تسعى كل دول العالم في خططها إلى استبدال الكهرباء المتولدة بالوقود الأحفوري، ليحل محلها أخرى يكون مصدرها الطاقة المتجددة، وفي مقدمتها الطاقة الشمسية، وهو ما يقتضي تركيب المزيد من الألواح الشمسية.

ومع تسريع وتيرة تركيب الألواح على أسطح المنازل وفي المزارع، فإن العالم يزداد حرارة ويصبح الطقس المتطرف أكثر فأكثر، وهو ما يعرض تلك الألواح لخطر التحلل.

وعلى الرغم من أن الألواح الشمسية مصممة لتتحمل الحرارة والثلج والمطر والرياح، فإن قدرتها لها حدود، وهو ما يعني أن تغير المناخ يضع عليها مزيدا من الضغوط ويدفعها نحو التحلل بشكل أسرع.

تكنولوجيا الطاقة الشمسية المهيمنة هي “السيليكون” في الوقت الحاضر، وتتحلل وحدات السيليكون بسبب الإجهاد الناتج عن البيئة وتغيرات الجهد والضغوط الميكانيكية، حيث إن رقائق السيليكون صلبة وهشة تماما، ومن الناحية البيئية تعد الرطوبة والأشعة فوق البنفسجية ودرجة الحرارة من الأسباب الرئيسية للضرر.

ويمكن للظروف الأكثر حرارة ورطوبة والتي تتفاقم في ظل تغير المناخ أن تسرّع تدهور الألواح الشمسية بأربع طرق، وهي:

التصفيح: الحرارة والرطوبة يمكن أن تتسبب بفقدان الروابط التي تربط الطبقات المختلفة للخلية الشمسية بعضها ببعض.

غلاف متغير اللون: قد يؤدي ضوء الشمس الشديد والرطوبة الزائدة إلى إتلاف أو تغيير لون التغليف، وهو البوليمر المستخدم لربط الطبقات داخل الخلية الشمسية معا.

التآكل الشريطي: إذا كان الطقس أكثر رطوبة في كثير من الأحيان، فإنه يزيد من فرص تراكم الرطوبة والبدء بتآكل وصْلات الشريط الداخلي للخلية.

فشل الدائرة الداخلية: تتعرض الخلايا الشمسية لتقلبات منتظمة في درجات الحرارة يوميا وموسميا، ويمكن أن تؤدي هذه التغيرات في درجات الحرارة مع مرور الوقت إلى فشل الدوائر، ويضيف العالم الأكثر سخونة ضغطا إضافيا على الدوائر الداخلية، ما يؤدي إلى زيادة فرصة الفشل.

وفي ظل سيناريو الانبعاثات العالية، ستتحلل الطاقة الشمسية بسرعة مضاعفة عما كانت عليه في ظل سيناريو الانبعاثات المنخفضة بسبب الحرارة الزائدة.

ونتيجة لذلك ستكون مزارع الطاقة الشمسية قادرة على إنتاج طاقة أقل، وقد تضطر إلى استبدال الألواح بسبب فشلها في كثير من الأحيان. وفي المتوسط يعني هذا خسارة حوالي 8.5% من الإنتاج بسبب التدهور الإضافي فقط بحلول عام 2059. وفي ظل سيناريو الانبعاثات المرتفعة، فإن هذا يعني أن الطاقة قد تزيد كلفتها بنسبة 10-12%.

لكن التأثيرات لن تكون متساوية، إذ أن الطاقة الشمسية في المناطق الحارة والرطبة سوف تتحلل بمعدلات عالية بشكل خاص في المستقبل، مقارنة بالمناطق القاحلة حيث تكون الظروف حارة ولكنها جافة.

الحرارة هي السبب الرئيسي لتحلل الألواح الشمسية، ومع مزيد من الارتفاع في درجات حرارة العالم، فإنه يجب أن نضع في الحسبان خطر التحلل عند شراء الألواح الشمسية.

تقول الباحثة بكلية هندسة الخلايا الكهروضوئية والطاقة المتجددة بجامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية، شوكلا بودار، “في الوقت الحاضر، فإن عددا قليلا جدا من مطوري الطاقة الشمسية يأخذون تغير المناخ في الاعتبار عند شراء ألواحهم، وينبغي أن يكونوا أكثر حذرا عند اختيار موقع جديد لمزرعة الطاقة الشمسية، للتأكد من أن وحداتهم لديها فرص أقل للفشل”.

وتضيف أنه “لإصلاح المشكلة عند التصنيع، سنحتاج إلى دمج طرق جديدة لألواح التبريد وتحسين المواد المستخدمة، ونحتاج أيضا إلى تحسين عمليات التصنيع والمواد حتى نتمكن من منع تراكم الرطوبة داخل الألواح”.