قام فريق بحثي دولي بالتحقيق في تأثير نشر الألواح الشمسية الكهروضوئية الرأسية ثنائية الوجه على سيناريو تخريبي واسع النطاق في سوق الطاقة الأوروبية ووجد أن الألواح الشمسية الكهروضوئية الرأسية الموجهة من الشرق إلى الغرب يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في تحقيق نظام طاقة قاري أكثر توازناً وأكثر تكاملاً بحلول عام 2040.
ووجد العلماء، على وجه الخصوص، أن احتمال انتشار أكبر لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الرأسية، وخاصة ذات الحجم التجاري والصناعي، قد يؤدي إلى العديد من التحسينات الكبرى مثل زيادة حصص الطاقة الشمسية وقيمتها، وخفض أسعار الكهرباء الأساسية، وتعزيز تبادل الطاقة بين البلدان المجاورة.
وأوضحت المجموعة أن الألواح الكهروضوئية الرأسية الموجهة من الشرق إلى الغرب تمتد فترة توليد الطاقة إلى الفجر وغروب الشمس، وهي الفترات التي تكون فيها أكثر قيمة للمستهلكين. وأكدت أن "مثل هذا الإعداد ينتج عادة 30% في 3 ساعات من منتصف النهار على النقيض من الألواح الكهروضوئية المواجهة للجنوب والتي تنتج ما يقرب من 70% من إنتاجها في منتصف النهار. إن تفضيل الأنظمة ثنائية الوجه الرأسية يقلل من ذروة إنتاج الألواح الكهروضوئية، ويضمن ملف إنتاج يغطي عددًا أكبر من الساعات، مما يساعد الإنتاج القائم على الطاقة الشمسية في الحفاظ على قيمة سوقية أعلى".
استند التحليل إلى نموذج سوق الطاقة الأوروبية (EPMM)، وهو نموذج توازن قطاعي متعدد الأسواق يحاكي أسواق الجملة الأوروبية للكهرباء ويحلل تأثير السياسات على الأسواق الأوروبية. ويغطي 27 دولة ملتزمة بالشبكة الأوروبية لمشغلي أنظمة نقل الكهرباء (Entso-E).
وقد أخذ النموذج في الاعتبار تكاليف الطلب على الكهرباء، وتكاليف بدء التشغيل والإغلاق، وتكاليف الإنتاج، وتقليص الطاقة المتجددة. كما غطى كل من توليد الطاقة التقليدية والمتجددة، فضلاً عن تخزين الطاقة. وذكرت المجموعة أن "الهدف الأساسي للنموذج هو تلبية احتياجات استهلاك الكهرباء بأقل تكلفة للنظام، مع مراعاة خصائص محطات الطاقة المتاحة وقدرات النقل عبر الحدود في نظام الطاقة الأوروبي".
وفي السيناريوهات الخمسة المقترحة للحساسية والتي تم تحليلها من خلال النمذجة، من المتوقع أن تصل الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى سعة تتراوح بين 649 جيجاوات إلى 1178 جيجاوات من حوالي 240 جيجاوات حاليًا. ومع ذلك، في الحالة الأساسية، لم يتم افتراض أي استثمارات في الطاقة الشمسية الكهروضوئية ثنائية الأوجه الرأسية، بينما من المتوقع في أفضل السيناريوهات أن تصل الطاقة الشمسية الكهروضوئية الرأسية إلى حصة ملحوظة تبلغ 50%.
وأوضح الباحثون أن "نتائج النموذج تظهر بوضوح زيادة في توليد الطاقة الشمسية بنسبة 2% و3.6% في عامي 2030 و2040 على التوالي. وتتجاوز هذه الزيادة 5.3% في سيناريو الطاقة الكهروضوئية العالية، مما يوضح بوضوح إمكانات النظام الرأسي. ومن الجدير بالذكر أن الزيادة الكبيرة في الكهرباء المحقونة في الشبكة واضحة مع زيادة استخدام الطاقة الكهروضوئية الرأسية، والتي تحل في المقام الأول محل توليد الغاز والطاقة النووية".
وأظهر التحليل أيضًا أن زيادة الطاقة الكهروضوئية العمودية قد تؤدي إلى انخفاض كبير في أسعار الطاقة، ويرجع ذلك جزئيًا إلى انخفاض تكاليف النظام، وتقليل التقليص، واستبدال أصول توليد الطاقة التقليدية الباهظة الثمن.
وخلص العلماء إلى أن "نظام الطاقة الأوروبي سيصبح أكثر استدامة على المدى الأبعد من الناحيتين الاقتصادية والبيئية. ويتسم النظام المستقبلي بانخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون".2"إن الطاقة المتجددة سوف تقلل من الانبعاثات، وتقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري المستورد، وسوف تكون أكثر استدامة من الناحية الاقتصادية أيضًا، حيث تتميز بخفض التكلفة الإجمالية للنظام وخفض أسعار الكهرباء بالجملة."
تتوفر نتائجهم في الدراسة "تأثيرات النشر واسع النطاق للخلايا الكهروضوئية ثنائية الوجه الرأسية على ديناميكيات سوق الكهرباء الأوروبية"، والتي نُشرت مؤخرًا فياتصالات الطبيعةوتضمنت مجموعة البحث أكاديميين من المركز الإقليمي لأبحاث سياسة الطاقة في المجر، وجامعة كاليفورنيا - بيركلي، ومركز الأبحاث المشترك التابع للمفوضية الأوروبية، وشركة الاستشارات اليونانية Elpedison SA، ومزود البرمجيات European Dynamics Luxembourg SA.
