العضيبي ل المدينة: تشغيل المدارس النائية والمتاحف بالطاقة الشمسية.. وزيادة الإنتاج 10 أضعاف

تحويل القرية الشمسية إلى مدينة.. العام المقبل

كشف الدكتور عبدالرحمن بن محمد العضيبي أستاذ أبحاث الطاقة الشمسية المساعد في معهد بحوث الطاقة عن بدء تحويل القرية الشمسية في العيينة إلى مدينة في نهاية العام المقبل 2014؛ لمواكبة تطلعات المملكة في التوسّع في استخدام الطاقة الشمسية، وتقليل الاعتماد على الطاقة الكهربائية في السنوات المقبلة. ولفت إلى أن هذه القرية تعمل بأيدٍ سعودية 100%، وتستعين وكالة الفضاء الأمريكية «ناسا» بقراءاتها عن الشمس كمركز معتمد عبر الأقمار الصناعية. وقال في حوار خاص ل»المدينة» إنه تم الاتفاق مع وزارة التربية، وهيئة السياحة، وهيئة الحياة الفطرية على ربط جميع المتاحف والمدارس بالمناطق النائية، وكذلك مشروعات حماية الحياة الفطرية بالطاقة الشمسية، مشيرًا إلى أن الخطة المستقبلية تستهدف تحلية 300 ألف م3 من المياه بالطاقة الشمسية. وأشار إلى رفع طاقة مصنع الألواح الشمسية إلى 10 أضعاف لمواكبة الطلب، لافتًا إلى العمل على إنشاء مختبر خاص للمواصفات القياسية للألواح، وتحسين مقاومتها لعوامل الرطوبة والغبار. فإلى نص الحوار:
** ماهي أبرز التطوّرات الأخيرة في مبادرة الملك عبدالله لتحلية المياه بالطاقة الشمسية؟
تم وضع التصاميم الهندسية لمحطات التحلية ومواصفاتها الفنية، وطرح منافسة بين الشركات المتخصصة لبناء محطة لتحلية المياه، بطاقة إنتاجية قدرها ثلاثون ألف متر مكعب، مستخدمة التقنيات التي تم تطويرها في مدينة العلوم والتقنية، كما تم إكمال تركيب خط إنتاج الألواح الكهروضوئية في مقر المدينة، وقد بدأ بالفعل إنتاج هذه الألواح، حيث وصلت الكمية المنتجة إلى (4500) لوح شمس، يمكنها أن تنتج طاقة قدرها ميجاوات واحد. وتم تصنيع مجمعات شمسية عالية التركيز، وتركيبها على متابعات شمسية في محطتي أبحاث العيينة، والخفجي بطاقة قدرها (30) كيلووات، حيث يمكنها تركيز أشعة الشمس بقدر (1600) مرة على خلايا شمسية ثلاثية الوصولة، ذات كفاءة عالية، والاستمرار في بحوث تطوير خلايا شمسية بطريقة تصنيع سهلة، حيث تم تحضير مواد بديلة ممتصة للطاقة الشمسية بجودة عالية. وتم تصميم وتصنيع خلايا شمسية بكفاءة تصل إلى 12% دون استخدام طبقة لخفض انعكاس الأشعة، بينما تصل إلى 30% عند استخدام هذه الطبقة، وتصميم وتصنيع خلايا شمسية تقليدية من مادة السيلكون تصل كفاءتها إلى 21%، أمّا عند استخدام مادة الجاليوم والزرنيخ فقد بلغت الكفاءة 25% لأحادية الوصلة، و30% لثلاثية الوصلة. كما تم تطوير خلايا شمسية مرنة ومطعمة بالفوسفور، بلغت كفاءتها 8%. أمّا عند استخدام مادة الجاليوم والزرنيخ فقد بلغت كفاءتها 23%، وتطوير نموذج مصغر لأغشية التناضح العكسي بالتعاون مع شركة آي بي إم، وهي عدة أغشية ملفوفة بطريقة هندسية مبتكرة لاستخدامها في معالجة المياه. معمل الألواح الشمسية.
