوعها، كشف فريق بحثي تركي عن أداء أربعة أنواع مختلفة من الألواح الشمسية في البيئة القاسية للقارة القطبية الجنوبية (أنتاركتيكا). وقد أُجريت الدراسة في معسكر الأبحاث العلمية التركي بجزيرة هورسشو، وتقدم رؤى قيّمة حول إمكانات الطاقة الشمسية في المناطق القطبية، وتسلط الضوء على التحديات والفرص في هذا المجال. وتكشف النتائج عن اختلافات كبيرة في أداء الألواح، مما يفتح الباب أمام مزيد من البحث والتطوير في تكنولوجيا الطاقة الشمسية القادرة على تحمل الظروف القطبية القاسية.
محطات الأبحاث في أنتاركتيكا وتحديات الطاقة
تعتبر القارة القطبية الجنوبية مختبرًا طبيعيًا فريدًا، حيث تعمل 75 محطة بحث نشطة خلال أشهر الصيف، وتستوعب ما يصل إلى 4000 شخص. كما أنه، يتم توفير الطاقة اللازمة لهذه المحطات – للتدفئة، والإضاءة، وإدارة النفايات، وتشغيل المعدات العلمية، وعمليات التنقية – بشكل كامل تقريبًا من خلال مولدات كهربائية تعمل بالبنزين والديزل. وبالإضافة إلى ذلك، يمثل هذا الاعتماد على الوقود الأحفوري تحديًا بيئيًا ولوجستيًا كبيرًا. من ناحية أخرى، تسعى البعثات العلمية، مثل البعثة التركية السابعة إلى القطب الجنوبي (TAE VII)، إلى إيجاد حلول مستدامة لتلبية احتياجات الطاقة، ومن هنا جاءت أهمية هذه الدراسة التجريبية.
تفاصيل التجربة: تصميم دقيق في ظروف قاسية
قام فريق البحث، المكون من علماء من جامعة فرات التركية، ومعهد أبحاث القطب الشمالي، وجامعة إسطنبول التقنية، باختبار أربعة أنواع من الألواح الشمسية: أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، ومرنة، وشفافة. في حين أنه، تم اختيار هذه الأنواع لتمثيل مجموعة متنوعة من التقنيات المتاحة في السوق. تم تثبيت الألواح بزاوية ميل 54.3 درجة، وهي الزاوية المثلى لموقع الجزيرة على مدار العام. تم تشغيل الإعداد التجريبي ببطاريتي رصاص حمضية، واستُخدم حمل وهمي لاستخلاص التيار المتولد. ولتقليل تأثير الهواء المحيط، وُضعت الأحمال الوهمية داخل لوحة ثانوية معزولة. تم تسجيل اثني عشر متغيرًا، بما في ذلك العوامل الجوية (درجة الحرارة، الرطوبة، سرعة الرياح، الإشعاع الشمسي) ودرجة حرارة السطح والاستطاعة الإنتاجية اللحظية، كل 30 ثانية، مما أدى إلى جمع 34,560 نقطة بيانات لكل نوع من الألواح.
نتائج متباينة: الألواح أحادية البلورة تتصدر، والشفافة تتأخر
أظهرت النتائج أن متوسط درجات حرارة سطح الألواح تراوحت بين 10.5 درجة مئوية (للألواح الشفافة) و 12.07 درجة مئوية (للألواح أحادية البلورة). كما سجلت الألواح أحادية البلورة أعلى متوسط كفاءة (20.5%)، تليها الألواح متعددة البلورات (18.95%)، والمرنة (18.9%)، والشفافة (14.51%). وبالإضافة إلى ذلك، كشفت الاختبارات عن تباين في الاستطاعة الإنتاجية، حيث سجلت الألواح أحادية البلورة 13.27 واط، ومتعددة البلورات 12.30 واط، والمرنة 12.13 واط، والشفافة 8.32 واط. من ناحية أخرى، قدرت الدراسة أن كل نوع من الألواح يمكن أن يقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية بما يتراوح بين 1.97 طن (الشفافة) و 3.15 طن (أحادية البلورة)، مع ما يترتب على ذلك من قيمة نقدية.
| نوع اللوح الشمسي | أحادي البلورة (Monocrystalline) | متعدد البلورات (Polycrystalline) | مرن (Flexible) | شفاف (Transparent) |
| متوسط درجة حرارة السطح (درجة مئوية) | 12.07 | 11.1 | 11.104 | 10.5 |
| متوسط الكفاءة (%) | 20.5 | 18.95 | 18.9 | 14.51 |
| كفاءات الطاقة المستهلكة (%) | 11.53 | 11.4 | 11.29 | 9.42 |
| الطاقة المنتجة (واط) | 13.27 | 12.3 | 12.13 | 8.32 |
| خفض انبعاثات CO2 (طن/سنة) | 3.15 | 2.92 | 2.95 | 1.97 |
| القيمة النقدية (دولار/سنة) | 45.66 | 42.34 | 42.76 | 28.62 |
خاتمة:
خلص الباحثون إلى أن اعتماد الطاقة المتجددة في أنتاركتيكا لا يقلل فقط من الاعتماد على الوقود الأحفوري، بل يدعم أيضًا الاستدامة البيئية، ويعزز التعاون الدولي، ويقلل التكاليف اللوجستية. في حين أنه، تبرز هذه الدراسة أهمية تكنولوجيا الطاقة الشمسية في المناطق القطبية، إلا أنها تؤكد أيضًا الحاجة إلى مزيد من البحث والتطوير لتحسين أداء الألواح في الظروف القاسية.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: science direct
The post ألواح شمسية تتحدى صقيع القارة القطبية الجنوبية: أيها ينتصر في المعركة؟ appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود