لقد تحول مفهوم تسخير الطاقة الشمسية من الفضاء من عالم الخيال العلمي إلى واقع ملموس تقريبا، مع التقدم التكنولوجي الذي جعلنا أقرب إلى الاستفادة من الطاقة الهائلة للشمس. وتتمتع دول مجلس التعاون الخليجي بفرصة فريدة لتكون في قلب هذه الطريقة الجديدة المحتملة لتوزيع السلطة. وقد وضعت المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة وعمان بالفعل خططًا طموحة لمستقبل الفضاء.
إنها فرصة مثالية وتاريخية لمواصلة كوننا قادة في قطاع الطاقة، والأهم من ذلك، مستقبل الطاقة المتجددة، بينما نصبح أيضًا قادة في تسويق الفضاء تجاريًا. وعلى الرغم من أن الاتصالات كانت حتى الآن جوهر اقتصاد الفضاء، إلا أن هذا تطور يناسب الأهداف طويلة المدى لدول مجلس التعاون الخليجي.
نحن بحاجة إلى أن نكون تقنيين قليلاً لنفهم بشكل أفضل. هناك طريقتان أساسيتان مقترحتان لهذا المسعى: الطاقة الشمسية الفضائية والانعكاس المباشر لأشعة الشمس.
تتضمن الطاقة الشمسية الفضائية جمع الطاقة الشمسية بواسطة أقمار صناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض ومجهزة بألواح كهروضوئية. ستقوم هذه الأقمار الصناعية باستغلال الطاقة من ضوء الشمس وتنقلها لاسلكيًا إلى الأرض عبر الموجات الدقيقة أو أشعة الليزر. إن التعرض المستمر لأشعة الشمس، دون أن يعوقه الغلاف الجوي للأرض أو دورة الليل والنهار، من شأنه أن يسمح بإمدادات الطاقة دون انقطاع.
تتمثل التحديات الرئيسية التي تواجه هذه الطريقة في إطلاق وصيانة الأقمار الصناعية الشمسية بشكل فعال من حيث التكلفة وتطوير أنظمة نقل الطاقة الآمنة والفعالة. يعد التقدم في التقنيات الكهروضوئية وتطوير الأقمار الصناعية ذاتية التجميع بمثابة تحسينات تعمل على تحسين كفاءة وجدوى أنظمة الطاقة الشمسية الفضائية.
في المقابل، الانعكاس المباشر للشمس هو مفهوم يتضمن استخدام كوكبة من المرايا في الفضاء لتعكس ضوء الشمس مباشرة على مزارع الطاقة الشمسية على الأرض. وتهدف هذه الطريقة إلى زيادة كمية الطاقة الشمسية التي تلتقطها هذه المزارع دون الحاجة إلى بنية تحتية إضافية. يمكن وضع المرايا في مدار أرضي منخفض وتكون قادرة على عكس ضوء الشمس لتمديد الساعات الإنتاجية لمزارع الطاقة الشمسية، مما قد يضيف ما يصل إلى ساعتين إضافيتين من ذروة ضوء الشمس يوميًا. وهذا يمكن أن يؤدي إلى زيادة كبيرة في إنتاج الطاقة تصل إلى 60 بالمئة سنويا. والفكرة هي أنه من خلال تركيز ضوء الشمس الإضافي على الألواح الشمسية الموجودة على سطح الأرض، يمكن تعزيز الكفاءة الإجمالية وإنتاج مزارع الطاقة الشمسية بشكل كبير.
وقد جربت روسيا هذه الطريقة لأول مرة من خلال مشروع زناميا في التسعينيات. يهدف زناميا إلى إثبات جدوى إضاءة نقاط مختلفة على الأرض من خلال عكس ضوء الشمس من الفضاء باستخدام المرايا. نجح “زناميا 2″، وهو عاكس يبلغ طوله 20 مترًا تم إطلاقه في عام 1992، في إضاءة منطقة بعرض 5 كيلومترات بسطوع يطابق سطوع القمر المكتمل، على الرغم من الرؤية المحدودة بسبب السحب. وقد حاول خليفته، Znamya 2.5، إنشاء بقعة مضيئة بعرض 7 كيلومترات في عام 1999، لكنه فشل عندما مزقت المرآة الهوائي. أما “زناميا 3” الطموح، والذي كان من المتوقع أن يتراوح عرضه بين 60 و70 مترًا، فلم يتحقق أبدًا بعد فشل التجربة السابقة.
