1. محطة الطاقة الشمسية الحرارية لتوليد الكهرباء من الألِف إلى الياء

قبل قراءة هذا الموضوع يرجى قراءة موضوع: هل تمتلك الكويت ثروة غير الثروة النفطية؟ المذكور في أدنى الصفحة

1.1 إختيار الأراضي الصالحة لإستغلال الطاقة الشمسية:

من المهم جداً وقبل التفكير في بناء محطة للطاقة الشمسية أياً كان نوعها أن يتم رسم خريطة كاملة للدولة على أساس إستراتيجي لتبيان كيفية إستغلال أراضي الدولة في الثلاثين أو الخمسين سنة المقبلة وأن يتم حجز الأراضي التي تحوي ثروات طبيعية مهمة وعدم إستغلالها في مشاريع قد تعيق الحصول على هذه الثروات كبناء مدن سكانية أو صناعية مثلاً.

ما يهمنا الآن هو كيفية تحديد الأراضي الصالحة لاستغلال الطاقة الشمسية وكم من هذه الأراضي سوف يستغل في إنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية.

نبدأ أولاً ببيانات تقديرية للإشعاع الشمسي مستمدة من ساتلايت ذو قاعدة بيانات تشمل 10 كيلومترات مربعة، راجع الآتي:


The Solar and Wind Energy Resource Assessment - SWERA

http://swera.unep.net

Geographic Information System - GIS

http://www.gis.com

لا توجد لدي هذه البيانات حالياً ولكن للتبسيط والتوضيح يمكن الإستعانة بالخرائط التالية:



يلاحظ في هذه الخريطة معدل سقوط الإشعاع الشمسي سنوياً واللون الأصفر يبين أعلى معدل ويقل تدريجياً مع تحول اللون إلى الغامق. وحتى تكون هناك فائدة إقتصادية يجب أن يكون معدل سقوط الإشعاع الشمسي 2000 kwh/m/y
وهو ما نلاحظه في أغلب مناطق الكويت.

ثانياً، يجب إستبعاد الأراضي التى تحتوى على غابات ومياه مثل الأنهار والبحيرات وكذلك المناطق السكانية والصناعية والمحميات الطبيعية.
بالنسبة إلى الكويت فقد إستبعدت المناطق السكنية كما هو موضح في الخريطة التالية:


وكذلك إستبعدت المناطق الصناعية وهي المناطق التى تحوي حقول النفط كما هو موضح في الخريطة التالية:


ثالثاً، يجب إستبعاد الأراضى التى تحتوى على أكثر من 2% فى متوسط الإنحداروكذلك الأراضي التى تكون مساحتها أقل من 1كيلومتر مربع ومحدودة بحدود تحيل دون إتصالها بباقي الأراضي. وهذا ماأستبعد وجوده في الكويت حسب ما أراه في الخريطة أعلاه ولكن تكون الكلمة الفاصلة هنا دراسة حكومية دقيقة لكل ما ذكرته سابقاً.

إذن يتضح معنا أن الغالبية العظمى من مساحة الكويت صالحة إقتصادياً لإستغلال الطاقة الشمسية. وقد دار فى ذهني هذا الحوار: هل بإمكاننا تصدير الطاقة الشمسية أم فقط للإستهلاك المحلي؟ وإذا أمكننا تصديرها فما هى قيمة الدخل القومي المتوقع؟ وما هى الطرق والوسائل التى تتيح لنا تصدير هذه الطاقة؟ وإلى أين نصدرها؟

ولقد جلست أحلل كل هذه التساؤلات وفرضت الآتي (كل ما أقوله هنا هو إفتراضي ولكن مبني على قواعد حسابية):

لو فرضنا أننا نريد تصدير 1 جيجا وات من الكهرباء في الساعة. هذه الجيجا وات تصبح 24 جيجاوات في 24 ساعة وتصبح 732 جيجا وات في الشهر (ضرب 30.5) وتصبح 8784 جيجا وات في السنة (ضرب 12)
ثم فرضت أننا لن نستطيع إنتاج سوى 85% من هذه الطاقة سنوياً لعوامل عديدة منها سوء الأحوال الجوية والصيانة إلخ.
وفرضت أيضاً أن الربحية فى الكيلو وات الواحد هي 2 سنت أمريكي فقط بعد حذف كل تكاليف إنتاج وتوصيل هذه الطاقة إلى الزبائن.
فعليه تكون الربحية الخالصة لواحد جيجا وات (ما يعادل مليون كيلو وات) هي:

8784 * 0.85 * 1000000 * 0.02 = 149,328,000 دولار أمريكي

ولو افترضنا أن الربحية في الكيلو وات الواحد هي 3 سنت أمريكي فعليه تكون الربحية الخالصة لواحد جيجا وات هي:
223,992,000 دولار أمريكي

ولو افترضنا أن الربحية في الكيلو وات الواحد هي 4 سنت أمريكي فعليه تكون الربحية الخالصة لواحد جيجا وات هي:
298,656,000 دولار أمريكي

ولو افترضنا أن سعر بيع الكيلو وات الواحد هو 10 سنت أمريكي فعليه يكون العائد الإجمالي لواحد جيجا وات هو:
746,640,000 دولار أمريكي

وكذلك تبلغ مساحة الأرض اللازمة لإنتاج واحد جيجا وات تقريباً 20 كيلومتر مربع (مع القدرة على التخزين) أي 0.11% من المساحة الكلية لدولة الكويت.

