كيف يمكن حساب كلفة إنشاء مزرعة تدار بالطاقة الشمسية؟

ازداد في المدة الأخيرة الاتجاه نحو البحث عن مصادر للطاقة البديلة لأن مصادر الطاقة الحالية هي مصادر ناضبة ولن تكفي لسد الاحتياجات، فكان التفكير بمصادر الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية، وخاصة في المناطق النائية، لبعدها عن مراكز التجهيز فضلاً عن الجهد والوقت والتكاليف التي تحتاج إليها، ولأنّها طاقة نظيفة وغير ملوثة للبيئة وغير ناضبة. ولأجل الوصول إلى التنمية الريفية وتحسين أوضاع سكان الأرياف من الناحيتين الاجتماعية والاقتصادية، فلا بد من البحث عن مورد بديل ومتجدد ونظيف ألا وهو الطاقة الشمسية لغرض توليد الطاقة الكهربائية لاستثمارها في تنمية القطاع الزراعي.  

تستخدم المنظومة لتوليد الكهرباء بالطاقة الشمسية بقدرة 1000 واط أي ما يعادل  5 أمبير وهي كافية لسد احتياجات المنزل الريفي، والمضخة الزراعية ومجدية اقتصادياً مقارنة بمولد الكهرباء الذي يعمل بالوقود التقليدي وبالقدرة نفسها أعلاه، وتحتاج المنظومة إلى مساحة  10 م2  وبسعر  18000 دولار وتعمل لثلاث أيام غائمة. أما بالنسبة إلى التدفئة في فصل الشتاء للمنزل وقاعة الدواجن فإن الكلفة تبلغ  2535.1 دولار لكل منهما، أما التدفئة للبيت المحمي فتبلغ  3040.1 دولار وممكن استغلالها بغرض تجفيف الفواكه والخضر وتعقيم التربة للبيت المحمي بالطاقة الشمسية في فصل الصيف.

إن الاهتمام بالطاقات المتجددة ينبع من أنَّها إحدى الإمكانيات المتاحة بالاستغلال الأمثل لها، وتوجيهها لأغراض التنمية في مجالات تزويد السكان بالغذاء، وجدوى الاستخدام ليس في الوقت الحالي فقط وإنما باتجاه المستقبل إذ أن موارد الطاقة التقليدية الحالية وبصورة عامة هي مصادر ناضبة فزيادة في استهلاكها يقابله نقصان في حجم احتياطياتها المتوافرة، ومع الزمن والتطور في الاحتياج للطاقة فإنّها لن تكفي لسد هذه الاحتياجات، وعليه يجب تطوير المصادر البديلة بما يسد حاجة المستقبل الذي يؤدي إلى إمكانية استخدامها في نطاق المناطق الريفية النائية، بسبب عامل البعد عن مراكز التجهيز بما ينطوي على جهد وكلفة وزمن.

في حين تحتاج أنظمة الديزل إلى نفقات الوقود والصيانة وكلما زاد حجم الحمل على الديزل صارت النفقات أكبر للوقود والصيانة إذ يمكن أن تصل إلى 60 % من كلفة دورة الحياة الكلية لنظام الديزل، عكس نظم الخلايا الشمسية إذ لا تحتاج إلى صيانة مما يجعلها مناسبة للمناطق النائية حيث لا يتوافر الفنيون المؤهلون للإصلاح وصيانة المولدات التي تعمل بالوقود التقليدي، كما أنها نظيفة وغير ملوثة للبيئة ولا تترك فضلات ولا تنضب مما يكسبها وضعاً خاصاً في هذا المجال.

فالاهتمام بالطاقة الشمسية في مجالات عدة بغرض الوصول إلى مزيد من التنمية الريفية، سواء بالمناطق القديمة أو المستصلحة حديثاً بقصد تحسين ظروفهم الاجتماعية والاقتصادية من جهة والحد من تفاقم ظاهرة التصحر من جهة أخرى، نظراً إلى تشتت السكان على مساحة شاسعة وإلى عزلة كثير من الأماكن الآهلة، وهنا يصبح البحث عن مورد بديل أمراً رشيداً، ويمكن أن يتمثل هذا البديل في الطاقات المتجددة ولاسيما الطاقة الشمسية.

ميزات استخدام الطاقة الشمسية 

إن معظم المناطق النائية بعيدة جداً عن خطوط نقل وتوزيع الطاقة التابعة للشبكة الوطنية للكهرباء والماء، مما يتطلب استخدام الطاقة الشمسية لعدة ميزات:

التمكن من الاستثمار في المناطق النائية والأرياف مدداً طويلة تصل إلى أكثر من  25 سنة بسبب عمر المنظومات الطويل، وهنا تكمن جدواها الاقتصادية.

