دراسة تبشر بمزارع للطاقة الشمسية في الفضاء.. بمشاركة جزائرية
تاريخ النشر: 12th, November 2023 GMT
أعلن باحثون في مشروع الطاقة الشمسية الفضائية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في يونيو/حزيران الماضي، عن نجاح أول عملية نقل لاسلكية للطاقة الشمسية عبر الفضاء، وذلك باستخدام مصفوفة ميكرويف تعمل على انتقال وتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
ويعتبر هذا الإنتاج خطوة متقدمة نحو إنتاج الطاقة الشمسية مباشرة من الفضاء أو ما أصبح يعرف بالطاقة الشمسية الفضائية، وهو ما يتطلب تطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية وتقنيات نشر الألواح الشمسية في الفضاء.
وفي هذا الاتجاه توصلت دراسة قام بها فريق علمي من جامعتي سري وسوانزي، إلى إمكانية إنتاج ألواح شمسية خفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة يمكنها العمل من الفضاء، مما يساهم في إنشاء مزارع شمسية فضائية عملاقة توفر إمدادات غير محدودة من الطاقة النظيفة، إذ إن مزارع الطاقة الشمسية هي عبارة عن منشآت كبيرة تستخدم ألواح الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء من أشعة الشمس.
أقمار اصطناعية بألواح شمسيةرغم النمو المتسارع لأنواع الطاقة الشمسية في الأرض، فإن ثمة تحديات ومشكلات فنية تتطلب التغلب عليها، ومن أبرزها مشكلة كفاءة الطاقة وتقطعها، والذي يعني أن تجميع الطاقة لا يمكن أن يكون إلا عندما يتوفر ضوء الشمس الكافي بالإضافة إلى أن الألواح الشمسية تشغل مساحة كبيرة على الأرض.
ولمواجهة مشاكل تكنولوجيا الطاقة الشمسية، اتجهت مجهودات العلماء للبحث عن طرق وأساليب لاستغلال الطاقة الشمسية الفضائية مباشرة، وتعتمد هذه التقنية على استخدام أقمار صناعية مجهزة بألواح شمسية لامتصاص الطاقة الشمسية في الفضاء، وبعد ذلك تحويل الطاقة المجتمعة إلى طاقة ميكروويف قابلة للنقل، ثم إرسالها إلى محطة استقبال على الأرض، مما يمكّن من تحويل الطاقة المستقبلة إلى تيار كهربائي يمكن استخدامه في شبكة الطاقة المحلية.
وبحسب البيان الصحفي الصادر من جامعة سري يوم 24 أكتوبر/ تشرين الأول الماضي، فإن الدراسة هي الأولى من نوعها في انشاء مزارع للطاقة الشمسية في الفضاء، وذلك بعد أن قام الفريق العلمي بتتبع قمر صناعي على مدار 6 سنوات، ولاحظت كيفية توليد الألواح للطاقة وتغلبها على الإشعاع الشمسي على مدى 30 ألف مدار، وهو المدار الجغرافي الذي يظل فيه القمر الصناعي ثابتا فوق موقع محدد على سطح الأرض.
ووفقا لبيان جامعة سري، يمكن أن تمهد نتائج هذه الدراسة الطريق أمام مزارع الطاقة الشمسية القابلة للتطبيق تجاريا في الفضاء.
ويقول العلماء إن مهمة القمر الصناعي كانت مصممة لأن تستمر لمدة عام واحد فقط، لكنها استمرت في العمل بعد ستة أعوام، فيما تظهر البيانات التفصيلية أن الألواح قاومت الإشعاع وأن هيكلها الرقيق لم يتدهور في الظروف الحرارية والفراغية القاسية للفضاء.
ومن ناحية أخرى قال بيان جامعة سري: القمر الصناعي الذي تم تتبعه في الدراسة تم تصميمه من قبل مركز سري للفضاء بالتعاون مع فريق من المهندسين المتدربين من وكالة الفضاء الجزائرية، وهو يحتوي على خلايا مصنوعة من طبقة رقيقة من تلوريد الكادميوم تعمل كمادة شبه موصلة وُضعت على زجاج رقيق للغاية.
محطات طاقة شمسية فضائيةيقول البروفيسور كريج أندروود الأستاذ الفخري لهندسة المركبات الفضائية في مركز أبحاث الفضاء بجامعة سري: "يمكن أن تؤدي تكنولوجيا الخلايا الشمسية ذات الكتلة المنخفضة للغاية إلى إنشاء محطات طاقة شمسية كبيرة ومنخفضة التكلفة منتشرة في الفضاء، مما يعيد الطاقة النظيفة إلى الأرض. والآن لدينا أول دليل على أن التكنولوجيا تعمل بشكل موثوق في المدار".
وخلص الدكتور دان لامب من جامعة سوانسي إلى أن "اختبار الطيران الناجح لهذه الحمولة الجديدة من الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة عزز فرص التمويل لمواصلة تطوير هذه التكنولوجيا، كما تعتبر المصفوفات الشمسية ذات المساحة الكبيرة المخصصة للتطبيقات الفضائية سوقا سريعة التوسع.
ومن ناحية أخرى قال البيان الصادر من جامعة سري: على الرغم من أن إنتاج طاقة الخلايا أصبح أقل كفاءة بمرور الوقت، فإن الباحثين يعتقدون أن النتائج التي توصلوا إليها تثبت أن أقمار الطاقة الشمسية تعمل ويمكن أن تكون قابلة للتطبيق تجاريا.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: الشمسیة فی الفضاء الطاقة الشمسیة یمکن أن
إقرأ أيضاً:
أقوى عاصفة شمسية في 2025 تضرب الأرض فما نتائجها؟
حسب الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة الأميركية، فقد أطلقت الشمس يوم 14 مايو/أيار 2025 توهّجًا من الفئة إكس 2.7، بلغ ذروته عند الساعة 08:25 صباحًا بتوقيت غرينتش.