ومن ثم افترضت قدرة التصدير من 1 إلى 100 جيجا وات

والجدول التالي يبين كل هذه الإفتراضات:

إضغط على الجدول لتكبيره

طبقاً لما افترضته أعلاه فإنه يمكننا إنتاج طاقة كهربائية ضخمة من الطاقة الشمسية الحرارية ولكن يبقى السؤال التالي:
كيف ننقل و نصدر هذه الطاقة إلى دول العالم؟

هناك طريقتان رئيسيتان لنقل الطاقة الكهربائية:

1- خطوط النقل للتيار الكهربائي المتردد
2- خطوط النقل للتيار الكهربائي المستمر

يستخدم التيار المتردد في أغلب عمليات نقل الطاقة الكهربائية لأنه يعتبر ملائماً أكثر من التيار المستمر في مجال نقل وتوزيع الطاقة، لذا نجد أن كل شبكات توزيع الكهرباء في العالم تستخدم التيار المتردد. ولكن هناك حدود لقدرة التيار المتردد في نقل الطاقة الكهربائية. وأهم مايحد قدرة التيار المتردد هي المسافة العملية التي يستطيع هذا التيار نقل الطاقة الكهربائية وهي مابين 600 إلى 800 كيلومتر فقط.

إذن كيف نستطيع نقل الطاقة الكهربائية المنتجة من الطاقة الشمسية إلى دول العالم مثل أوروبا والهند ودول شرق آسيا؟

هنا يأتي دور التيار المستمر والذى من أهم مزاياه:

1. القدرة على نقل الطاقة الكهربائية لعدة آلاف من الكيلومترات
2. القدرة على نقل الطاقة الكهربائية عبر البحار باستخدام الكابلات البحرية
3. أكثر كفائة وأقل خسارة للطاقة من التيار المتردد
4. القدرة على وصل شبكات توزيع الكهرباء لدول العالم المختلفة في المواصفات الفنية
5. يوفر إستقرار للطاقة أفضل بكثير من التيار المتردد
6. يوفر في مساحة الأرض وحجم الأبراج التي تستخدم الكابلات الهوائية
   

إن كل هذه المعطيات تقودنا للتفكير في كيفية الإعداد لمستقبل بلادنا ولنسأل أنفسنا السؤال الأهم:

ماذا يوجد لدينا غير النفط؟ لاشئ!!!!!

بل توجد لدينا ولأغلب منطقة الشرق الأوسط ولله الحمد ثروة الطاقة الشمسية الهائلة والتي يمكن استغلالها بعدة طرق سواء بواسطة الطاقة الشمسية الحرارية أو الطاقة الكهروضوئية.

بالنظر إلى خريطة االعالم الحرارية نشاهد مدى أفضلية تمتع الدول العربية بهذه الطاقة الهائلة وكذلك موقع هذه الدول الذى يتوسط العالم

NASA Map of World Solar Energy Potential

إضغط على الصورة لتكبيرها

إضافة إلى كل ماذكرته أعلاه يمكن تلخيص الوضع المحيط بالدول العربية في عدة نقاط مهمة:

1. النفط طاقة ملوثة للبيئة وسوف تنضب عاجلاً أم آجلاً وحاجة العالم إلى طاقة نظيفة ومتجددة تعمل على مكافحة التلوث وظاهرة الإحتباس الحراري العالمي
   
2. إستهلاك دول آسيا وأوروبا وأفريقيا لأكثر من 1000 جيجا وات والذي سوف يتضاعف إلى أكثر من 2000 جيجا وات سنة 2030
3. وفرة الأراضي الصحراوية المشمسة أغلب أيام السنة ومعدل سقوط إشعاع شمسي أكثر من kwh/m/y 2000
   
4. إمتداد هذه الأراضي من الشرق إلى الغرب وليس من الشمال إلى الجنوب مما يعرضها إلى الشمس لفترة زمنية أطول وبالتالي تستطيع إنتاج الطاقة أكثر
5. عدم وجود غابات أومحميات أو أمطار موسمية أو جبال أو أية إعاقات تعيق اللاستغلال الأمثل للطاقة الشمسية
6. توسط هذه الأراضي قارات آسيا وأوروبا وأفريقيا

