ألواح الطاقة الشمسية تتعرض للتحلل مع تسريع وتيرة تركيبها على أسطح المنازل وفي المزارع، حيث تزداد الحرارة ويصبح الطقس المتطرف أكثر فأكثر، حسب دراسة أسترالية نشرتها دورية “بروغريس إن فوتوفولتيكس.. ريسيرش آند أبلكيشن.

وعلى الرغم من أن الألواح الشمسية مصممة لتتحمل الحرارة والثلج والمطر والرياح، فإن الدراسة الجديدة لفتت إلى أن قدرتها لها حدود، وهو ما يعني أن تغير المناخ يضع عليها مزيداً من الضغوط ويدفعها نحو التحلل بشكل أسرع.

وتوصل الباحثون من جامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية إلى هذه النتيجة بعد أن قارنوا كفاءة الألواح الشمسية في المناطق الأسترالية المختلفة، ووجدوا أن الألواح الشمسية في شمال أستراليا الحار والرطب تتحلل بشكل أسرع، في حين تكون أفضل حالاً في المناطق الداخلية القاحلة والمناخات الأكثر اعتدالاً في الجنوب.

ما الذي يجعل ألواح الطاقة الشمسية تتحلل؟

تكنولوجيا الطاقة الشمسية المهيمنة هي “السيليكون” في الوقت الحاضر، وتتحلل وحدات السيليكون بسبب الإجهاد الناتج عن البيئة وتغيرات الجهد والضغوط الميكانيكية، حيث إن رقائق السيليكون صلبة وهشة تماماً، ومن الناحية البيئية تعد الرطوبة والأشعة فوق البنفسجية ودرجة الحرارة من الأسباب الرئيسية للضرر.

ويمكن للظروف الأكثر حرارة ورطوبة أن تسرّع تدهور الألواح الشمسية بأربع طرق رصدتها الدراسة،  أولها فقدان الروابط التي تربط الطبقات المختلفة للخلية الشمسية بعضها ببعض، وإتلاف أو تغيير لون التغليف، وهو البوليمر المستخدم لربط الطبقات داخل الخلية الشمسية معاً، كذلك تآكل وصْلات الشريط الداخلي للخلية وفشل الدائرة الداخلية

تغير المناخ.. تأثيرات متباينة

وفي ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية والمنخفضة التي وضعتها اللجنة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، تتوقع نتائج الدراسة بالتطبيق على أستراليا، أن معدلات التدهور ستزداد في جميع الأنحاء حتى عام 2059.

وأوضحت الدراسة أنه في ظل سيناريو الانبعاثات العالية، ستتحلل الطاقة الشمسية بسرعة مضاعفة عما كانت عليه في ظل سيناريو الانبعاثات المنخفضة بسبب الحرارة الزائدة.

ونتيجة لذلك ستكون مزارع الطاقة الشمسية قادرة على إنتاج طاقة أقل، وقد تضطر إلى استبدال الألواح بسبب فشلها في كثير من الأحيان. وفي المتوسط يعني هذا خسارة حوالي 8.5% من الإنتاج بسبب التدهور الإضافي فقط بحلول عام 2059. وفي ظل سيناريو الانبعاثات المرتفعة، فإن هذا يعني أن الطاقة قد تزيد كلفتها بنسبة 10-12%.

لكن التأثيرات لن تكون متساوية، حيث تُظهر النتائج أن الطاقة الشمسية في المناطق الحارة والرطبة -كما هو الحال في شمال أستراليا- سوف تتحلل بمعدلات عالية بشكل خاص في المستقبل، مقارنة بالمناطقة القاحلة حيث تكون الظروف حارة ولكنها جافة.

ماذا علينا أن نفعل؟

ولأن الحرارة هي السبب الرئيسي لتحلل الألواح الشمسية، ومع مزيد من الارتفاع في درجات حرارة العالم، فإنه يجب أن نضع في الحسبان خطر التحلل عند شراء الألواح الشمسية.

وترى زميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه بكلية هندسة الخلايا الكهروضوئية والطاقة المتجددة بجامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية، والباحثة الرئيسية بالدراسة، شوكلا بودار، في مقال نشرته عن الدراسة بموقع “ذا كونفرسيشن”: أنه في الوقت الحاضر، فإن عدداً قليلاً جداً من مطوري الطاقة الشمسية يأخذون تغير المناخ في الاعتبار عند شراء ألواحهم، وينبغي أن يكونوا -خاصة من يعمل في المناطق الرطبة- أكثر حذراً عند اختيار موقع جديد لمزرعة الطاقة الشمسية، للتأكد من أن وحداتهم لديها فرص أقل للفشل بسبب التدهور.

كما ترى أنه “لإصلاح المشكلة عند التصنيع، سنحتاج إلى دمج طرق جديدة لألواح التبريد وتحسين المواد المستخدمة، وتحسين عمليات التصنيع والمواد حتى نتمكن من منع تراكم الرطوبة داخل الألواح.

المصدر: مواقع إلكترونية

اقرأ أيضاً… أمعاء دودة اصطناعية لتكسير المواد البلاستيكية

صفحتنا على فيس بوك