التوهج الشمسي هو انفجار هائل للطاقة يحدث في الغلاف الجوي للشمس، نتيجة إطلاق مفاجئ للطاقة المخزنة في الحقول المغناطيسية، خاصةً فوق مناطق على سطح الشمس تسمى "البقع الشمسية"، وهي مناطق تظهر في صور التلسكوبات داكنة على سطح الشمس، لأن درجة حرارتها أقل بقدر صغير من محيطها.
ويؤدي هذا الانفجار إلى انبعاث إشعاعات قوية تشمل الأشعة السينية، الأشعة فوق البنفسجية، وأشعة غاما، بالإضافة إلى موجات راديوية.
وتُصنّف التوهّجات حسب شدّتها إلى فئات تبدأ من "إيه" وتصل إلى "إكس"، حيث تُعتبر فئة "إكس" الأقوى، ويعد التوهج الأخير أقوى التوهجات التي انطلقت من الشمس خلال عام 2025.
وتصل هذه الانبعاثات إلى الأرض لتتفاعل مع مجالها المغناطيسي، متسببة بشكل أساسي في ظاهرة الشفق القطبي الشهيرة، وهي أضواء ملونة تظهر في السماء في المناطق القريبة من القطبين.
إعلانوتمر الشمس بدورة نشاط تستغرق نحو 11 سنة، تتراوح بين الحد الأدنى للنشاط والحد الأقصى للنشاط، وخلال فترة الحد الأقصى، تزداد عدد البقع الشمسية، وبالتبعية يزداد عدد التوهجات الشمسية.
الدورة الشمسية الحالية، المعروفة باسم "الدورة الشمسية 25″، بدأت في ديسمبر/كانون الأول 2019 ومن المتوقع أن تستمر حتى عام 2030 تقريبًا، وتتميز هذه الدورة بزيادة ملحوظة في النشاط الشمسي مقارنة بالدورة السابقة، مع توقعات بأن تصل إلى ذروتها في 2025.
وتسبّب هذا التوهّج الأخير في انقطاعات مؤقتة للاتصالات اللاسلكية على الجانب النهاري من الأرض، خاصة في أوروبا وآسيا والشرق الأوسط، وبشكل خاص تأثّرت خدمات الاتصالات عالية التردد، المستخدمة في الطيران والملاحة والاتصالات البحرية.
وقد انطلق التوهج الشمسي الأخير من بقعة شمسية سميت إيه آر 4087، والتي أطلقت بدورها عددا من التوهجات الشمسية الأخف مؤخرا.
الغلاف الجوي والمجال المغناطيسي للأرض يعملان كدرع واقٍ، يمنعان معظم الإشعاعات الناتجة عن التوهجات الشمسية من الوصول إلى سطح الأرض، مما يجعل تأثيرها المباشر على صحة البشر ضئيلًا أو غير موجود على الإطلاق.
وكانت بعض الدراسات قد أشارت إلى أن العواصف الشمسية قد تؤثر على الساعة البيولوجية للإنسان، ومع ذلك، لا يوجد اتفاق بين العلماء حول هذا الأمر، ولا توجد أدلة قاطعة على تأثيرات صحية خطيرة مباشرة.
ويؤكد العلماء أن المخاطر تظهر بشكل أساسي في الارتفاعات العالية، مثل رواد الفضاء أو الطيارين في الرحلات القطبية، حيث يعتقد أنهم قد يكونون أكثر عرضة لتأثيرات الإشعاعات الشمسية، لذا يتم اتخاذ احتياطات خاصة في هذه الحالات.
ما التأثير على الطقس؟كما أن التوهجات الشمسية لا تسبب تغيرات مباشرة في الطقس اليومي مثل الأمطار أو درجات الحرارة.
إعلانويعتقد العلماء أن العامل الأساسي المؤثر في مناخ الأرض حاليا هو التغير المناخي، والذي يرفع من تطرف الظواهر المناخية مثل الموجات الحارة.
وقد أشارت بعض الدراسات إلى أن النشاط الشمسي قد يؤثر على المناخ على المدى الطويل، مثل فترات التبريد أو الاحترار، ولكن هذه التأثيرات معقدة وتحتاج إلى مزيد من البحث لفهمها بالكامل، ولا يوجد حتى الآن اتفاق بين العلماء على صحتها.
وبشكل أساسي يعمل نطاق "طقس الفضاء" حاليا على دراسة تلك التوهجات، بغرض أساسي وهو تأمين التكنولوجيا، حيث يمكن للتوهجات الشمسية أن تؤثر على الاتصالات اللاسلكية وأنظمة الملاحة والأقمار الصناعية، مما قد يؤدي إلى انقطاعات مؤقتة أو تشويش في الإشارات.
تقوم وكالات الفضاء ومراكز الأرصاد الفضائية بمراقبة الشمس باستمرار، وفي هذا السياق يتم بتحديث أنظمة الحماية للأقمار الصناعية وشبكات الكهرباء، وتتخذ شركات الاتصالات والطيران احتياطات إضافية خلال فترات النشاط الشمسي المرتفع.
ترامب ينشر فيديو يوضح الفرق بين استقباله واستقبال بايدن في المملكة.. فيديو