I. تعريف وخلفية ممرات الطاقة الكهروضوئية على الأسطح

ممر الطاقة الكهروضوئية على السطح هو نظام كهروضوئي يُركّب على سطح المبنى، ويتمتع بقدرة تحمل للوزن وقابلية للمشي، مما يتيح توليد الطاقة والوصول الآمن للعاملين. وبحسب تعريف شركة QY Research، فإن الممر الشمسي هو مادة بناء كهروضوئية مدمجة وموزعة، تجمع بين الخلايا الشمسية، وهيكل أرضي قابل لتحمل الأحمال، وسطح شفاف مقاوم للانزلاق والتآكل، وإطار أو دعامة أساسية، وكابلات، ووسائل حماية كهربائية. ويُستخدم في مواقف مثل ممرات المشاة والساحات والحدائق والتراسات التجارية والأسطح القابلة للوصول ومسارات الدراجات ومواقف السيارات وأسطح حركة المرور منخفضة السرعة.

مع النمو المستمر للقدرة المركبة للطاقة الكهروضوئية الموزعة، باتت عمليات التشغيل والصيانة اللاحقة وحماية الأسطح لأنظمة الطاقة الكهروضوئية المثبتة على الأسطح تحظى باهتمام متزايد في القطاع. فبعد تركيب أنظمة الطاقة الكهروضوئية التقليدية على الأسطح، يضطر فريق الصيانة إلى السير بين الألواح الشمسية، مما ينطوي على مخاطر أمنية وقد يؤدي بسهولة إلى إلحاق أضرار بالسقف. ومن هنا جاء ظهور ممرات المشي الخاصة بأنظمة الطاقة الكهروضوئية على الأسطح، بهدف معالجة هذه النقاط الشائكة المزمنة في القطاع بشكل منهجي.

II. الاختراقات التكنولوجية الرئيسية في عام 2024

اختراق براءات اختراع محلي: جسر مركّب لممرات الطاقة الشمسية على الأسطح

في 30 ديسمبر 2024، أعلنت الإدارة الوطنية الصينية للملكية الفكرية أن شركة آنهوي وينيرجي لتجارة الطاقة المحدودة حصلت على براءة اختراع لنوع نموذج المنفعة بعنوان «جسر مركّب لممرات الألواح الكهروضوئية على الأسطح» (إعلان الترخيص رقم CN 222215655 U، تاريخ التقديم أبريل 2024). تكمن الابتكار الأساسي لهذه البراءة في هيكل فولاذي على شكل قناة يوفّر دعماً مستقراً لصفيحة تحمل الأحمال؛ كما يمكن استخدام الصفيحة كممر لتسهيل تركيب وصيانة الألواح الكهروضوئية، وفي حال قلبها إلى وضع مفتوح، تُستخدَم أخدود القناة الفولاذية كجسر لوضع وتخزين كابلات الألواح الكهروضوئية. وبالمقارنة مع الحل التقليدي الذي يفصل بين الجسر والممر، يدمج هذا التصميم الجسر والممر في وحدة واحدة، مما يوفّر المساحة اللازمة لبناء جسر منفصل ويتيح مساحة أكبر لتركيب الألواح الكهروضوئية على الأسطح.

تتمتع هذه الابتكار التقني بأهمية تجريبية كبيرة في القطاع، إذ يُحدِث نقلة نوعية في معالجة مشكلة «التنافس على المساحة» التي طال أمدها في مجال الطاقة الشمسية المثبتة على الأسطح. ففي الحلول التقليدية، يشغل كلٌّ من ممر المشاة وجسر الكابلات مساحةً مستقلة، مما يؤدي إلى استهلاك جزءٍ كبير من مساحة السطح الثمينة. أما حل Wenergy فيدمج بين هذين العنصرين، بما يتيح الاستفادة القصوى من مساحة السطح دون التضحية بالسلامة وإمكانية الوصول، ويقدّم نهجًا تصميميًا أكثر كفاءة لمشاريع الطاقة الشمسية على الأسطح ذات المساحات الواسعة، مثل المصانع الصناعية والمباني التجارية.

الترويج والتطبيق للألواح الكهروضوئية الخفيفة المرنة

في أغسطس 2024، أفادت وكالة أنباء شينخوا بتقنية لألواح كهروضوئية مرنة خفيفة الوزن تُطبَّق على الأسطح. وتتميز هذه الألواح بوزن خفيف؛ إذ يقل وزن كل لوح عن وزن كرة قدم، ويبلغ سمكها ما يعادل سمك بضع ورقات من ورق A4. وعلى الرغم من رقتها وخفة وزنها، فإن المادة المستخدمة تتمتع بصلابة عالية، مما يجعلها مناسبة للأسطح الخفيفة مثل الأسطح الزجاجية وأسطح صفائح الفولاذ المطلية بالألوان؛ كما حقق النظام بأكمله «الاكتفاء الذاتي» في توليد الطاقة الكهروضوئية. إن نشر مثل هذه الألواح الكهروضوئية المرنة خفيفة الوزن يمهد الطريق لاستخدام واسع النطاق للممرات الكهروضوئية على الأسطح؛ إذ إن خفة وزن المكونات تعني متطلبات أقل لتحمل الهيكل الإنشائي عند تركيب أنظمة الممرات على الأسطح، كما يصبح من الأسهل تحقيق متطلبات التصميم الخاصة بالأسطح القابلة للسير عليها.

