لقد وضعت شركة Ripasso Energy نفسها في طليعة الكفاءة في مجال توليد الطاقة الشمسية، حيث نقلتها إلى مستويات لم يسبق لها مثيل في هذا القطاع. تمكنت هذه الشركة السويدية من التنفيذ نظام يعتمد على تقنية قرص ستيرلينغ الشمسي مما سمح لنا بتحقيق كفاءة غير مسبوقة، وتمكنا من التحويل إلى 34% من الطاقة الشمسية تتحول إلى كهرباء. يتطرق هذا المقال إلى كيفية تحقيق شركة ريباسو لهذا التقدم، والتحديات التي تواجهها، والآثار المستقبلية لهذه التكنولوجيا في قطاع الطاقة.
أهمية كفاءة الطاقة في الطاقة الشمسية
تعتبر كفاءة استخدام الطاقة إحدى الركائز الأساسية في تطوير الطاقات المتجددة. كلما كان النظام أكثر كفاءةكلما تحسنت قدرتها على تحويل الطاقة الواردة إلى كهرباء لتزويد المنازل أو الصناعات أو البنية التحتية العامة. وفي مجال الطاقة الشمسية، تتمتع الألواح الكهروضوئية التقليدية بكفاءة تتراوح بين 15% و20%مما يعني أن جزءًا صغيرًا فقط من الطاقة الشمسية التي تلتقطها يتم تحويلها إلى كهرباء قابلة للاستخدام.
لقد غيرت شركة Ripasso Energy هذا النموذج من خلال تطبيق تقنية مضاعفة الكفاءة المعتاد، مما يسمح بتحويل أكثر من ثلث الطاقة المستلمة إلى كهرباء. وكان هذا التقدم أساسيا ليس فقط لتسهيل الوصول إلى الطاقة الشمسية، بل أيضا للتنافس مع طرق توليد الطاقة الأخرى الأكثر تلويثا.
محرك ستيرلنغ وتطبيقه في شركة Ripasso Energy
El قلب الثورة التكنولوجية في Ripasso Energy تكمن في تنفيذها محرك ستيرلينغ، وهي التكنولوجيا التي كانت مفتاح نجاحها. هذا المحرك هو اختراع يعود إلى القرن التاسع عشر، وقد ابتكره في الأصل القس الاسكتلندي روبرت ستيرلينغ في عام 1816. وعلى الرغم من أن تطويره التجاري بدأ في منتصف القرن العشرين، إلا أن دمجه في الطاقة الشمسية لم يتم حتى وقت قريب.
يعتمد اقتراح ريباسو على الأقراص الشمسية ستيرلينغ التي تعمل بالغاز المحبوس بدلاً من الماء. وهذا يجعلها مثالية للمناطق التي يكون فيها الوصول إلى المياه محدودًا، مثل صحراء كالاهاري في جنوب أفريقيا، حيث قامت شركة Ripasso بتركيب مصنع تجريبي. تم تجهيز هذه الأقراص بأجهزة استشعار تتتبع موقع الشمس، مما يسمح لها بتوجيه نفسها باستمرار لالتقاط أكبر قدر ممكن من الطاقة خلال النهار.
الخصائص التقنية لمحطة ريباسو للطاقة الشمسية
تتكون محطة ريباسو للطاقة في صحراء كالاهاري من قرصين كبيرين للطاقة الشمسية يبلغ قطر كل منهما 12 مترًا. هؤلاء تتم مزامنة الأقراص العملاقة مع محرك ستيرلنغمما يسمح للنظام بالعمل بكفاءة غير مسبوقة. فبينما تصل كفاءة الألواح الشمسية التقليدية إلى 15%، فإن الجمع بين الأقراص الشمسية ومحرك ستيرلنغ يصل إلى ما يصل إلى XNUMX% من الكفاءة. 34%، أكثر من ضعف الكفاءة.
يتمتع هذا النوع من النظام أيضًا بميزة لا تعتمد على الماءوهو مورد نادر في المناطق الصحراوية حيث تعد الطاقة الشمسية واعدة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تشغيل محرك Stirling المحدث صامتة وتتمتع بقدرة عالية على تحمل مصادر الحرارة المختلفة، مما يجعلها متعددة الاستخدامات للغاية مقارنة بالتقنيات الأخرى.
