تغطي كاثرين غالاغر الحياة المستدامة مع التركيز على السفر والطبيعة والطعام. حاصلة على شهادة السياحة المستدامة الصادرة عن المجلس العالمي للسياحة المستدامة (GSTC).
يمكن للألواح الشمسية استخدام ضوء الشمس المباشر وغير المباشر لتوليد الكهرباء، لذلك حتى لو تم حجب الضوء جزئيًا بسبب السحب الكثيفة أو المطر، فيمكنها الاستمرار في العمل. وهذا يعني أن الألواح الشمسية لا تزال قادرة على توليد الكهرباء في الأيام الملبدة بالغيوم.
ومع ذلك، فإن الألواح الشمسية ليست فعالة في الأيام الملبدة بالغيوم، وفي الليل، فإنها تولد القليل جدًا من الكهرباء. لكن هذا لا يعني أن عملاء الطاقة الشمسية سيقطعون الكهرباء بعد سوء الأحوال الجوية أو حلول الظلام. يضمن تخزين الخلايا الشمسية والقياس الصافي الوصول المستمر إلى الكهرباء.
المزيد من السحب يعني أن كفاءة الألواح الشمسية الخاصة بك ستنخفض. بالنسبة للألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون (المادة الأكثر شيوعًا المستخدمة في صنع الخلايا الشمسية حتى الآن)، فإن ظل الوحدة بنسبة 20%-30% يمكن أن يسبب انخفاضًا بنسبة 30%-40% في إنتاج الطاقة.
تعمل الألواح الشمسية على تحويل ضوء الشمس إلى تيار مباشر (DC)، ويتم تحويل معظمه إلى تيار متردد (AC) لتشغيل الأجهزة الإلكترونية في المنزل. في الأيام الصافية على غير العادة، عندما يولد نظامك الشمسي طاقة أكثر من اللازم، يمكن تخزين الطاقة الزائدة في البطارية أو إعادتها إلى شبكة المرافق.
هذا هو المكان الذي يأتي فيه صافي القياس. تم تصميم هذه الخطط لتزويد أصحاب النظام الشمسي بأرصدة للكهرباء الزائدة التي يولدونها، ومن ثم يمكنهم استخدام هذه الكهرباء عندما يولد نظامهم طاقة أقل بسبب الطقس الغائم. قد تختلف قوانين القياس الصافي حسب ولايتك، وستوفرها العديد من شركات المرافق طوعًا أو وفقًا للتشريعات المحلية.
تكون الألواح الشمسية أقل كفاءة في الأيام الملبدة بالغيوم، ولكن المناخ الغائم باستمرار لا يعني أن الممتلكات الخاصة بك غير مناسبة للطاقة الشمسية. في الواقع، بعض المناطق الشمسية الأكثر شهرة هي أيضًا من أكثر المناطق غائمًا.
على سبيل المثال، سيحتل العدد الإجمالي لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة في بورتلاند بولاية أوريغون في عام 2020 المرتبة 21 في الولايات المتحدة. واحتلت سياتل، واشنطن، ذات الأمطار الغزيرة، المرتبة 26. إن الجمع بين فصول الصيف الطويلة ودرجات الحرارة المعتدلة والمواسم الغائمة الأطول مفيد لهذه المدن، حيث يعد ارتفاع درجة الحرارة عاملاً آخر في تقليل إنتاج الطاقة الشمسية.
يمكن أن تساعد مياه الأمطار في الحفاظ على تشغيل الألواح الشمسية بكفاءة عن طريق إزالة الغبار والأوساخ. وجدت دراسة أن تراكم الغبار على سطح الألواح الشمسية الكهروضوئية يمكن أن يقلل من كفاءتها بنسبة تصل إلى 50%.
اقترحت دراسة في مجلة الطاقة المتجددة والمستدامة عام 2020 طريقة جديدة لتقدير كمية ضوء الشمس المتاحة لمحطات الطاقة الشمسية، لأن الخصائص الذاتية الحالية للغيوم تتمثل في استخدام مصطلحات مثل 'غائم' أو ' غائم جزئياً'. إنه ليس قياسًا دقيقًا.
هذه الطريقة الجديدة، التي تسمى تقدير الخصائص البصرية للسحابة الطيفية (SCOPE)، تقدر ثلاث خصائص للسحب وتحدد كمية ضوء الشمس التي تصل إلى سطح الأرض من أجل التنبؤ بشكل أكثر دقة بالغطاء السحابي: ارتفاع قمة السحابة، وسمك السحابة، والسحب البصرية طول.
