هل تساءلتَ يوماً ما، ما هو محصولُ الطاقاتِ المتجدّدةِ التي يمكنُ أن يتمَّ توليدها في بلدك؟ هل حاولت أن تُجري بحثاً عنها، وأضعت الكثيرَ من الوقتِ في حسابِ سرعةِ الرياحِ، وشدّة ضوءِ الشمس؟ تابع معنا هذا المقال للتعرّف على هذه الأداة التي ساعدت الكثيرَ من الباحثين في هذا المجال.

تمكنَ العلماءُ من اختراعِ أداةٍ جديدةٍ، لتقديرِ كميةِ الطاقةِ التي يمكنُ توليدها سواء من الرياحِ، أو من الشمسِ في أيّ مكانٍ من العالمِ، تُدعى هذه الأداة ب (Renewables.ninja) وتهدفُ إلى جعلِ عمليةِ التنبؤ بمحصولِ الطاقةِ المتجدّدة أسهل لكلّ من الأكاديمييّن و الصناعييّن.
قام مخترعو هذه الأداة من كليةِ لندن المَلَكيّة، وجامعة (ETH) في زيوريخ باستخدامها لتقديرِ محصولِ الطاقةِ المتجدّدة الريحية والشمسية في كافةِ أنحاءِ أوروبا، كما تستخدمها شركات مثل مُزوّد الكهرباء في ألمانيا (RWE) لاختبارِ مَردودِ النماذجِ التي قاموا بتصنيعها.
لاختبار الأداة، قامَ كلٌّ من الدكتور(Iain Staffell) من مركزِالسياسةِ البيئيةِ في كليةِ لندن المَلَكيّة، والدكتور (Stefan Pfenninger) من (ETH) في زيوريخ باستخدامها للتنبؤ بإنتاجية جميعِ حقولُ الرياحِ العاملة، أو التي ما تزال قيدَ التصنيّعِ في القارةِ الأوروبيةِ لفترةِ العشرين سنة المُقبلة، وتمّ نشرُ نتائجهم في مجلة (Energy)، فوجدوا بأنّ حقولَ الرياحِ في القارة الأوروبية تمتلكُ حالياً مُعامل قدرة يقارب ال25%، وهذا يعني أنهم يُنتجونَ ما يقاربُ ربعَ الطاقةِ المتوفرةِ إن هبّت الرياحُ القويةُ بشكلٍ مُنتظَمٍ كلّ يومٍ و على مدارِ اليوم.
هذا الرقم هو مؤشرٌ على كميةِ الرياحِ المتوفرةِ لكلّ عنفة، وقد أظهرت الدراسةُ بأنّ العنفات الجديدة الأفضل هي الأطول، والمبنية في مكانٍ أبعد في البحرِ، حيث إن سرعة الرياح هناك أكبر، ومتوسط معامل القدرة لحقولِ الرياحِ في القارةِ الأوروبية سيرتفعُ إلى ما يقاربُ الثلث حوالي 31%.
وهذا سيسمحُ بإنتاجِ ثلاثةِ أضعافِ الطاقةِ المُنتَجة من الرياحِ في أوروبا مقارنةً بالوضع الحالي، وذلك ليس فقط بسببِ زيادةِ عددِ الحقولِ، وإنما بسبب أنّ هذه الحقول الجديدة ستستفيد من الحالة الأفضل للرياح.
أيامٌ مشمسةٌ جداً:
في ورقةٍ بحثيةٍ أخرى تمّ نشرُها أيضاً في مجلة (Energy)، تمّ حسابُ المحصولِ الساعي أيضاً لحقول الطاقة الشمسية في أوروبا، ووجدوا بأن بريطانيا ليست أكثر دولةٍ مُشمسةٍ في القارة، ولكنها قادرةٌ - في أفضل أيام الصيف - على إنتاج طاقةٍ شمسيةٍ أكبر من الطاقة النووية، وهذا النمطُ من إنتاج الطاقةِ الشمسيةِ خلالَ السنةِ سيؤثرُ على طريقةِ عملِ وتشغيل باقي أنظمة الطاقة.
تعتمدُ طاقةُ الشمسِ والرياحِ بشكلٍ كبيرٍ على الحالةِ الجويةِ، وهذا يشكّلُ صعوبات بالاندماج مع أنظمةِ الطاقةِ الوطنيةِ والتي تتطلب منها الثبوتية في الإنتاج لتلبية الطلب، وإذا حصلنا على فائضٍ من الطاقةِ المُنتَجة من كافةِ مصادرِ الطاقةِ فيجب إطفاءَ أحدِ هذه الموارد.
إن مولدات الطاقة الريحية والشمسية حالياً، تُعتَبر الأسهلَ لتشغيلها وإطفائها، لذلك يتمّ إطفاءها أولاً عند الحصولِ على فائضٍ، مما يؤدي إلى ضياعٍ في الطاقة التي يمكن توليدها منها.
ولذلك فإن الاستفادة من كميةٍ أكبر للطاقة الشمسية المُولّدَة، يعتمدُ على التغيرات في النظام الوطني للطاقة في أوروبا، كإضافة أنواعٍ جديدةٍ من مخازنِ الطاقةِ، أو مولدات صغيرة، ومرنة لتعويض التغير في محصولِ الطاقةِ الشمسية المُولّدَة.