فائدة هامة أخرى لنظام Ripasso هي تكلفة تشغيل منخفضة. وعلى الرغم من أن الاستثمار الأولي في هذه الأنظمة أعلى من الاستثمار في الألواح الشمسية التقليدية، إلا أن القدرة على توليد المزيد من الطاقة بموارد أقل على المدى الطويل تجعل تكلفة الكيلووات المولد تنافسية للغاية. وفي الواقع، من المتوقع أن يصبح هذا النظام أرخص من العديد من تقنيات الطاقة الشمسية الأخرى في المستقبل القريب.
التأثير البيئي لنظام ريباسو
إن تنفيذ تكنولوجيا الطاقة الشمسية الفعالة هذه له عواقب مباشرة على المستويين البيئي والاقتصادي. وتشير التقديرات إلى أن مصنع ريباسو قادر على ذلك منع انبعاث 81 طناً من ثاني أكسيد الكربون سنوياًمما يزيد من قيمتها كحل حيوي لمكافحة تغير المناخ.
ومن الناحية الاقتصادية، يساهم التقدم التكنولوجي في كفاءة استخدام الطاقة الشمسية أيضًا في جعل الطاقة الشمسية بديلاً صالحًا للوقود الأحفوري. وفي السويد، إحدى الدول الرائدة في استخدام التقنيات الخضراء، من المتوقع تركيبها 1,4 جيجاوات من الطاقة الكهروضوئية في عام 2023، بوتيرة متسارعة تعكس التزام الدولة بالطاقة النظيفة.
تحديات وفرص المستقبل
على الرغم من نجاح شركة Ripasso Energy، تواجه تكنولوجيا الطاقة الشمسية، مثل أي تقنية أخرى، تحديات. واحدة من المشاكل الرئيسية هي التكلفة الأولية العالية التثبيت التي يمكن أن تكون باهظة للشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم. ومع ذلك، مع اكتساب تقنية أقراص Stirling قوة جذب وانخفاض تكاليف الإنتاج، فمن المتوقع التغلب على هذا الحاجز.
بالإضافة إلى ذلك، مع نمو صناعة الخلايا الكهروضوئية، هناك منافسة متزايدة في السوق، ليس فقط من شركات مثل ريباسو، ولكن أيضًا من التقنيات البديلة مثل طاقة الرياح والطاقة الكهربائية الحرارية. بالمقارنة مع الأشكال الأخرى للطاقة الشمسية، مثل الألواح الكهروضوئية التقليدية، تتمتع أنظمة الطاقة الشمسية المركزة بكفاءة أعلى ولكنها تتطلب مساحة أكبر وبنية تحتية أكثر تعقيدًا.
التحدي الآخر الذي لا يزال يواجهه هو انقطاع الطاقة الشمسية. في حين أن نظام قرص ستيرلينغ أكثر كفاءة بشكل ملحوظ، إلا أنه لا يزال يعتمد على توفر ضوء الشمس. وقد أدى ذلك إلى تطوير أنظمة تخزين طاقة البطاريات، مما يسمح بتخزين الكهرباء الزائدة المتولدة أثناء النهار لاستخدامها في الليل أو في الأيام الملبدة بالغيوم.
تفتح مشاريع Ripasso Energy أيضًا الباب أمام التعاون الدولي. مثال واضح هو Ecopower، وهي شركة تشيلية سويدية وقعت اتفاقيات مع شركة ريباسو لجلب التكنولوجيا الخاصة بها إلى تشيلي، وهي دولة تتمتع بواحدة من أعلى مستويات الإشعاع الشمسي في العالم. وهذا من شأنه أن يضع تشيلي كمعيار قياسي في مجال الطاقة الشمسية، مع توقع انتشار أنظمة مثل نظام ريباسو في جميع أنحاء البلاد.
مما لا شك فيه أن شركة ريباسو إنيرجي السويدية قد حققت إنجازاً كبيراً في قطاع الطاقة المتجددة من خلال إنشاء محطة للطاقة الشمسية بكفاءة تصل إلى 34%. يوفر نظامها القائم على محرك Stirling بديلاً صديقًا للبيئة وفعالًا واقتصاديًا لتوليد الكهرباء على نطاق واسع. ومع انتشار هذه التكنولوجيا، ومع الاستثمارات الاستراتيجية والتحسينات التكنولوجية كتلك التي يجري تنفيذها في شيلي، يمكننا أن نتوقع أن تلعب الطاقة الشمسية دورا متزايد الأهمية في إزالة الكربون من إمدادات الطاقة العالمية.