كيف تمهّد الأمواج الصناعية الطريق لمستقبل الطاقة الشمسية في البحار؟

مقدمة: مستقبل الطاقة الشمسية في عرض البحر

في ظل السعي العالمي نحو مصادر طاقة نظيفة ومستدامة، برزت أنظمة الطاقة الشمسية العائمة كحلول مبتكرة لتوسيع نطاق إنتاج الكهرباء دون الحاجة إلى مساحات أرضية واسعة. ومع تطور التكنولوجيا، بدأت الأنظار تتجه نحو الأنظمة الشمسية العائمة في البحار المفتوحة  (Offshore Floating PV)، باعتبارها الجيل التالي من مشروعات الطاقة المتجددة. غير أن هذه الأنظمة تواجه تحديات فريدة من نوعها، أبرزها القدرة على الصمود أمام الأمواج العالية والتيارات البحرية القوية. ولأول مرة، خضعت هذه الأنظمة لاختبارات واقعية تحاكي أقسى الظروف البحرية، في منشأة “دلتا فلوم” الهولندية التي تنتج أكبر موجات اصطناعية في العالم.

دلتا فلوم: أكبر حوض للأمواج الاصطناعية في العالم يدخل عالم الطاقة الشمسية

شهد حوض Delta Flume –  الذي يبلغ طوله 300 متر ويستطيع توليد موجات بارتفاع يصل إلى 5 أمتار – تجارب هي الأولى من نوعها لاختبار قدرة أنظمة الطاقة الشمسية العائمة على تحمل ظروف بحرية قاسية، مشابهة لتلك الموجودة في بحر الشمال. وقد شارك في هذه التجارب مؤسسات بارزة هي:  منظمة الأبحاث التطبيقية الهولندية  TNO، ومؤسسة  Oceans of Energy، ومعهد  Deltares، وهيئة التصنيف النرويجية DNV  

تحليل النتائج: كيف تصمد الألواح الشمسية في وجه الغضب البحري؟

أظهرت الاختبارات أن منصة  Oceans of Energy، المكوّنة من أربعة طوافات صلبة وخفيفة الوزن، يمكن أن تتحمل مستويات عالية من الضغط الناتج عن الأمواج. تم ربط الطوافات بنظام مراسي معقد يستخدم الحبال والأوتاد الأرضية، وتم تجهيز المنصة بأجهزة قياس دقيقة شملت:

• حساسات تحميل لقياس ضغط المراسي
• مقاييس إجهاد على المنصة
• حساسات ضغط لتقييم تأثير الأمواج
• وحدات قياس تسارع ودوران
• كاميرات لمراقبة استجابة النظام الحركية والبنيوية

وقد تنوعت ارتفاعات الأمواج المُختبرة بين 0.25  إلى 2.5 متر، بفترات ترددية من 2  إلى 16 ثانية، وهو ما يعكس ظروفاً قد تتكرر عدة مرات سنوياً في بحر الشمال.

نتائج واعدة: لا تدهور في أداء الألواح تحت الأمواج

أوضحت الورقة البحثية الصادرة عن الفرق العلمية أن الاختبارات الهيدروديناميكية أظهرت علاقة واضحة بين استجابة النظام وطول الطوافات، فيما لم تُظهر اختبارات “الضربات المائية” (wave slamming) أي علامات على تدهور في أداء أو سلامة الألواح الشمسية. وقد استُخدم تصميم خاص للهيكل المثبت ولطريقة تركيب الألواح لامتصاص الصدمات ومنع تحطم الزجاج تحت ضغط الأمواج.

نحو معايير عالمية للطاقة الشمسية البحرية

أحد الأهداف الرئيسية لهذا المشروع التجريبي هو تطوير معايير اختبار وشهادات اعتماد خاصة بالطاقة الشمسية البحرية، وذلك لضمان سلامة واستقرار هذه الأنظمة على المدى الطويل، وجعلها خياراً قابلاً للتنفيذ من حيث التكلفة. ويُعد هذا التوجه خطوة حاسمة نحو تجاريّة الطاقة الشمسية في البيئات البحرية، حيث تخطط Oceans of Energy  لنشر حوالي 150  ميجاواط من القدرات الشمسية في بحر الشمال، بعد أن أثبتت كفاءتها في مشاريع تجريبية ناجحة. من الجدير بالذكر أن نظام الطاقة الشمسية العائم هذا سيُستخدم ضمن مشروع Crosswind في مزرعة الرياح Hollandse Kust Noord بالتعاون مع شركتي Shell وEneco، والمقرر تشغيله صيف عام 2025.

توقعات النمو: بحر الشمال كمنصة للطاقة الشمسية المستقبلية

بحسب تقرير حديث صادر عن مؤسسة DNV GL، فإن بحر الشمال قد يستضيف 100  ميجاواط من الطاقة الشمسية العائمة بحلول عام 2030، ترتفع إلى 500  ميجاواط بحلول عام 2035، مما يؤكد أن هذا القطاع الناشئ يتجه نحو نمو كبير في المستقبل القريب.

خاتمة: نحو تكامل الطاقة الشمسية والرياح في البحار

تمثل هذه التجربة خطوة استراتيجية نحو جعل الطاقة الشمسية البحرية جزءاً مكمّلاً لمنظومة الطاقة المتجددة البحرية، لا سيما عند دمجها مع طاقة الرياح البحرية. النجاح في هذه الاختبارات يُعزز من فرص الاستثمار في هذا القطاع، ويُسهم في تنويع مصادر الطاقة النظيفة في البيئات الساحلية والبحرية. ومع تطوير المعايير اللازمة للاعتماد، فإن الطريق بات ممهداً أمام الطاقة الشمسية العائمة لتكون جزءاً أساسياً من مستقبل الطاقة المستدامة.

📚  المصدر

pv magazine: Offshore floating PV enduring world’s largest artificial waves, 2025
https://www.pv-magazine.com/2025/06/25/offshore-floating-pv-enduring-worlds-largest-artificial-waves/