يمكن استخدام SCOPE لتوفير تقديرات موثوقة في الوقت الفعلي للخصائص البصرية السحابية على فترات مدتها 5 دقائق لتحقيق تنبؤات شمسية أكثر دقة.
على الرغم من أن الألواح الشمسية لا تنتج الطاقة عندما يكون الظلام بالخارج، إلا أنها لا تزال قادرة على تزويد منزلك بالطاقة خلال هذا الوقت بسبب احتياطيات الطاقة المخزنة وصافي القياس. ومع ذلك، فإن هذا ليس هو الحال دائمًا، لأن الأنظمة الشمسية المبكرة لا يمكنها الحصول على الطاقة الشمسية في الليل، مما يعني أنه بمجرد غروب الشمس، لا يمكن استخدام الطاقة الشمسية. لقد أدى البحث والتقدم في أنظمة تخزين الطاقة والبطاريات الاحتياطية إلى خلق المزيد من الفرص لصناعة الطاقة الشمسية للشركات الكبيرة وأصحاب المنازل.
وحتى الآن، تحدث اختراقات في مجال الطاقة الشمسية طوال الوقت. على سبيل المثال، يعمل الباحثون في جامعة كاليفورنيا في ديفيس على خلايا شمسية مشعة يمكنها تسخين وامتصاص الطاقة من سماء الليل الباردة، تماما مثلما تمتص الخلايا الشمسية التقليدية ضوء الشمس الحارة أثناء النهار. وقد تستمر مثل هذه الخلايا الكهروضوئية الليلية في توليد الكهرباء دون الاعتماد على تخزين الطاقة الزائدة في الخلايا الشمسية أو الشبكة (التي يستخدم معظمها الوقود الأحفوري). ووفقاً لهذا البحث، فإن النموذج الأولي الذي تم تصنيعه للمشروع يمكنه توليد 50 واطاً من الكهرباء لكل متر مربع، أي حوالي 25% من الكهرباء التي يمكن أن تولدها الألواح الشمسية التقليدية خلال النهار.
وجدت دراسة أخرى أجرتها جامعة كولومبيا البريطانية أنه من المثير للاهتمام أن تطبيق E. coli يمكن أن يساعد في تحسين كفاءة الألواح الشمسية في الأيام الملبدة بالغيوم. واستخدم الباحثون القدرة الطبيعية للبكتيريا على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة والمواد العضوية المطلية بجزيئات معدنية نانوية قبل إدخالها في الأقطاب الكهربائية. ولا يزال المشروع في المرحلة التجريبية، ولكن إذا أمكن تسويق هذه المادة بنجاح واستخدامها على نطاق واسع، فقد تتمكن من منافسة أنظمة الألواح الشمسية التقليدية.
ما إذا كانت الألواح الشمسية جديرة بالاهتمام يعتمد على المستهلكين الأفراد. فيما يتعلق بالتركيب، فإن استخدام الطاقة الشمسية سيتسبب في ارتفاع التكاليف على المدى القصير، ولكن إذا أدى ذلك إلى تقليل تكاليف الكهرباء والبصمة الكربونية، فيمكن أن يكون استثمارًا حكيمًا. على الرغم من أن التكلفة قد لا تكون عاملا حاسما في المستقبل، على الأقل وفقا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، فهو مختبر تموله الحكومة لأبحاث تكنولوجيا الخلايا الشمسية.
تتمثل مهمة NREL في تحليل إجمالي التكاليف المرتبطة بتركيب الألواح الشمسية للأنظمة السكنية والتجارية وأنظمة المرافق، وإيجاد التكاليف الصعبة (تكلفة أجهزة الخلايا الشمسية المادية نفسها) والتكاليف الناعمة (مثل تصاريح العمل أو الحكومة). منذ عام 2010 وقد انخفض بشكل ملحوظ منذ ذلك الحين. وكانت التكلفة الإجمالية للطاقة الشمسية على الأسطح السكنية في السابق هي الأعلى بين الفئات الثلاث، وتم تخفيضها بأكثر من النصف بين عامي 2010 و2020.
مع الأخذ في الاعتبار أنه في ولايات مثل أوريغون وواشنطن، على الرغم من المناخ الغائم، فإن صناعة الألواح الشمسية تزدهر. حتى لو كنت تعيش في مناطق ذات درجات حرارة منخفضة أو طقس مظلم، فمن الممكن تمامًا استخدام الطاقة الشمسية. إذا لم تتمكن من الاستثمار في البطاريات الشمسية لنظامك الشمسي، فمن الأفضل دراسة خطة القياس الصافي مع شركة الطاقة المحلية الخاصة بك للمساعدة في تعويض التكلفة.
