هل يمكن للطاقة الشمسية والهيدروجين أن يعملا معًا بشكل مثالي في محطات هجينة؟

مقدمة

تسعى العديد من الدول والفرق البحثية حول العالم إلى تطوير حلول مبتكرة في مجال الطاقة المتجددة في إطار سعيها نحو تحقيق استدامة بيئية واقتصادية. وفي هذا السياق، أتى الباحثون القطريون بفكرة جديدة لدمج الطاقة الشمسية مع تقنيات تخزين الطاقة المتقدمة، مثل الهيدروجين والهواء السائل، في تصميم محطة هجينة غير مسبوقة، توفر حلولًا متكاملة لشحن السيارات الكهربائية وتزويد المركبات الهيدروجينية بالوقود.

محطة هجينة للطاقة الشمسية والهيدروجين

قام فريق البحث القطري بتصميم مفهوم محطة هجينة تعتمد على الطاقة الشمسية وتدمج العديد من تقنيات التخزين والإنتاج، مثل الهيدروجين السائل، والهواء السائل، والبطاريات، في منصة واحدة. هذه المحطة تعتبر الأولى من نوعها في العالم، حيث توفر شحنًا سريعًا للسيارات الكهربائية، إلى جانب تزويد السيارات التي تعمل بخلايا الوقود بالهيدروجين السائل، مما يحقق تكاملًا كاملًا بين تقنيات الطاقة المتجددة.

التصميم التقني

تتمثل فكرة النظام في استخدام طاقة شمسية بقدرة 41.96 ميغاوات على مساحة 0.44 كيلومتر مربع، بحيث يتم توليد:

• المياه الجوية43 كغم/ثانية.
• الهواء السائل37 كغم/ثانية.
• الهيدروجين الكهربائي144 كغم/ثانية.

يتم دمج هذه التقنيات بشكل مبتكر بحيث تعمل المحطة كمصدر طاقة مستقل وقادر على تزويد السيارات الكهربائية والهيدروجينية بالطاقة باستخدام الموارد الطبيعية المتاحة من الشمس والمياه الجوية.

كفاءة النظام وأدائه

لقد أظهرت الدراسات التقنية أن كفاءة المحطة ومكوناتها كما يلي:

• كفاءة الألواح الشمسية 16%
• كفاءة تخزين الهواء السائل 1%
• كفاءة دورة التبريد الثلاثي للهيدروجين  6%
• كفاءة الإلكتروليزر 7%
• الكفاءة العامة للنظام 5%

تعتبر هذه الأرقام دليلًا على قدرة النظام على تحقيق كفاءة عالية في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة قابلة للاستخدام في شحن السيارات وإنتاج الهيدروجين.

مرونة النظام واستخدامه عالميًا

الميزة الكبيرة في هذا التصميم هي مرونته، حيث يمكن تطبيقه في مختلف الظروف الجغرافية حول العالم. بفضل مبادئ الديناميكا الحرارية العامة التي يعتمد عليها، يمكن تكييف المحطة لتتناسب مع مناخات مختلفة باستخدام بيانات محلية مثل الإشعاع الشمسي، الرطوبة، ودرجة الحرارة.

التطبيقات المستقبلية

يمكن لهذا النظام أن يشكل نموذجًا يحتذى به في العديد من المناطق، لا سيما في الدول النامية أو المناطق المتأثرة بالصراعات، حيث توفر هذه المحطة حلولًا فعّالة ومستدامة للطاقة باستخدام الموارد المتجددة.

الخاتمة

إن دمج الطاقة الشمسية مع تقنيات تخزين الطاقة مثل الهيدروجين والهواء السائل يمثل خطوة هامة نحو بناء مستقبل طاقة مستدامة، حيث يعزز من قدرات الإنتاج المستقل للطاقة ويعزز من توفير حلول مبتكرة للشحن وتزويد المركبات بالوقود باستخدام مصادر طاقة نظيفة.

📚  المصدر:

Matalucci, S. (2025, September 12). The Hydrogen Stream: Qatari team outlines solar hybrid station design. pv magazine. https://www.pv-magazine.com/2025/09/12/the-hydrogen-stream-qatari-team-outlines-solar-hybrid-station-design/