تطورات الطاقة الشمسية وأهمية الذكاء الاصطناعي في استغلالها

في عام 1964، وضع العالم الفلكي الروسي نيكولاي كارداشيف مقياساً يهدف لوصف مستويات تطور الحضارات بناءً على مقدار الطاقة التي تستخدمها. يتضمن هذا المقياس ثلاثة أنواع رئيسة، حيث يمثل النوع الأول حضارة قادرة على استخدام جميع موارد الطاقة المتاحة على كوكبها، في حين يختص النوع الثاني بحضارة يمكنها استغلال الطاقة الناتجة من النجم الذي تدور حوله بالكامل. أما النوع الثالث، فيشير إلى حضارة تستغل طاقة المجرة بأكملها. تُصنف الحضارة البشرية الحالية بين النوع الصفري والنوع الأول، حيث تشير التقديرات إلى أنها تستفيد فقط من نسبة ضئيلة من طاقة النوع الأول.

استلهم إيلون ماسك من رؤية كارداشيف، حيث أشار على منصة إكس إلى أهمية توليد الطاقة بالكامل من الأشعة الشمسية. ويشير معهد إس بي سي للطاقة إلى أن الطاقة الشمسية التي تصل الأرض سنوياً يمكن أن تلبي احتياجات البشرية من الطاقة لمدة تصل إلى ستة آلاف سنة، وفق معدلات الاستهلاك الحالية.

على الرغم من ذلك، لا يزال استخدام البشر للطاقة الشمسية محدوداً. ففي عام 1839، اكتشف الفيزيائي الفرنسي ألكسندر إدموند بيكريل أن بعض المواد تنتج تياراً كهربائياً عند تعرضها للضوء، مما أطلق مسيرة الأبحاث المتعلقة بالطاقة الشمسية. وقد حقق العلماء تقدماً ملحوظاً، حيث أعلنت مختبرات بيل في عام 1954 عن نجاحها في تطوير خلية شمسية من السيليكون قادرة على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بكفاءة تبلغ حوالي ستة في المئة.

رغم مضي أكثر من سبعين عاماً على ذلك، لا تزال حصة الطاقة الشمسية تشكل نحو اثنين ونصف في المئة من إجمالي الطاقة المستخدمة عالمياً. ولكن كفاءة الخلايا الشمسية شهدت تطوراً كبيراً، حيث وصلت كفاءة خلايا السيليكون البلوري التقليدي إلى سبعة وعشرين ونصف في المئة، بينما أعلنت شركة لونغ آي الصينية عن تحقيق كفاءة ثلاثين ونصف في المئة لخلايا الترادفية المصنوعة من السيليكون والبيروفسكايت.

تستمر التطورات في مجال الخلايا الشمسية بوتيرة سريعة، ومع ظهور تقنيات جديدة مثل الخلايا الترادفية، تزداد الآمال في تحسين كفاءة الطاقة وتقليل التكاليف. وتهيمن الصين على كافة حلقات سلسلة التوريد العالمية لصناعة الطاقة الشمسية، حيث تجاوزت طاقتها الإنتاجية من وحدات الطاقة الشمسية في عام 2023 ستمائة وعشرة غيغاواتات، ما يمثل حوالي ثلاثة وأربعين في المئة من إجمالي الإنتاج العالمي.

تظهر الإحصائيات أن الطاقة الشمسية تشكل فقط جزءاً صغيراً من الاستهلاك العالمي، حيث تسجل الطاقة الأحفورية نسباً كبيرة، مع النفط بنسبة اثنين وثلاثين في المئة والفحم بنسبة ستة وعشرين ونصف في المئة. يُظهر الذكاء الاصطناعي دوراً متزايداً في تسريع تطوير تقنيات الطاقة الشمسية، حيث يقوم بتحليل البيانات لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية وتوقع مستويات الإشعاع الشمسي.

بينما تزداد الحاجة إلى الطاقة، يبرز الذكاء الاصطناعي كأداة حيوية في إدارة أنظمة الطاقة الشمسية، ما يسهم في تقليل الفاقد وتحسين فعالية الاستخدام. ومع ذلك، يتطلب تشغيل أنظمة الذكاء الاصطناعي طاقة كبيرة، مما يعيد تسليط الضوء على الحاجة إلى مصادر طاقة نظيفة مثل الطاقة الشمسية.

بالنظر إلى التحديات البيئية الحالية، يرى بعض المفكرين أن تطوير الطاقة الشمسية يعد أكثر أهمية من تطوير الذكاء الاصطناعي، نظراً لما تقدمه من فوائد بيئية، رغم أن تكاليفها قد انخفضت بنسبة تسعة وثمانين في المئة على مدار العقد الماضي. يتعين على العالم أن يُولي اهتماماً أكبر للطاقة الشمسية لتجنب الكوارث البيئية وتحقيق الاستدامة.