** كيف تقيّمون حاليًّا إنتاجية معمل ألواح الطاقة الشمسية؟
تم إنشاء معمل خاص بإنتاج ألواح الطاقة الشمسية لتمويل المبادرة، وحصل مؤخرًا على شهادة الآيزو العالمية للجودة الشاملة (ISO 9001-2008)، من شركة TUV الألمانية العالمية، وذلك لما يتمتع به من تجهيزات ومعدات لخط الإنتاج مطابقة للمواصفات والمعايير العالمية. ويُعدُّ المعمل الذي يعمل عليه باحثون ومهندسون وفنيون سعوديون رافدًا مهمًّا لمبادرة الملك عبدالله لتحلية المياه بالطاقة الشمسية، وقد بدأ إنتاجه أواخر عام 2010م، بطاقة إنتاجية تقدر ب 3 ميجاوات في السنة، وتم ترقيته ورفع كفاءة الإنتاج حاليًّا لتصبح 12 ميجاوات من الطاقة في السنة، وتتميّز ألواح خلايا الطاقة الشمسية المصنّعة من خلاله باستخدام أحدث التجهيزات المتقدمة بحيث تكون الطاقة المنتجة من خلالها صديقة للبيئة ومساعدة على تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة.
** هل أسس مصنع الخفجي لتحلية المياه من أجل الإنتاج أو للتعليم والأبحاث؟
أنشئ هذا المصنع للاستفادة منه للتطبيق، وتعليم الطلاب والباحثين على كيفية صناعة الألواح الشمسية، وعند إعلان مبادرة خادم الحرمين الشريفين لإنشاء محطة التحلية في الخفجي بدأنا في تحويل إنتاج المصنع إليها؛ حتى لا يُقال بأن هذه الألواح تم استيرادها، وتنتج الألواح 10 ميغاواط لكي تغذي محطة التحلية.
** هل سعر الطاقة الكهربائية أقل من الشمسية؟
نعم في الوقت الحالي؛ بسبب تكلفتها الحالية، وعمومًا قبل سنتين كان سعر الخلية دولارين للواط، والآن سعر الواط 45 سنتًا، وقد أغلقت الصين أحد المصانع بسبب عدم وجود مشترٍ لهذه الخلايا.
** هم يغلقون مصانعهم، ونحن نتوسع فيها؟
لأن صناعتهم صينية، وقد فتحنا مصنعنا؛ لأن إنتاجنا صالح لبيئتنا وأجوائنا. وكل الخلايا التي يصنعونها تطابق أجواءهم، ولا تصلح لأجوائنا في الصيف، حيث تصل الحرارة على ألواح الطاقة الشمسية 60 درجة، وخلف اللوح 90 درجة، وقد تم الحصول على براءة اختراع مع شركة أي بي أم في هذا المجال.
** هل منتجاتكم تُباع في الأسواق المحلية؟ مصنعنا ينتج 3 ميغاواط، ومحطة تحلية المياه في الخفجي سيتم بناؤها من إنتاج المصنع الذي يعمل طوال 24 ساعة في اليوم، وبأيدٍ سعودية 100%، غالبيتهم من خريجي كليات التقنية، بعد أن قمتُ بتدريبهم بنفسي، والمشرف على المصنع حاليًّا من خريجى الكلية، والمشكلة التي تصادفنا كيفية تغطية احتياج المملكة من الألواح الشمسية، ويجرى حاليًّا العمل على إنشاء مختبر خاص للمواصفات القياسية للألواح الشمسية، وقد طالبنا هيئة المواصفات والمقاييس بعدم دخول ألواح للطاقة الشمسية من الخارج، إلاَّ بعد عرضها علينا للتأكّد من مدى جودتها.

رفع الطاقة 10 أضعاف
** الألواح المستوردة مَن الذي يستخدمها؟ وماهي مجالاتها؟
تستخدم في المخيمات بالمناطق النائية، أمّا بالنسبة لمدينة الملك عبدالله فلديهم طلبات كبيرة لترتفع الطاقة المتجددة في نهاية 2032 إلى 52 ميجاواط . ولدينا خطة لرفع الطاقة الراهنة في المصنع الحالى من 10 ميجاوات إلى 120 ميجاوات في القرية الشمسية، أي بزيادة قدرها 10 أضعاف.
** هل سيتم استخدام الرمل في صناعة ألواح الطاقة الشمسية؟
نعم سيتم استخدام مادة «السيلكا» التي نستخرجها من الرمال، ونحوّلها إلى خلايا، ومن ثم نرسلها للمصنع لصنع الخلايا الشمسية.
** ومتى يتم تدشين المصنع؟
في نهاية 2014 يتم وضع حجر الأساس له، ونحن الآن نحوّل القرية إلى القرية الشمسية.
** وكم تبلغ مساحة القرية الشمسية؟
تبلغ مساحتها مليوني متر مربع، والآن بدأنا في تقسيمها، بحيث يكون جزءٌ منها لإنشاء المصنع الجديد بقدرة 120 ميجاواط، مقارنة بإنتاجه الحالي الذي يستخدم في إنتاج 30 ألف متر مكعب ماء في الخفجي، ولدينا 300 ألف متر مكعب ماء للمرحلة الثانية من مشروع خادم الحرمين الشريفين، وبالتالي يجب مضاعفة الإنتاج في المصنع الحالي 10 مرات.
