تحليل الجدوى التقنية والاقتصادية لأنظمة الطاقة الشمسية العائمة على 58 سداً مغربياً: الإمكانات الطاقية، الجدوى الاقتصادية، وتبخر المياه

لماذا تهم وضع الألواح الشمسية على الماء

بينما تتنافس الدول لتقليل انبعاثات الكربون، تواجه مشكلة عملية: أين توضع كل الألواح الشمسية الجديدة؟ في بلد مثل المغرب، حيث الشمس وفيرة لكن الأرض والمياه مضغوطتان، قد يكون الحل على سطح السدود الوطنية. تستكشف هذه الدراسة كيف يمكن لمزارع شمسية عائمة موضوعة على 58 خزاناً مائياً مغربياً أن تولد كميات كبيرة من الكهرباء النظيفة وفي الوقت نفسه تحافظ على المياه الثمينة من التبخر.

أشعة الشمس، السدود العطشى، وحاجة متزايدة للطاقة

وضعت المغرب هدفاً طموحاً: بحلول عام 2030، يجب أن يأتي أكثر من نصف كهربائها من مصادر متجددة. يتمتع البلد بنحو 3000 ساعة من أشعة الشمس سنوياً وإشعاع شمسي قوي، مما يجعل الطاقة الشمسية جذابة بشكل خاص. وفي الوقت نفسه، تعتمد المغرب بشكل كبير على السدود لتخزين المياه للشرب والزراعة والصناعة. لكن هذه الخزانات تفقد كميات هائلة من المياه بسبب التبخر في مناخ يزداد دفئاً وجفافاً. يحدد المؤلفون أنظمة الطاقة الشمسية العائمة، أو الخلايا الكهروضوئية العائمة (FPV)، كطريقة لمعالجة هذين التحديين معاً من خلال تحويل أسطح السدود إلى منتجين للطاقة ومزودين للظل.

كيف تعمل مزارع الطاقة الشمسية العائمة

في تركيب FPV، تُركب الألواح الشمسية القياسية على منصات طافية تطفو على الخزان، بينما توضع المحولات والمبدلات بأمان على اليابسة ومتصلة عبر كابلات تحت الماء. يبرد الماء الألواح، مما يعزز كفاءتها قليلاً مقارنة بالأنظمة الأرضية، وتعمل الألواح بدورها على تظليل السطح، مما يساعد على تقليل التبخر. تقيم الدراسة تصميمي منصات رائدين مستخدمين دولياً وتجد أن كلاهما يمكن تكييفه مع سدود المغرب، مع تقديم أحد التصميمين ميزة واضحة من حيث التكلفة لكل وحدة طاقة منتجة.

قياس فقدان المياه والمكسب الشمسي

لفهم ما يمكن أن تحققه FPV على نطاق وطني، كان على الباحثين أولاً تحديد حجم وسلوك خزانات المغرب. ونظراً لعدم اكتمال البيانات الرسمية عن المسطحات، استخدموا خرائط فضائية وتحليلاً لونيًا للصور لتقدير مساحة المياه في 58 سداً، فوجدوا مساحة إجمالية تقارب 433 كيلومترًا مربعًا. ثم طبقوا نموذج تبخر معروف، مدعماً ببيانات أشعة الشمس ودرجة الحرارة، لتقدير أن هذه السدود تفقد نحو 909 مليون متر مكعب من المياه سنوياً—ما يقرب من مليار طن. وفي الوقت نفسه، حسبوا كمية الطاقة الشمسية التي يمكن أن تجمعها الألواح على هذه الخزانات، مختبرين زوايا إمالة مختلفة للألواح ومؤكدين أن نطاقاً حول 11–31 درجة يقدم أداءً قوياً؛ وتم اختيار ميل بسيط قدره 11 درجة كحل عملي ومستقر.

كمية الطاقة وبأي تكلفة؟

ثم طرح الفريق سؤالاً لافتاً: إذا غُطي جزء من كل سد بألواح شمسية عائمة، هل يمكن أن تلبي الكهرباء الناتجة الطلب الحالي للمغرب؟ تقترح نماذجهم أن تغطية نحو 40% من المساحة الإجمالية للخزانات ستكون كافية لتوليد ما يقارب الاستهلاك السنوي للكهرباء في البلاد. وحتى استخدام 1% فقط من المساحة على سدود مختارة سيؤدي إلى إمدادات ملحوظة للشبكة الوطنية. تظهر خزانات كبيرة مثل الوحدة والماسيرا كأماكن ذات قدرة عالية بشكل خاص. وعلى الصعيد المالي، يقدّر المؤلفون أنه، وفق افتراضات معقولة لأسعار المعدات ومكاسب معتدلة في الكفاءة نتيجة تبريد الماء، يمكن أن تسدد هذه المشاريع نفسها في أقل من عقد. ومع ذلك، يحذرون من أن تكاليف التشغيل والصيانة في العالم الحقيقي موثقة بشكل ضعيف، لذلك تظل توقعات الأرباح غير مؤكدة.

موازنة الطاقة والمياه والمخاطر المستقبلية

بعيداً عن الأرقام الخام، تنظر الدراسة في خيارات التصميم والمخاطر. زاوية الميل، على سبيل المثال، ليست فقط لالتقاط ضوء الشمس: الألواح الأفل تسلط ظلًا أكبر على الماء ويمكن أن تقلل التبخر أكثر، بينما قد تزيد الألواح الأشد انحداراً من العائد الطاقي قليلاً لكنها تسمح بتبخر أكبر. يجادل المؤلفون بأن حوالى 11 درجة تقدم توازناً جيداً بين إنتاج الطاقة، واستقرار الهياكل الطافية، وحفظ المياه. كما يبرزون قطع معلومات مفقودة، مثل عمق السدود وسلوكها أثناء الجفاف، وهي معلومات أساسية لتصميم أنظمة تثبيت آمنة وفهم كيف ستتصرف المنصات خلال فترات جفاف شديدة. ويُعتبر دمج الطاقة الشمسية العائمة مع خيارات تخزين الطاقة مثل الضخ المائي الهيدروليكي وهيدروجين أخضر، فضلاً عن إدارة الشبكة الذكية، أمراً محورياً لتحويل ضوء الشمس المتقطع إلى طاقة موثوقة.

ماذا يعني هذا لمستقبل المغرب

بعبارات بسيطة، توضح هذه الأبحاث أن تغطية جزء من أسطح سدود المغرب بألواح شمسية عائمة قد يزود حصة كبيرة—وربما كل—من احتياجات البلاد الكهربائية بينما يحمي أيضاً المياه النادرة من التبخر. تستفيد المقاربة من البنية التحتية القائمة، وتتجنب التنافس مع الأراضي الزراعية، وتستغل التبريد الطبيعي للمياه لتحسين أداء الألواح قليلاً. وبينما تبقى أسئلة حول التكاليف الطويلة الأمد والصيانة والسلوك أثناء الجفاف الشديد، تضع الدراسة حجة قوية بأن الطاقة الشمسية العائمة يمكن أن تصبح ركيزة مركزية لمستقبل طاقي أنظف وأكثر حرصاً على المياه في المغرب.

الاستشهاد: Mouhaya, A., El Hammoumi, A., El Ghzizal, A. et al. Techno-economic feasibility analysis of floating photovoltaic systems on 58 Moroccan dams: energy potential, economic viability, and water evaporation. npj Clean Energy 2, 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44406-026-00025-9

الكلمات المفتاحية: الطاقة الشمسية العائمة, الطاقة المتجددة, حفظ المياه, سدود المغرب, تخطيط الطاقة الشمسية