حرائق الغابات تهدد محطات الطاقة الشمسية في أستراليا (تقرير)

يتلقّى مشغلو محطات الطاقة الشمسية في أستراليا تحذيرات بشأن تداعيات حرائق الغابات التي تتسبّب انبعاثاتها في انخفاض توليد الكهرباء وتلويث الألواح الشمسية.

ولا يقتصر الخطر على التهديد المباشر للنيران، وإنما يمتد ليشمل الدخان الناتج عن الحرائق الكبرى، الذي يمكن أن يؤدي إلى انخفاض حاد في توليد الكهرباء من المحطات الشمسية حتى في المناطق التي تبعُد عن موقع الحريق مسافة تصل إلى 150 كيلومترًا، وفق تقارير إعلامية اطَّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وسلّط بحث حديث، نشرته جامعة نيو ساوث ويلز “يو إن إس دبليو” (UNSW) الأسترالية هذا الأسبوع، الضوء على الحاجة إلى تحسين التنبؤ بحركة الدخان، وتكثيف عمليات فحص الألواح الشمسية وتنظيفها، وإجراء تعديلات على آليات تشغيلها.

ويستند هذا البحث الذي درس تأثيرات حرائق “الصيف الأسود” (2019-2020) وحرائق “السبت الأسود” في ولاية فيكتوريا عام 2009، إلى ضرورة توسيع نطاق الاهتمام، ليشمل مناطق أبعد من تلك المحيطة مباشرة بموقع الحريق، مع الأخذ في الحسبان المسارات المحتملة لانتقال الدخان.

توليد الكهرباء يتأثر

اعتمد تحليل “يو إن إس دبليو” على بيانات تاريخية للطقس وصور الأقمار الاصطناعية لتحديد نماذج تأثير الدخان والجزيئات العالقة في الهواء في توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية بأستراليا ودرجات حرارة الألواح في جنوب شرقي أستراليا.

لذا، لا تمثّل النتائج قياسات فعلية من محطات طاقة شمسية بعينها، بل تقديرات مستمدَّة من نماذج محاكاة، وفقًا لتقرير نشرته منصة “رينيو إيكونومي”.

وتشير تقديرات الباحثين إلى أن إنتاج الكهرباء من المحطات الشمسية خلال حرائق “الصيف الأسود”، على سبيل المثال، انخفض بنسبة تصل إلى 70% في المناطق الواقعة ضمن نطاق 50 كيلومترًا من بؤر الحرائق، وبنحو 40% في المناطق التي تبعد أكثر من 150 كيلومترًا.

وبالمثل -وإن كان التأثير أقل حدة نظرًا إلى صغر حجم الحرائق نسبيًا- أدت حرائق “السبت الأسود” في ولاية فيكتوريا إلى انخفاض بنسبة 18% في إنتاج الكهرباء من المحطات الشمسية القريبة من بؤر الحرائق، وبنسبة تراوحت بين 4% و10% في المنشآت الشمسية التي تبعُد أكثر من 100 كيلومتر عن مواقع الحرائق.

ولم يقتصر السبب على أعمدة الدخان والضباب الجوي -التي تقلّل بصورة كبيرة من الإشعاع الشمسي الوارد، وبالتالي تحدّ من إنتاج كهرباء الطاقة الشمسية- وإنما شمل تراكم جزيئات الدخان على الألواح الشمسية؛ ما يقلل كمية ضوء الشمس الواصلة إلى سطحها.

مسار الدخان

ترى معدّة التقرير الباحثة لدى كلية هندسة الطاقة الكهروضوئية والمتجددة في جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني، شوكلا بودار، ضرورة بدء دراسة جوانب مثل نماذج مسار الدخان، والمسافات التي يمكن أن تقطعها هذه الجزيئات، والمدة التي تظل فيها عالقة في الغلاف الجوي.

وأضافت أن حرائق الغابات الشديدة أصبحت أكثر تكرارًا وحدّة في مناطق عدة، بما في ذلك أستراليا وكاليفورنيا وجنوب أوروبا.

ولا تقتصر آثار تلك الحرائق في المناطق التي تشتعل فيها النيران فحسب، وإنما وصل الدخان الناتج عن حرائق كاليفورنيا عام 2020، على سبيل المثال، إلى أوروبا.

