تقنية الروبوت والطاقة المتجددة

تواجهنا مهمة صعبة في تنظيف شبكات الطاقة، وليس هناك شك في أن هذه العملية سوف تكون أسهل وأسرع كثيرا إذا أمكننا أن نقلل بشكل كبير من تكلفة توليد الطاقة النظيفة. وبالنسبة للطاقة الشمسية الضوئية (PV)، فعلى الرغم من التراجع المتسارع في تكلفة الألواح نفسها، فإن هذه التكلفة لا تعد سوى عنصر واحد من عناصر التكلفة الإجمالية. وإذا تخيلنا تكلفة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على هيئة مخطط دائري، فإن مقطع اللوحات هو فقط الذي تقلص بسرعة على مدى العقود القليلة الماضية، ولكن تكلفة المقاطع الأخرى لم تتغير، وأضخمها هي تكلفة العمالة.
ويمكن لتوحيد وتبسيط منشآت الطاقة الشمسية التي تثبت على الأسطح أن يجعل الأمر أرخص بكثير ومتاحا بأسعار معقولة للأفراد أو الشركات متوسطة الحال. وينطبق الشيء نفسه على مزارع الطاقة الشمسية ذات النطاق الواسع. وتستخدم الشركات المصنعة للوحات للطاقة الشمسية بالفعل الآلات المتطورة لمساعدتها على زيادة الإنتاجية، فلماذا لا تنتهج شركات تثبيت اللوحات الشمسية الأمر نفسه؟ مرحبا بكم في عصر الروبوتات.
لقد طورت شركة ألمانية تدعى"جريليكر" روبوتا متحركا يمكنه تلقائيا تثبيت الألواح الشمسية المحمولة على الأرض ليلا أو نهارا، في جميع حالات الطقس. ووفقا لشركة ألمانية أخرى تنتهج الأسلوب نفسه هي شركة "بي في كرافت وركر" فإن هذه الطريقة المستقبلية للقيام بهذه الأمور هي أسرع ثماني مرات، ولا تتطلب سوى عُشر عدد العمال. وهذا يعني أنه في الوقت نفسه المستهلك في الطريقة "التقليدية"، وبعدد العمال نفسه يمكن تثبيت ثمانين ضعفا من الألواح الشمسية! وهذه زيادة مدهشة في الإنتاجية! أما بالنسبة للتكاليف فتبلغ نحو نصف تكلفة استخدام الروبوتات، ولكن الروبوت الذي يبلغ سعره 900 ألف دولار إذا قامت شركة تثبيت الألواح الشمسية بشرائه يمكنه أن يعوض ثمنه خلال "أقل من عام واحد من الاستخدام المستمر".
وبالطبع لا تقوم الروبوتات بالعمل كله، ولكن مع مرور الوقت ستقوم بما هو أكثر وأكثر، وبشكل يسمح للعدد نفسه من الأشخاص بتثبيت لوحات أكثر بكثير. وهذا الأمر يمكن أن يعيد تشكيل أوراق اللعبة لأن من يخططون السعر المستقبلي للطاقة الشمسية يميلون أكثر إلى النظر في تحسين تكلفة وكفاءة الألواح نفسها، وليس تكلفة العمالة. ولكن تحقيق قفزة بسيطة في الإنتاجية سوف يحدث فرقا كبيرا.
وفي حفل توزيع الجوائز الذي عقد أخيرا في معهد كاليفورنيا للتقنية في إطار مسابقة قسم الطاقة، فاز الطلاب بجوائز تبلغ قيمتها 200 ألف دولار عن الأفكار الخضراء. ودارت أفكار أصحاب المشاريع الثلاثة الفائزة حول الروبوتات التي تقوم بتنظيف الألواح الشمسية، وتوليد الطاقة من معالجة مياه الصرف الصحي، والخلايا الشمسية الأكثر كفاءة بنسبة 20 في المائة. وتكفلت مجموعة شركات ستانفورد للنيتروجين، وجريين بوتكس، وإكزايت سولار بتقديم الجوائز المالية. ثم تم اختيار هؤلاء الفائزين الثلاثة في المنطقة الغربية للمشاركة في مسابقة وزارة الطاقة لأفضل خطة أعمال وطنية للطاقة النظيفة (NCEBPC) من قبل لجنة محكمين عليا تضم كبار الباحثين عن الابتكار الأخضر في وادي السيليكون:"كلينر بيركنز" و"خوسلا فينشرز".