توافر المساحة الكافية لوضع الألواح الشمسية عكس المدن التي لا تتوافر فيها مثل هذه المساحات.

سهولة النصب والتشغيل لها وقلة الصيانة أو انعدامها، ولا تحتاج إلى توافر الفنيين في المناطق النائية.

إمكانية استخدام أكبر عدد من الأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية دون الحاجة لبطاريات الخزن؛ مما يقلل الكلفة لارتباط عمل هذه الأجهزة نهاراً فقط، وهي أساسية في المزرعة مثلاً المضخات الزراعية لسقي المزروعات، وجهاز تجفيف الفواكه والخضر وتعقيم التربة والتدفئة للمنزل والبيوت المحمية، والطباخ الشمسي، والسخان الشمسي، والمقطر الشمسي البسيط.

لا تتطلب المنظومة سوى غسل الألواح الشمسية من الأتربة لزيادة كفاءتها.

لا تستعمل الطاقات التقليدية، وعليه يعد مشروع الطاقة الشمسية نظيفاً وخالياً من التلوث.

تقلل الطاقة الشمسية من تكاليف البنية التحتية للماء والكهرباء في المناطق النائية، إذ أن توسيع هذه الشبكات وإيصالها إلى هذه المناطق عملية مكلفة جداً في حالة استخدام الطاقة التقليدية.

الاستنتاجات

توصل البحث إلى ما يأتي: 

توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الطاقة الشمسية هي ذات جدوى اقتصادية مقارنة بالطاقة التقليدية حيث تقوم المنظومة بتوليد الكهرباء بقدرة 1000 واط، أي ما يعادل  5 أمبير وبكلفة 2 دولار يومياً وهي مجزية مقارنة بمولد كهربائي يعمل بالوقود التقليدي لتوليد الأمبيرات نفسها وبكلفة 9.6 دولاراً يومياً، فبالإمكان إيصال الماء والكهرباء إلى المناطق النائية بتكاليف أقل بكثير من إيصالها إلى تلك المناطق بالطاقة الكهربائية

ارتفاع التلوث البيئي المؤثر في صحة الإنسان والحيوان والنبات نتيجة استخدام المولدات في توليد الطاقة الكهربائية.

من الممكن الاستثمار في المناطق النائية والأرياف مدة تزيد على 25 سنة، من خلال استخدام الطاقة الشمسية في توليد الطاقة الكهربائية بسبب العمر الطويل للمنظومة. لا تتطلب منظومة الطاقة الشمسية أية صيانة سوى تنظيفها من الأتربة لزيادة كفاءتها.

إمكانية استخدام أكبر عدد من الأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية دون الحاجة لبطاريات الخزن مما يقّلل الكلفة لارتباط عمل هذه الأجهزة نهاراً كالمضخات الزراعية وجهاز تجفيف الفواكه والخضر وتعقيم التربة وتدفئة المنزل الريفي والبيوت المحمية والطباخ والسخان الشمسي.

التدفئة بالطاقة الشمسية ذات جدوى اقتصادية، إذ يتطلب تسديد مبلغ 0.84 من الدولار يومياً مقارنة ب  8.5 دولار لمنظومة التدفئة العاملة بالنفط.

التكاليف الإجمالية لتشغيل أجهزة المنزل التي تعمل بالطاقة الشمسية ذات جدوى اقتصادية، إذ أن الكلفة اليومية لتلك الأجهزة التي تتجاوز عمرها 25 سنة هي 2.39 دولاراً وهي أرخص من فاتورة الكهرباء.

 التوصيات

يوصي البحث بالآتي:

استخدام الطاقة الشمسية في المزارع في المناطق النائية لتقليل تكاليف الإنتاج الزراعي وينعكس ذلك على الفلاح المنتج والمستهلك.

دعم الفلاحين من خلال تقديم القروض الميسرة من قبل الدولة لاستخدام الطاقة الشمسية في إدارة مزارعهم واستيفائها منهم، بحيث تكون طويلة الأمد مساوية أو اقل من فاتورة الكهرباء التي تدفع شهرياً.

 تشجيع إجراء البحوث المستفيضة حول استخدام الطاقة الشمسية في المستقبل وتكاليفها للجهات ذات العلاقة.

 الاهتمام بالطاقة المتجددة الأخرى كطاقة الرياح في إدارة وتشغيل المزارع للمناطق النائية.

القيام بمشاريع زراعية من قبل الدولة كنموذج يحتذى به لإدخال هذه التقنية في الزراعة.