** هل الطاقة الشمسية للتحلية فقط، أم أن لها استخدامات أخرى؟
تم الاتفاق مع هيئة السياحة، وحماية الحياة الفطرية، ووزارة التربية والتعليم على الاستفادة من الطاقة الشمسية في جميع المتاحف، والأماكن الأثرية، والحياة الفطرية، والمدارس في المناطق النائية. وهناك 3 مشروعات يجري العمل فيها بهذا الشأن.
** هل لديكم خطة إستراتيجية محددة ل20 أو 30 سنة لتغطية المملكة بالطاقة الشمسية؟
بالنسبة لمدينة الملك عبدالله للطاقة الشمسية المتجددة، هناك خطط مرحلية للعمل بموجبها بما يتفق مع الظروف والضوابط المختلفة.
** كيف يتم تسليم مشروعاتكم لهيئة السياحة، ووزارة التربية والتعليم، وحماية الحياة الفطرية؟
بالنسبة لنا نقوم بالتجربة، ونسلّمها كاملة مع الدراسة وبدورها الجهة المعنية تسلمها في مناقصة لإحدى الشركات لتقوم بتنفيذها من واقع الدراسة المسلمة لهم. والشركات تقوم بتركيب الألواح في المدارس. أمّا بالنسبة للمنتج فهو من إنتاج مصنع مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية.
** ماهي المساحة المطلوبة لبناء ألواح لتشغيل مدرسة؟
هناك مدارس تابعة لوزارة التربية والتعليم، بها 6 فصول دراسية فقط، ومن خلال الأحمال الكهربائية، مكيف الشباك يحتاج إلى 3.5 كيلوواط أي حوالى 20 لوحًا، وبعملية حسابية نجد أننا بحاجة إلى 180 لوحًا يُزاد لها 20 لوحًا لتغطية الأنوار، وتوضع في فناء المدرسة الخلفي.
** وكم تقدر المساحة المطلوبة من الألواح؟
نحتاج إلى 600 متر مربع، والمعروف أن الطلاب يأتون الساعة 7 صباحًا، والانصراف 12 ظهرًا، والشمس تشرق في الخفجي في الساعة 5.30 صباحًا، وتعمل المدرسة بالطاقة إلى الساعة 12 ظهرًا، وبعد ذلك يتم تخزينها في بطاريات إلى اليوم التالي. ولا شك أن الطاقة الشمسية تصلح للمناطق النائية بدلاً من التمديد الكهربائي المكلّف، وهيئة السياحة بدأت في تسليمنا قصر الملك عبدالعزيز في الدوادمي، كما يعمل الزملاء على المناطق النائية في المحميات.

تحسين مقاومة الغبار
** هل هناك دراسة لتحسين مقاومة الألواح الشمسية للرطوبة والغبار؟
نعم.. عندما بدأنا في الاختبارات والتجارب، وجدنا أن قدرة الألواح تقل قبل أن نضع مواصفاتنا؛ ولذلك فكرنا في إنشاء مختبر لاختبار هذه الألواح لمعرفة المشكلات التي تواجهنا ولا جدال على أن مصنعنا الجديد بطاقة 120 ميغا أول مصنع يستهدف مراعاة واقع البيئة المحلية، ولا شك أن الغبار والرطوبة، ودرجة الحرارة العالية 3 عوامل تؤثربشكل سلبي، وكلما زادت درجة الحرارة، قلّت كفاءة إنتاج الطاقة الشمسية. ويجب أن نصنع الخلايا على أن تتحمل درجات الحرارة العالية، ووجدنا في ألمانيا شركة يتحمّل إنتاجها 125 درجة، وسنزورها لنتأكد من صحة هذه المعلومة حتى نتمكّن من نقل وتوطين التقنية، وبالتالي نصنع خلايانا في معدل تحمّل 125 درجة.
** تم بث مقطع على مواقع التواصل عن مدينة صديقة للبيئة تابعة لإحدى دول الخليج، تعمل بالطاقة الشمسية.. ماهى مرئياتكم؟
أي منتج يعلن أو يظهر من الضروري أن نعرف عنه كامل التفاصيل. وبالنسبة لهذه المدينة أقاموها على أساس السكن الداخلي، كمنازل من خامات معينة، وهي مكلّفة جدًّا. والحقل الشمسي نصفه احترق ولا يعمل؛ لأن الشمس كانت عالية جدًّا، والألواح الموجودة غير مناسبة، وهي مصنوعة في الصين، ورئيس مجلس إدارتها اجتمع معنا، وطلب منا عرضًا لما نقوم به؛ لكي يستفيدوا منه. ونحن لا نحب التحدّث كثيرًا، وإنما نحب أن نعمل، وهدفنا الإنتاجية.