كما وصل الدخان الناجم عن حرائق إسبانيا عام 2025 إلى المملكة المتحدة وشمال غربي أوروبا.

ورغم أن هذه الدراسة تحديدًا تستند إلى حالتَيْن من حرائق الغابات الشديدة في أستراليا، فإنه يمكن تطبيق المنهجية والتحليل ذاتهما على مناطق أخرى من العالم، وفق شوكلا بودار.

وتوصل البحث إلى أن الألواح الشمسية كانت ستعمل -خلال فترة حرائق “الصيف الأسود”- عند درجات حرارة أعلى بما يتراوح بين 10 و20 درجة مئوية من متوسط درجات الحرارة المناخية المعتادة لهذه الألواح، وفق تفاصيل اطَّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

ويحدث هذا بسبب درجات الحرارة المرتفعة بصورة غير طبيعية خلال صيف 2019-2020، وبسبب الانبعاثات الناتجة عن حرائق الغابات التي ترسّب جزيئات الدخان على الألواح الشمسية، ما يؤدي إلى تكوّن نقاط ساخنة محلية على تلك الألواح، ويتسبّب في زيادة درجات حرارة اللوح وربما زيادة التدهور الحراري.

خاصية التنبؤ

تضمّنت التوصيات المستندة إلى البحث الحاجة إلى الجمع بين معلومات حرائق الغابات، وأنماط الرياح، ونماذج مسار الدخان، من أجل المساعدة في التنبؤ لدى مزارع الطاقة الشمسية التي من المحتمل أن تتأثر.

وتساعد التنبؤات الجوية مشغلي محطات الطاقة الشمسية في أستراليا على توقّع ظروف مثل درجات الحرارة المرتفعة والرياح القوية؛ لكن نظامًا مشابهًا للدخان يمكن أن يمنح المشغلين تحذيرًا مسبقًا بأن الجسيمات المحمولة جوًا تتجه نحو منشآتهم.

ويساعد هذا المشغلين في:

• تعزيز جاهزيتهم.
• السماح لهم بالتخطيط لعمليات التفتيش لتحديد الألواح الشمسية أو المكونات الكهربائية الساخنة بصورة غير عادية.
• جدولة عمليات التنظيف بصورة متكررة.
• ضبط موضع الألواح قبل وصول الدخان.

وتوضح معدَّة التقرير، شوكلا بودار، أنه إذا تلقى المشغلون تنبيهًا بأن محطاتهم الشمسية قد تتأثر، فمن المحتمل أن يضعوا معًا إستراتيجيات منسَّقة، مثل:

• ضبط زاوية الألواح الشمسية.
• التنظيف الإضافي.

ويمكن أن يساعد تغيير زاوية الألواح الشمسية في تقليل التعرُّض للحرارة، بالإضافة إلى المساعدة في تخفيف جزيئات الدخان التي تجمَّعت على أسطح الألواح.

ويوصي البحث بمراقبة أفضل عن بُعد واكتشاف الأعطال الكهربائية، للسماح للمشغلين بتحديد الحالات الشاذة في درجات الحرارة بسرعة أكبر وعزل الأجزاء المتضررة من النظام بسرعة أكبر.

وترى الدكتورة بودار وزملاؤها أن أبحاثهم قد تُسهم في توجيه القرارات المتعلقة بمواقع إنشاء محطات الطاقة الشمسية في المستقبل.

ويمكن للمطورين، على سبيل المثال، دراسة تاريخ حرائق الغابات في المناطق المجاورة، وتحليل اتجاهات الرياح السائدة، وتتبع المسارات المحتملة لانتقال الدخان، وذلك في أثناء تقييم المواقع المقترحة.

وتساعد تلك التوصيات على فهم بؤر حرائق الغابات المتكررة ومسارات انتقال الهواء، بوصفها جزءًا من تقييم أولي لجدوى اختيار مواقع محطات الطاقة الشمسية الجديدة.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصدر..
 حرائق الغابات تعوق إنتاج محطات الطاقة الشمسية في أستراليا، من “رينيو إيكونومي”.