على الرغم من التحديات التي يواجهها مشروع زناميا، فإنه يبرز باعتباره جهدًا رائدًا في مجال انعكاس الشمس من الفضاء على الأرض. ومع ذلك، تم إيقاف المشروع بسبب الصعوبات التقنية في التحكم في الضوء المنعكس والمخاوف بشأن التأثير البيئي لهذه الحزم المكثفة على النظم البيئية للأرض وصحة الإنسان.
وباستخدام أنظمة الطاقة الشمسية الفضائية، يمكن لقمر صناعي واحد أن يولد حوالي 2 جيجاوات من الطاقة، وهو ما يمكن مقارنته بمحطة طاقة نووية تقليدية وكافية لتزويد أكثر من مليون منزل بالطاقة. ومن المتوقع أن تبلغ كثافة الطاقة في مركز الشعاع من هذا النظام حوالي 250 واط لكل متر مربع.
وتشمل الشركات المتنافسة في مجال الطاقة الشمسية الفضائية شركات الطيران والتكنولوجيا الكبرى مثل إيرباص، ونورثروب جرومان، وOHB SE، وتاليس ألينيا سبيس، وبوينغ. بالإضافة إلى ذلك، تهدف مبادرات مثل مبادرة الطاقة الفضائية في المملكة المتحدة إلى الجمع بين الحكومة والأبحاث والصناعة لتطوير الطاقة الشمسية الفضائية.
ويضم الاتحاد الرائد للانعكاس المباشر للشمس، كجزء من مبادرة سولاريس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، آرثر دي ليتل، وإنجي، وإير ليكيد، وتاليس، وداسو للطيران. وتقترح أن كوكبة من 4000 مرآة يمكن أن تعزز بشكل كبير إنتاج الكهرباء الخضراء والهيدروجين الأخضر، مع توفير 8500 ميجا طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على مدى 30 عامًا.
على الرغم من أن لديهم أهداف مماثلة، فإن الاختلافات بين الطريقتين كبيرة. كما نقول في كثير من الأحيان، الفضاء صعب. ولهذا السبب، فيما يتعلق بهذا الموضوع المحدد، وفي ظل عدم معرفة الحل الذي سيقدم أفضل النتائج اليوم، يجب على دول مجلس التعاون الخليجي توحيد قواها لتحقيق الهدف الطموح المتمثل في تسخير الطاقة من الفضاء. هناك إقبال شعرى وهو أن المنطقة قادرة على القيادة بالطاقة من تحت الأرض ومن فوق الجو. وهو أيضاً تطور طبيعي، ليس فقط بسبب كمية أشعة الشمس الهائلة التي تسقط على الصحراء العربية، ولكن أيضاً لأن دول مجلس التعاون الخليجي تشكل قلب سلسلة إمدادات الطاقة اليوم، سواء مادياً أو من حيث التدفقات المالية.
وبينما نتطلع إلى المستقبل، فإن إمكانات مساهمة الفضاء في توفير مصدر طاقة نظيف لا ينضب هائلة. ومن الممكن أن تلعب دوراً حاسماً في تلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة، وفي الوقت نفسه معالجة المخاوف المتعلقة بتغير المناخ. إنه التحدي الأمثل لدول مجلس التعاون الخليجي أن تتحد وتلتقي معًا، حيث أن التقدم في تكنولوجيا الفضاء وعلوم المواد قد يسمح لنا قريبًا بالتغلب على الحواجز الحالية، مما يجعل الطاقة الشمسية الفضائية عنصرًا حاسمًا في مزيج الطاقة لدينا.
ومع استمرارنا في الابتكار، فإن الحلم الذي كان بعيد المنال المتمثل في تسخير الطاقة الشمسية من الفضاء يقترب منا – وينبغي لدول مجلس التعاون الخليجي أن تساعد في التأكد من أن هذا الحلم يصبح حقيقة واقعة.
المصدر: عرب نيوز
اضف تعليق