وبعد ذلك سينضم الفائزون الإقليميون الثلاثة إلى الفرق الفائزة من خمس مناطق أخرى في جميع أنحاء البلاد، ومن ثم يتنافسون في عاصمة البلاد في يونيو. وقد تم إخطار جميع الـ 83 مشاركا من الـ 34 جامعة عبر اثني عشر ولاية، والذين قدموا اختراعات بدءا من مواد جديدة للبطاريات للأجهزة الإلكترونية المحمولة، إلى الأجهزة المنزلية عديمة استهلاك الطاقة، والمزارع المائية، وتطبيقات الهاتف التي تستطيع تتبع استخدامات الطاقة في المنزل.
والفكرة الأكثر إثارة للاهتمام من بين الأفكار الثلاث بالنسبة لي هي المنظف الروبوتي الذي يتم التحكم فيه عن بعد والمطروح من قبل معهد كاليفورنيا للتقنية وجامعة كاليفورنيا. ونظرا للتوسع الهائل المتوقع في الطاقة الشمسية خلال السنوات القليلة المقبلة، أعتقد أن المنظف الروبوتي للألواح الشمسية هو الفائز الحقيقي. ويمثل هذا السوق حاليا 368 ميجاواط من القدرة المركبة عبر 18 محطة، ومن المتوقع أن يزداد بشكل كبير ليصل إلى 20 جيجاواط من القدرة المركبة عبر 135 محطة في عام 2015.
وفي هذا الابتكار تتبادل فرش دوارة لينة، وماسحات مطاطة التحرك داخل جهاز روبوتي خفيف الوزن ومحدد الحجم لتغطية لوحتين من لوحات المحطات المتماثلتين في الحجم عموديا في وقت واحد، بينما تتحرك جانبيا على طول الصفوف. ولا يتم استخدام سوى كمية صغيرة من الماء، حيث تزيل الماسحات المطاطية المياه المستخدمة تاركة اللوحة نظيفة. وهذا المنظف الروبوتي خفيف جدا ويستخدم مواد وتقنيات البناء التي تستخدم لتصنيع الطائرات خفيفة الوزن.
ويمكن لاثنين فقط من الفنيين أن يضعا بسهولة الروبوت خفيف الوزن في بداية صف نموذجي مزدوج من اللوحات المحمولة على الأرض، ثم يتولى الحاسوب تنسيق الروبوت وينقل معلومات النظام إلى المشغل الذي يراقب التقدم في أعمال التنظيف ويصدر الأوامر.
ويمكن للمنظف الروبوتي أن يحسن توليد الطاقة الكهربائية في مشاريع الطاقة الشمسية على نطاق المحطات بنسبة تصل إلى 15 في المائة – كما يدعي المخترعون - عن أي نظام تنظيف آخر. ولم يقدم الطلاب أي مقارنة بين التقنية التي يطرحونها وأي تقنية أخرى يستخدمها مطورو التطبيقات الشمسية حاليا. ولم يحددوا كم تبلغ نسبة الوفر في المياه التي يمكن للروبوت تحقيقها مع المحافظة على تنظيف اللوحات. وقد اتفق جميع مطوري الطاقة الشمسية على نطاق المحطات في كاليفورنيا على أنه لابد للطلاب من أن يوضحوا بالتفصيل للمصنعين كيف يخططون لتنظيف الألواح، وكمية المياه المطلوبة – بالقدم المكعبة سنويا - وسوف تكون هذه التقنية هي المنافس لهذه الفكرة، وليس خيار ترك اللوحات دون غسلها.