تطوير أول محطة طاقة شمسية عائمة على سدود المياه في السعودية: مشروع 'الشمس العائمة' لتعزيز كفاءة توليد الطاقة المتجددة وتقليل تبخر المياه

في خطوة غير مسبوقة نحو تعزيز الاستدامة البيئية والطاقية، أعلنت المملكة العربية السعودية عن تطوير أول محطة طاقة شمسية عائمة على سدود المياه في البلاد، تحت مسمى مشروع 'الشمس العائمة'، والذي يُتوقع أن يبدأ تشغيله التجريبي بحلول عام 2026. يأتي هذا المشروع كجزء من استراتيجية رؤية 2030 لتنويع مصادر الطاقة، حيث تستهدف السعودية توليد 50% من احتياجاتها الكهربائية من مصادر متجددة بحلول عام 2030. وفقاً لبيانات وزارة الطاقة، فإن مشاريع الطاقة الشمسية في السعودية تشهد نمواً متسارعاً، مع استثمارات تتجاوز 100 مليار ريال سعودي في قطاع الطاقة المتجددة حتى الآن.

ما هو مشروع 'الشمس العائمة' وكيف يعمل؟

مشروع 'الشمس العائمة' هو أول محطة طاقة شمسية عائمة في السعودية، يتم تركيبها على أسطح سدود المياه لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية. يعتمد المشروع على تقنيات الألواح الشمسية العائمة (Floating Photovoltaic Systems)، والتي تُثبت على منصات عائمة مقاومة للماء والظروف البيئية القاسية. تعمل هذه الألواح على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، مع توصيلها بشبكة الكهرباء الوطنية عبر كابلات تحت الماء. يُذكر أن هذه التقنية تُستخدم عالمياً في دول مثل الصين واليابان، لكن تطبيقها في السعودية يُعد تطوراً مهماً نظراً لوفرة السدود والمسطحات المائية المناسبة.

يتميز المشروع بتصميم متكامل يتضمن أنظمة مراقبة ذكية تعمل بالذكاء الاصطناعي لتحسين كفاءة توليد الطاقة، حيث تُستخدم أجهزة استشعار لرصد درجة حرارة الألواح واتجاه الشمس. وفقاً لشركة المياه الوطنية، الشريك الرئيسي في المشروع، فإن المحطة العائمة ستساهم في تقليل تبخر المياه من السدود بنسبة تصل إلى 70%، وذلك من خلال تغطية سطح الماء وحمايته من أشعة الشمس المباشرة. هذا الجانب يُعد حاسماً في السعودية، التي تُصنف من أكثر الدول جفافاً في العالم، حيث يفقد السدود كميات كبيرة من المياه سنوياً بسبب التبخر.

لماذا تختار السعودية سدود المياه لتركيب محطات الطاقة الشمسية العائمة؟

تختار السعودية سدود المياه لتركيب محطات الطاقة الشمسية العائمة لعدة أسباب استراتيجية وبيئية. أولاً، توفر السدود مساحات مائية شاسعة لا تُستخدم عادةً لأغراض أخرى، مما يقلل من التنافس على الأراضي. ثانياً، تساعد المياه في تبريد الألواح الشمسية، مما يزيد من كفاءتها بنسبة تصل إلى 10-15% مقارنة بالألواح الأرضية، وفقاً لدراسات من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (KAUST). ثالثاً، يساهم المشروع في تحقيق هدفين رئيسيين: توليد الطاقة النظيفة وتقليل فقدان المياه، وهو ما يتماشى مع أهداف رؤية 2030 في مجال الاستدامة.

من الناحية الجغرافية، تمتلك السعودية أكثر من 500 سد، بما في ذلك سدود رئيسية مثل سد الملك فهد في بيشة وسد وادي حنيفة في الرياض، والتي تُعتبر مواقع مثالية لهذا النوع من المشاريع. وفقاً لهيئة المساحة الجيولوجية السعودية، فإن هذه السدود تخزن ما يزيد عن 2.5 مليار متر مكعب من المياه، ويمكن أن تستوعب محطات شمسية عائمة بقدرة إجمالية تصل إلى 1 جيجاواط. هذا التكامل بين إدارة المياه والطاقة يُظهر نهجاً مبتكراً في مواجهة التحديات البيئية.

كيف سيساهم مشروع 'الشمس العائمة' في تعزيز كفاءة توليد الطاقة المتجددة؟

سيساهم مشروع 'الشمس العائمة' في تعزيز كفاءة توليد الطاقة المتجددة من خلال عدة آليات. أولاً، كما ذكرنا، فإن تبريد المياه للألواح الشمسية يزيد من إنتاجيتها، حيث تقل الحرارة المتراكمة التي تؤدي إلى انخفاض الأداء. ثانياً، يُتوقع أن تصل قدرة المحطة الواحدة إلى 5 ميجاواط في المرحلة الأولى، مع خطط للتوسع إلى 50 ميجاواط بحلول عام 2030، وفقاً لبيانات وزارة الطاقة. ثالثاً، سيدمج المشروع تقنيات الطاقة الشمسية المركزة (CSP) مع الألواح العائمة لتحقيق استقرار أفضل في إمدادات الكهرباء.

تشير الإحصائيات إلى أن السعودية تستهدف زيادة حصة الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة إلى 50% بحلول عام 2030، مقارنة بأقل من 1% حالياً. وفقاً للبرنامج الوطني للطاقة المتجددة، فإن مشاريع مثل 'الشمس العائمة' ستساهم في توفير ما يصل إلى 200 ألف طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنوياً، مما يدعم التزام المملكة باتفاقية باريس للمناخ. بالإضافة إلى ذلك، يُتوقع أن يوفر المشروع فرص عمل في قطاع التقنيات الخضراء، مع تدريب أكثر من 500 فني ومهندس سعودي على تقنيات الطاقة الشمسية العائمة.