تصميمُ وتصنيعُ النماذجِ بشكلٍ أسرع:
يستخدم (Renewables.ninja) معطياتٍ ونتائجَ بياناتِ الطقسِ، التي يتمّ رصدها من قبل المؤسسات مثل وكالة ناسا للتنبؤ بسرعةِ الرياحِ المؤثرةِ على التوربينات، وضوءِ الشمسِ الذي يسقطُ على الخلايا الشمسية في أيّ بقعةٍ على وجهِ الأرضِ، وفي أيّ يوم من السنة.
يتمّ الجمعُ بين هذه الأرقام، وبين مواصفات الشركاتِ المُصنّعة لتوربينات الرياح، أو الألواح الشمسية لتعطي في النهاية محصول الطاقةِ التي يمكنُ توليدها في أيّ حقلٍ على وجه الكرة الأرضية.
أمضى الدكتورُسنتين في جمعِ البياناتِ من أجلِ بحثه الخاص، وظنّ بأن ابتكارَ هذه الأداة سيجعل من هذا الموضوعِ أسرع لباقي الأشخاص، ليجيبوا على أسئلةٍ مهمة، حيث يقول: "من الصعبِ جداً نمذجة طاقة الرياح، والطاقة الشمسية لأنها تعتمدُ على نُظُم الطقسِ المعقدة، فالحصول على البيانات ومن ثم بناء نموذج معين، والتأكد من عمله بشكلٍ جيدٍ يأخذ الكثير من الوقت والجهد". ويُكمل أيضاً:" إذا اضطرَ كُلُّ باحثٍ لبناءِ نموذجه الخاص، لكي يتحرى عن الطاقات المتجددة فإنهم سيُضيّعون الكثير من الوقت، لذلك قمنا ببناءِ نموذجنا الخاص ليتمّ استخدامُهُ بسهولةٍ من قِبل بقيةِ الباحثين على شبكة الانترنت عبر الموقع (هنا) والذي يسمحُ لهم بالإجابةِ عن أسئلتهم بسرعة أكبر، وكما نأمل أيضاً بأن يبدؤوا بطرح تساؤلات جديدة".
و قامَ هو والدكتور (Staffell) باختبار بيانات هذه الأداة لمدة ستة أشهر، و يستخدمها العديدُ من الطلبةِ من 54 معهد مختلف في 22 بلد، كما تستخدمها المفوضية الأوروبية و وكالة الطاقة الدولية أيضاً.

يقول الدكتور (Pfenninger): "هذه الأداة ساعدتنا على الإجابة على الكثير من الأسئلة المهمة عن وضعِ ومستقبلِ البنى التحتية للطاقات المتجددة في أوروبا والمملكة المتحدة، ونأمل بأن يستخدمها غيرنا في دراساتٍ متواصلةٍ للبحثِ عن الفرصِ والتحديات التي تواجه الطاقات المتجددة في المستقبل".
نتمنى أن تستفيد شركاتنا النفطية وشركات الطاقة من هكذا أداة، وتقوم بقياس محصول الطاقة قبل البدء بأي مشروع وذلك لحساب الجدوى الاقتصادية والبيئية من هذه المشاريع.
شاركنا برأيك.

المصدر: هنا