شركتين في اليابان أعلن مؤخرا سيبدأون في بناء جزيرتين ضخمتين للطاقة الشمسية سوف تطفو على الخزانات. هذا يتبع محطة كاغوشيما للطاقة الشمسية ، أكبر محطة في البلاد ، والتي افتتحت في أواخر 2013 وتم العثور عليها تطفو في البحر قبالة سواحل جنوب اليابان.
تأتي هذه التحركات في الوقت الذي تتطلع فيه اليابان إلى الانتقال من كارثة فوكوشيما في 2011 وتلبية احتياجات سكان 127m للطاقة دون الاعتماد على الطاقة النووية. قبل وقوع الحادث حول 30٪ من قوة البلاد تم توليدها من الطاقة النووية ، مع خطط لدفعها إلى 40٪. لكن فوكوشيما تدمير الثقة العامة في الطاقة النووية ، ومع الزلازل في المناطق التي تحتوي على مفاعلات محتملة للغاية ، تبحث اليابان الآن عن بدائل.
الطاقة الشمسية هي الحل الواضح للدول الفقيرة في الموارد نسبيا. فهي نظيفة ، وتكلفة تنافسية ، ولا توجد قيود على المكان الذي يمكن استخدامه فيه ولديها القدرة على التعويض عن نقص الطاقة. حقيقة صغيرة يحبها الباحثون في مجال الطاقة الشمسية هي أن ما يكفي من ضوء الشمس يقع على مساحة الأرض حول كل 40 دقيقة قوة الكوكب لمدة عام. لوضع هذا بطريقة أخرى ، إذا غطينا جزءًا من الصحراء في الألواح الشمسية ، يمكننا أن نمد العالم بالطاقة مرات عديدة.
التكنولوجيا موجودة بالفعل ، لذلك ينتج إنتاج طاقة شمسية كافية في الأساس إلى شيء واحد: الفضاء. بالنسبة لدول مثل الولايات المتحدة الأمريكية التي تضم الكثير من الأراضي ذات الكثافة السكانية المنخفضة ، هذه ليست مشكلة ، وقد تم بالفعل إنشاء عدد كبير من "مزارع الطاقة الشمسية" في جميع أنحاء البلاد.
الطاقة الشمسية في ولاية كاليفورنيا - حسن الحظ إيجاد مساحة لهذا في اليابان.
USFWS، CC BY
في أماكن مثل اليابان حيث المساحة محدودة ، هناك حاجة إلى حلول أكثر ابتكارا. هذا هو السبب الرئيسي وراء قرار نقل توليد الطاقة الشمسية إلى الخارج. في حين أن الأرض مزدحمة للغاية ، وبالتالي باهظة الثمن ، فإن البحر غير مستخدم إلى حد كبير. لذلك من المنطقي استخدام هذه المساحة لمحطات الطاقة العائمة.
على الرغم من ذلك ، يبدو مفهوم محطات الطاقة الشمسية العائمة في البداية نوعًا من التنافر. الماء زائد الكهرباء؟ لقد نشأنا جميعا عن طريق الثقافة الشعبية وأفلام السلامة العامة لمعرفة أن هذين الاثنان لا يختلطان.
ولكن هذا ليس نوعا من التحدي التكنولوجي الهائل الذي البشرية ستجد صعوبة في التغلب عليها. تم تصميم لوحات لتكون مقاومة للماء، وقد تم بناء عدد من هذه الأنواع من النباتات في اليابان بالفعل، بما في ذلك تركيب كبير في كاجوشيما.
جزء من جمال الطاقة الشمسية هو مدى سهولة الاستخدام. على المستوى الأساسي ، بمجرد أن تشتري الوحدة الكهروضوئية الجاهزة ، فإنها ببساطة حالة لتوصيلها. إن التحدي الهندسي الرئيسي المتمثل في الاستزراع الشمسي بعيد عن الشاطئ يتكون من أكثر قليلاً من بناء رصيف وتغطيته في الألواح الشمسية.
قد يكون هذا تبسيطًا مفرطًا إلى حد ما ، ولكن النظر في الصعوبات النسبية مقارنةً ببناء منصة حفر نفطية بحرية. تمثل هذه التحديات تحدياً هندسياً حقيقياً ومخاطرة حقيقية عندما يفشل هذا التحدي ، كما رأينا بوضوح تام مع تسرب ديب ووتر هورايزن في خليج المكسيك في 2010. إن المخاطر والصعوبة المرتبطة بالأمواج الشمسية البعيدة عن الشاطئ صغيرة للغاية.
الماء في ، خارج السلطة. Hitesh Vip، CC BY-SA
الطاقة الشمسية العائمة لديها أيضا بعض الفوائد الجانبية المثيرة للاهتمام. تعمل وحدات الطاقة الشمسية بشكل أفضل عندما تكون أكثر برودة ، لذا فإن وضعها بالقرب من الماء يساعد في الواقع على الأداء. في الهند ، تم استخدامها أيضًا كحل مثير للاهتمام ثنائي الغرض. في ولاية غوجارات ، تم تركيب الألواح الشمسية فوق قناة Narmada ، لتخدم على حد سواء توليد الطاقة و منع تبخير الماء من الأسفل.
كما لا يوجد سبب لتصميم يحتاج لتكون وظيفية للغاية. إلى حد بعيد التطبيق الأكثر فريدة من نوعها هو مفهوم "البط الطاقة"، الطيور المائية المغلفة بالألواح الشمسية العملاقة التي تم اقتراحها للجلوس في كوبنهاغن التمثيل الميناء على حد سواء جذب سياحي ومصدر للطاقة خالية من الكربون. هذا قد لا يحدث للأسف، وإنما هو مظاهرة رائعة بدلا من كيف الطاقة الشمسية يمكن تطبيقها في العديد من الطرق المختلفة.
The Energy Duck ، المقترح لميناء كوبنهاغن من قبل الفنانين Hareth Pochee و Adam Khan و Louis Leger و Patrick Fryer. 2014 Land Art Generator Initiative
يمكن أن تكون الجزر الشمسية بالتأكيد حلاً لبلدان أخرى حيث تكون الفضاء قضية - من الممكن أنه في يوم من الأيام يمكن توليد جزء كبير من قوة أوروبا من العوامات الشمسية العملاقة في المحيط. التكنولوجيا موجودة والتحديات الهندسية لا يمكن التغلب عليها. والأسئلة الوحيدة الآن هي ما إذا كانت الإرادة موجودة لدفع الجزر الشمسية كحل ، والأهم من ذلك ، هل نجعلها بطة الشكل؟
جون ميجر تتلقى تمويلا من الهندسة والعلوم الفيزيائية مجلس البحوث (EPSRC).
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة
قراءة المقال الأصلي.
نبذة عن الكاتب
جون ميجر هو زميل أبحاث في جامعة Liverpool.His وتشمل اهتماماته البحثية رقيقة، والخلايا الكهروضوئية، وأشباه الموصلات، والموصلات شفافة