هل يمكن أن يُقلل مشروع 'الشمس العائمة' من تبخر المياه في السدود السعودية؟

نعم، يمكن أن يُقلل مشروع 'الشمس العائمة' بشكل كبير من تبخر المياه في السدود السعودية. تعمل الألواح الشمسية العائمة كغطاء يمنع أشعة الشمس المباشرة من الوصول إلى سطح الماء، مما يقلل من معدل التبخر. وفقاً لدراسة أجرتها مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية، فإن تغطية 10% من مساحة سد نموذجي بألواح شمسية عائمة يمكن أن تقلل التبخر بنسبة تصل إلى 70%. هذا الأمر حيوي في السعودية، حيث يُقدر أن السدود تفقد ما يصل إلى 30% من مخزونها المائي سنوياً بسبب التبخر، وفقاً لوزارة البيئة والمياه والزراعة.

على سبيل المثال، سد الملك فهد في بيشة، الذي تبلغ سعته التخزينية 325 مليون متر مكعب، يمكن أن يحفظ ما يصل إلى 100 مليون متر مكعب من المياه سنوياً في حال تطبيق المشروع على نطاق واسع. هذا الحفظ للمياه يدعم أمن المياه في المملكة، خاصة مع تزايد الطلب بسبب النمو السكاني والتنمية الاقتصادية. يُذكر أن السعودية تستثمر في مشاريع مماثلة كجزء من استراتيجية المياه 2030، والتي تهدف إلى تحسين كفاءة استخدام الموارد المائية.

ما هي التحديات التي تواجه تطوير محطات الطاقة الشمسية العائمة في السعودية؟

تواجه تطوير محطات الطاقة الشمسية العائمة في السعودية عدة تحديات، رغم الفرص الكبيرة. أولاً، الظروف المناخية القاسية، مثل العواصف الرملية ودرجات الحرارة المرتفعة، قد تؤثر على متانة الألواح العائمة وتتطلب مواد مقاومة خاصة. ثانياً، التكلفة الأولية للمشروع مرتفعة نسبياً، حيث تُقدر استثمارات المرحلة الأولى بحوالي 500 مليون ريال سعودي، وفقاً لصندوق الاستثمارات العامة. ثالثاً، هناك تحديات تقنية تتعلق بصيانة الأنظمة تحت الماء وتوصيل الكهرباء إلى الشبكة الوطنية.

للتغلب على هذه التحديات، تعمل السعودية على تطوير شراكات مع شركات عالمية متخصصة، مثل شركة 'سولار وورلد' الألمانية، لتبادل الخبرات. كما تُجرى أبحاث في مراكز محلية مثل مركز أبحاث المياه في جامعة الملك سعود لتحسين تصميم المنصات العائمة. وفقاً لتقرير من الهيئة الملكية لمدينة الرياض، فإن العائد الاقتصادي والبيئي المتوقع على المدى الطويل يُبرر هذه الاستثمارات، مع توقعات بتخفيض التكاليف بنسبة 20% مع توسع النطاق.

متى سيبدأ تشغيل مشروع 'الشمس العائمة' وما هي آثاره المستقبلية؟

من المقرر أن يبدأ تشغيل مشروع 'الشمس العائمة' تجريبياً في عام 2026، مع اكتمال المرحلة الأولى بحلول نهاية ذلك العام. وفقاً لجدول زمني أعلنته وزارة الطاقة، سيتم تركيب المحطة الأولى على أحد السدود في منطقة الرياض، تليها توسعات في مناطق أخرى مثل عسير والقصيم. يُتوقع أن تصل القدرة الإنتاجية الإجمالية للمشروع إلى 100 ميجاواط بحلول عام 2030، مما يساهم في توفير الكهرباء لأكثر من 50 ألف منزل سعودي.

على المدى المستقبلي، قد يمتد المشروع ليشمل تطبيقات إضافية، مثل دمج أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات لضمان إمداد مستقر. كما تُدرس إمكانية استخدام التقنية في مسطحات مائية أخرى، مثل بحيرات التحلية في محطات التحلية على ساحل البحر الأحمر. وفقاً لرؤية 2030، فإن نجاح 'الشمس العائمة' يمكن أن يحفز مشاريع مماثلة في دول الخليج، مما يعزز مكانة السعودية كرائدة في مجال الابتكار البيئي. مع تقدم التقنيات، يُتوقع أن تصبح الطاقة الشمسية العائمة ركيزة أساسية في مزيج الطاقة السعودي، بدعم من استثمارات تصل إلى 5 مليارات ريال سعودي في العقد القادم.

قال وزير الطاقة السعودي: 'مشروع الشمس العائمة يجسد التكامل بين أمن الطاقة والمياه، وهو نموذج للابتكار الذي تدعمه رؤية 2030 لتحقيق الاستدامة'.

في الختام، يمثل مشروع 'الشمس العائمة' نقلة نوعية في مسيرة السعودية نحو الطاقة المتجددة، حيث يدمج بين توليد الكهرباء النظيفة والحفاظ على الموارد المائية. مع التخطيط الدقيق والاستثمارات المستمرة، يُتوقع أن يصبح هذا المشروع علامة فارقة في تحقيق أهداف رؤية 2030 البيئية، مع إسهامات كبيرة في الاقتصاد الأخضر. كما سيعزز التعاون بين القطاعين العام والخاص، مع دور محوري للشركات السعودية مثل 'أكوا باور' في التنفيذ. مستقبلاً، قد نرى توسعاً في هذه التقنية لتعميم فوائدها على مستوى المملكة وخارجها.