بالحديث عن مزايا نظام توليد الطاقة خارج الشبكة، فإنّ مصنعي مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية

من خلال التحليل المقارن لعدة مصادر طاقة جديدة شائعة، مثل طاقة الكتلة الحيوية، والطاقة الكهرومائية، وطاقة الرياح، والطاقة الشمسية، يمكن استنتاج أن توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية يتمتع بالمزايا الفريدة التالية: 1) يتمتع توليد الطاقة الكهروضوئية بمزايا اقتصادية. يمكن النظر إلى اقتصاديات استخدام الطاقة الشمسية من منظورين: أولهما أن الطاقة الشمسية غير قابلة للنضوب، ولا تُفرض أي رسوم عند الحصول عليها، ويمكن استخدامها في أي مكان؛ وثانيهما أنه في ظل المستوى الحالي للتطور التكنولوجي، أصبح استخدام الطاقة الشمسية مجديًا اقتصاديًا. ومع تطور العلوم والتكنولوجيا، والتقدم التكنولوجي في تطوير واستخدام الطاقة الشمسية، ستتضح جدوى استخدامها بشكل أكبر. فإذا كان القرن العشرون هو قرن النفط، فإن القرن الحادي والعشرين هو قرن الطاقة المتجددة (قرن الطاقة الشمسية). من منظور تكلفة إنشاء محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومع التوسع الكبير في استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ولا سيما مع نضوج صناعة السيليكون البلوري وتقنية توليد الطاقة الكهروضوئية، وتطوير واستخدام أسطح المباني والجدران الخارجية وغيرها من المنصات، يمكن أن تصل تكلفة إنشاء محطة طاقة شمسية كهروضوئية بقدرة كيلوواط واحد إلى ما بين 5000 و10000 يوان صيني في عام 2015، وهو ما يمنحها مزايا اقتصادية مماثلة لمصادر الطاقة المتجددة الأخرى. 2) تُعد الطاقة الشمسية مصدرًا متجددًا لا ينضب ومتوفرًا بكميات هائلة. تبلغ الطاقة المنبعثة من الشمس في الثانية الواحدة حوالي 1.6 × 10²³ كيلوواط، منها تصل إلى الأرض طاقة تصل إلى 8 × 10¹³ كيلوواط، أي ما يعادل 6 × 10⁹ طن من الفحم القياسي. وفقًا لهذه الحسابات، فإن إجمالي كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض في عام واحد يعادل حوالي 1.892 × 10¹³ مليار طن من الفحم القياسي، أي ما يعادل 10,000 ضعف الاحتياطيات المؤكدة لمصادر الطاقة الرئيسية في العالم. ويبلغ عمر الشمس 4 مليارات سنة على الأقل. وبالمقارنة مع تاريخ البشرية، يمكن القول إن قدرة الطاقة الشمسية على تزويد الأرض بالطاقة بشكل مستمر لا نهائية. وهذا ما يجعل تطوير الطاقة الشمسية واستخدامها الطريقة الأكثر فعالية للبشرية لحل مشكلة نقص الطاقة التقليدية واستنزافها. ومن منظور كمية الموارد التي يمكن تطويرها في بلدي، فقد أقرّ العلماء والخبراء عمومًا بالأرقام التالية: طاقة الكتلة الحيوية 100 مليون كيلوواط، والطاقة الكهرومائية 378 مليون كيلوواط، وطاقة الرياح 253 مليون كيلوواط، والطاقة الشمسية 2.1 تريليون كيلوواط. ويكفي تطوير موارد الطاقة الشمسية وحدها، أي ما يعادل 1% من الإجمالي، وهو 21 مليار كيلوواط. من حيث النسبة، لا تمثل طاقة الكتلة الحيوية سوى 0.46%، بينما تمثل طاقة الرياح 1.74%، والطاقة الكهرومائية 1.16%، والطاقة الكهروضوئية 96.64%. 