** لماذا لا تعلنون عن هذه الإنجازات؟
عندما نشغّل محطة التحلية في الخفجي بالطاقة الشمسية، نبدأ تعريف الجميع بإنتاجنا على أرض الواقع، وهذا هو الأفضل.
جولة «المدينة» في القرية:
إنتاج 120 لوحًا يوميًّا.. والاستعانة ب"الشمسية" في تشغيل التكييف
قامت «المدينة» بجولة على القرية الشمسية، اطّلعت خلالها على أنشطتها المختلفة، وقال المهندس سعد مدير المصنع، وهو أحد خريجي كلية التقنية إن الحقل الشمسي يعمل منذ 1980م كمجموعة وحدات تعطي 350 كيلوواط تزوّد (الهجرة والعيينة والجبيلة بالكهرباء التي لم تصل إلى هذه المناطق. وأضاف إن القرية الشمسية المركز الوحيد المعتمد في الشرق الأوسط الذي تأخذ «ناسا» القراءات منه عن طريق الستالايت أولًا بأول، وأشار إلى أنه سيتم الاستفادة من الطاقة الشمسية لتشغيل المكيّفات الصحراوية مؤكدًا أنها أفضل من الفريون، وأثناء جولتنا على مصنع ألواح الطاقة الشمسية قال المهندس سعد: بدأت في هذا المصنع عام 2011م، وكان الهدف منه تعليميًّا، وعندما أعلن عن مشروع خادم الحرمين الشريفين لتعزيز استخدامات الطاقة الشمسية، اقترح أن يكون إنتاج المصنع لإنشاء محطة التحلية في الخفجي بطاقة حوالى 3 ميغا، تم رفعها إلى 12 ميغا في السنة ( 12ميغا تزود حي سكني كامل بالكهرباء). والمصنع حاصل على شهادة «الآيزو» العام الماضي، وفي طور الحصول على شهادة اعتماد دولي للمنتج للتسويق خارجيًّا. ويبلغ عدد العاملين في المصنع 30 شخصًا سعوديًّا على مدار 24 ساعة، مؤكدًا أن الجودة هي أساس العمل، وأنه من إجمالى إنتاج 40 ألف لوح يبلغ غير الصالح حوالى 100 - 200 لوح فقط من جهته يقول الدكتور عبدالرحمن أن المصنع ينتج حاليًّا 120 لوحًا يوميًّا مرجِّعًا قلة الإنتاج إلى الحرص التام على الجودة. وأكد في ذات السياق على أهمية تصنيع كافة أجزاء ألواح الطاقة الشمسية محليًّا في مرحلة مقبلة، وأشار إلى أن مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية، والتي أنشئت عام 1379ه كمؤسسة حكومية علمية ذات شخصية اعتبارية مستقلة، تتبع إداريًّا رئيس مجلس الوزراء، وتُعدُّ من أهم المؤسسات العلمية البحثية في العالم المهتمة بالطاقة الشمسية، والأولى في العالم العربي. وبدأ نشاطها في عام 1400ه وهي أول مَن أدخل تطبيقات التقنية الكهربائية إلى المملكة، ومن أبرز المشروعات تطبيقات الخلايا الكهرباوية في المناطق النائية في القرية الشمسية، وإنتاج الهيدروجين بالخلايا الكهرباوية بقدرة 350 كيلوواط، وتحلية المياه، وبعض المشروعات المتفرقة في مجال استخدام الخلايا الكهرباضوئية بقدرات صغيرة، وتقع القرية الشمسية في مدينة العيينة بتعاون فني بين المملكة والولايات المتحدة في مجال الطاقة. وتأتي المبادرة الوطنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية من أبرز الجهود التي تشرف على تنفيذها مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية، بالتعاون مع عدة جهات وطنية وتهدف المدينة من خلال هذه المبادرة إلى التطبيق العملي لعدد من التقنيات متناهية الصغر في عدد من المجالات منها إنتاج الطاقة الشمسية، وتحلية المياه بقدرة 300 ألف متر مكعب يوميًّا باستخدام الطاقة الشمسية. وقال الدكتور عبدالرحمن بأن أكثر العاملين يسكنون في المدينة، ومشغولون بأبحاثهم أغلب الوقت؛ لأن البحث العلمي ليس مجرد دوام.