والسؤال الآن: ماهو الاستغلال الأمثل لكل هذه المعطيات؟

الجواب على هذا السؤال يكمن في عمل استراتيجية للدولة إلى مدى العشرين سنة القادمة تعطي الأولية لاستغلال الطاقة الشمسية وتتضمن على الأقل النقاط التالية:

• توفير الأراضي الصالحة لإنتاج أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية وحماية هذه الأراضي من الاستغلال الخطأ
• تدريب وتجهيز الطاقات والكوادر البشرية في مجالات الطاقة الشمسية
• العمل على نقل التكنولوجيا الخاصة بالطاقة المتجددة وبناء المصانع لإنتاج المواد والمعدات والأجهزة اللازمة لإنتاج هذه الطاقة. مثال على ذلك بناء مصانع السيليكون لإنتاج المرايا الشمسية العاكسة والخلايا الكهروضوئية
• عمل دراسة شاملة لتطويروبناء شبكات نقل الكهرباء القادرة على تصدير الكهرباء إلى دول آسيا وأوروبا وأفريقيا
• ربط دول الخليج كهربائياً وكذلك مع الدول العربية كما سنبينه لاحقاً وذلك لبناء شبكة انتاج وتوزيع كهربائية ضخمة لتصدير الطاقة إلى دول العالم

إن عملية ربط دول الخليج العربي كهربائياً وكذلك مع الدول العربية الأخرى كما هو موضح في الصورة أدناه تعتبر في غاية الأهمية وذلك للأسباب التالية:

1. إن دول العالم الصناعية وغيرها التي يتوقع أن تستورد هذه الطاقة تحتاج إلى طاقة كهربائية آمنة وثابتة مستمرة وغير قابلة للإنقطاع وكذلك قابلة للزيادة حسب الحاجة وهذا مالا تستطيع دولة بمفردها تحقيقه بسبب احتمالات التعرض إلى أحوال جوية سيئة كالغبار والعواصف والغيوم وأيضاً إمكانية تعرض الدول إلى كوارث طبيعية وحروب قد تعيق إمدادات العالم بالطاقة
2. توفيرمسالك وشبكات بديلة لتصدير الكهرباء في حالة وقوع خلل في أي مكان في الشبكة
3. إمكانية توفير الكهرباء لأي دولة عربية منتجة ومشاركة في الشبكة في حالة توقف إنتاج الطاقة لديها بسبب الأحوال الجوية مثلاً فتستطيع أن تأخذ الطاقة من الشبكة فوراً بدون انقطاع
   
4. تنسيق العمل الإقتصادي والسياسي بين الدول العربية وإمكانية تأسيس منظمة عربية تشبه منظمة الأوبك (ويمكن أن تسمى أوسييك OSEEAC إختصاراً للتعريف Organization of Solar Energy Exporting Arab Countries كمثال فقط)
   

إضغط على الصورة لتكبيرها

لقد افترضت في الصورة أعلاه إقامة شبكتين لإنتاج وتصدير الكهرباء المحولة من الطاقة الشمسية. الشبكة الأولى تصل بين شبه الجزيرة العربية ودول الشام والعراق. الشبكة الثانية تصل بين مصر ودول المغرب العربي. ويتم وصل هاتين الشبكتين في نقطة إلتقاء في صحراء سيناء. طبعاً كل ماأقوله هنا هو رؤيا فرضية تحتاج إلى دراسة شاملة لاختيار أنسب المواقع لتحديد مسار الشبكات.
تتكون هذه الشبكات من نوعين من شبكات التوزيع هما التيار المتردد والتيار المستمر. ويتم دمج هاذين النوعين من الشبكات حسب ماتسفر عنه الدراسات العلمية والمواصفات الفنية. ويتم وصل هذه الشبكات بخطوط نقل ضخمة تعمل على التيار المستمر HVDC قادرة على نقل هذه الطاقة الكهربائية الهائلة إلى مختلف دول العالم بطريقة آمنة ومستمرة مع وجود خيارات مسالك بديلة كما ذكرت سابقاً.

تلخيصاً لم ذكرته أعلاه فيمكن افتراض قابلية الحصول على مردود مادي ودخل قومي ضخم مكتسب من الطاقة الشمسية فقط من عملية تصدير هذه الطاقة وأستطيع القول أيضاً أنه متى ما إستطعنا إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية بتكلفة رخيصة وأقل من مصادر الطاقة الأخرى فإنه من الممكن إغراء الدول الصناعية لإقامة وبناء الصناعات الضخمة الإستهلاك للكهرباء هنا في بلادنا لتخفيض تكلفة هذه الصناعات مما يعود بفائدة جمة لبلادنا.