3) لا تلوث للبيئة. الطاقة الشمسية، مثل طاقة الرياح وطاقة المد والجزر وغيرها من مصادر الطاقة النظيفة، لا تُنتج أي تلوث تقريبًا أثناء تطويرها واستخدامها. إضافةً إلى ذلك، فإن احتياطياتها غير المحدودة تجعلها مصدرًا مثاليًا للطاقة البديلة للبشر. نظرًا لأن الوقود الأحفوري التقليدي (الفحم والنفط والغاز الطبيعي) يُطلق كميات كبيرة من المواد السامة والضارة أثناء استخدامه، فإنه يُسبب تلوثًا خطيرًا للمياه والتربة والغلاف الجوي، ويُساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري والأمطار الحمضية، ويُهدد البيئة وصحة الإنسان بشكل خطير. لذلك، من الضروري تطوير مصادر طاقة بديلة جديدة ونظيفة نسبيًا، وتحظى الطاقة الشمسية، كمصدر مثالي للطاقة النظيفة، باهتمام متزايد من دول العالم. بالنظر إلى انبعاثات الكربون الحالية لمختلف طرق توليد الطاقة، دون احتساب مراحل الإنتاج الأولية: تبلغ انبعاثات الطاقة المولدة من الفحم 275 غرامًا، ومن النفط 204 غرامات، ومن الغاز الطبيعي 181 غرامًا، ومن طاقة الرياح 20 غرامًا، بينما تقترب انبعاثات الطاقة الشمسية الكهروضوئية من الصفر. إضافةً إلى ذلك، لا ينتج عن عملية توليد الطاقة أي مخلفات أو نفايات أو مياه صرف صحي أو غازات عادمة، كما أنها لا تُصدر ضوضاء أو مواد ضارة بصحة الإنسان أو تلوثًا للبيئة. 4) تتميز عملية التحويل بأنها الأقل والأكثر مباشرة. فمن منظور تحويل الطاقة، تُحوّل الطاقة الشمسية الكهروضوئية طاقة الإشعاع الشمسي مباشرةً إلى طاقة كهربائية. وهي الأقل تحويلًا والأكثر استخدامًا للطاقة الشمسية الكهروضوئية من بين جميع مصادر الطاقة المتجددة. عمومًا، في تدفق الطاقة في البيئة ككل، مع ازدياد مراحل التحويل وطول سلسلة التحويل، يزداد فقد الطاقة بشكل كبير، وفي الوقت نفسه، ترتفع تكاليف الإنشاء والتشغيل، ويزداد عدم استقرار النظام ككل بشكل ملحوظ. في الوقت الحالي، تتراوح كفاءة تحويل الطاقة في الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري بين 15% و20%، بينما وصلت أعلى نسبة في المختبرات إلى 35%. 5) تُعدّ الطاقة الشمسية الأكثر اقتصاديةً ونظافةً وملاءمةً للبيئة. من حيث الموارد، وخاصةً مساحة الأرض، تُعتبر طاقة الكتلة الحيوية وطاقة الرياح أكثر تطلبًا، في حين تتميز الطاقة الشمسية بمرونة وانتشار واسعين. فإذا تطلّب توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية مساحة أرض تبلغ 200 فدان، فإن طاقة الرياح تُعادل 8 إلى 10 أضعاف الطاقة الشمسية، وطاقة الكتلة الحيوية 100 ضعف. أما بالنسبة للطاقة الكهرومائية، فغالبًا ما يتطلب بناء سد كبير غمر عشرات إلى مئات الكيلومترات المربعة من الأرض. في المقابل، لا يتطلب توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية مساحة أرض كبيرة، إذ يُمكن استخدام أسطح المنازل والجدران كمواقع لتوليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية، كما يُمكن استغلال الصحاري الشاسعة في بلادنا لبناء محطات توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية مباشرةً في الصحراء. يُساهم خفض الإشعاع الشمسي المباشر على سطح الصحراء في خفض درجة حرارة السطح بشكل فعال، وتقليل التبخر، مما يُتيح نمو النباتات وازدهارها بشكل ملحوظ، ويُثبّت الكثبان الرملية ويُقلّل من كثافتها، ويُوفّر الطاقة النظيفة والمتجددة اللازمة من الطبيعة. 6) استخدام مجاني ولا يتطلب نقلًا. يُمكن للبشر تحويل الطاقة الضوئية إلى حرارة أو كهرباء باستخدام تقنيات ومعدات متخصصة، واستخدامها في الموقع دون الحاجة إلى نقل، بما يعود بالنفع على البشرية. كما أن استخدام هذه الطاقة المتجددة مجاني. ورغم أن الإشعاع الشمسي غير منتظم بسبب اختلاف خطوط العرض والظروف المناخية، إلا أن الطاقة الشمسية، مقارنةً بمصادر الطاقة الأخرى، تُعدّ عالمية في معظم مناطق الأرض، ويمكن استخدامها محليًا، مما يُوفّر آفاقًا واعدة للدول والمناطق التي تُعاني من نقص الطاقة، لحلّ مشاكلها.