III. مشاريع رمزية عالمية

مانهاتن، نيويورك: نظام أرضية زجاجية كهروضوئية

في نوفمبر 2024، شهد مشروع 625 جادة الأمريكتين في مانهاتن، نيويورك، إطلاق نظام أرضية زجاجية كهروضوئية رائد عالميًا. وقد تم تطوير هذا النظام وتسجيل براءة اختراعه من قبل شركة أونيكس سولار، الرائدة عالميًا في تقنيات البناء المتكامل للخلايا الكهروضوئية (BIPV)، وتم تنفيذه بالتعاون مع شركة سولار ديك. يعتمد هذا النظام للأرضيات الزجاجية الكهروضوئية على طريقة تركيب الأرضية المرتفعة، مما يتيح التوصيل الكهربائي تحت كل لوح، مع دعم بواسطة عوارض خشبية من نوع IPE أو قطاعات ألمنيوم أو أنظمة أساسية بسيطة لتوفير الاستقرار الهيكلي. ولا يقتصر دور هذا النظام على تحمل حركة المشاة اليومية فحسب، بل يلبي أيضًا متطلبات القوانين المحلية رقم 92 و94 و97 لمدينة نيويورك، كما يستفيد، في ظل حوافز سياسة الائتمان الضريبي بموجب قانون الاستثمار في الطاقة النظيفة (IRA)، من ائتمان ضريبي استثماري بنسبة 30%. وفي الوقت نفسه، يتضمن المشروع سطحًا أخضر مُعَرّفًا بوضوح، ما يزوّد المبنى بمساحة ترفيهية بسيطة وحيوية.

تتمثل الأهمية البارزة لهذا المشروع في تحويل توليد الطاقة الكهروضوئية من مجرد «احتلال للسطح» إلى «تمكين للسطح»؛ إذ إن تركيب الألواح الكهروضوئية التقليدية على السطح يُعدّ بمثابة حجب استخدامه كمساحة للأنشطة، في حين يتيح الحل الذي طُرح في نيويورك للسطح أن يُنتج الكهرباء، وأن يكون قابلًا للمشي عليه، وأن يوفّر مساحة للترفيه، مما يعزّز الاستفادة المتعددة القيمة من الموارد النادرة للسطوح الحضرية.

ميناء فالنسيا: أول مشروع لألواح الطاقة الشمسية القابلة للمشي في أوروبا

في 19 نوفمبر 2024، أطلقت مؤسسة فالنسيا بورت في إسبانيا مشروعًا تجريبيًا مبتكرًا لألواح كهروضوئية يمكن السير عليها، وذلك ضمن إطار مشروع RENEWPORT الأوروبي. وقد تم تركيب 26 لوحًا شمسيًا قابلًا للسير عليه، تغطي مساحة تقارب 30 مترًا مربعًا، بقدرة إجمالية مركبة تبلغ 5.2 كيلو وات. يبلغ حجم كل لوح 1 م × 1 م، ويبلغ سمكه 34 ملم، وتبلغ قدرته القصوى 200 واط، مع جهد كهربائي قدره 47 فولت وتيار كهربائي قدره 5.8 أمبير. ويتم توصيل الكهرباء المولدة عبر محول هواوي بقدرة 10 كيلو وات إلى مبنى سلطة الميناء القريب، حيث تُستخدم أساسًا لأغراض الإنارة وتكييف الهواء. وتتوافق هذه الألواح مع اللوائح الإسبانية UNE الخاصة بمقاومة الانزلاق، كما صُممت خصيصًا لتحمل مرور المشاة المستمر.

على عكس العديد من تجارب «الطرق الشمسية» عالية التكلفة حول العالم — مثل مشروع Wattway في نورماندي بفرنسا، الذي أُلغي عام 2020 بعد إطلاقه عام 2016 بسبب ارتفاع التكاليف ومخاوف السلامة وعدم كفاية المتانة — تتميّز استراتيجية تصميم مشروع ميناء فالنسيا بطابعٍ أكثر براغماتية، إذ تركز على سيناريوهات حركة المشاة بدلاً من حركة المركبات الثقيلة، مما يحقق توازناً أكثر موثوقية بين السلامة والتكلفة. ويمثّل هذا المشروع استكشافاً هاماً لأوروبا في مجال الانتقال الطاقي في الموانئ والاستخدام الفعّال للمساحات.

رابعاً: بيانات السوق وحجم الصناعة

يشهد سوق الممرات الشمسية نموًا سريعًا. ووفقًا لتقرير «البحث والتحليل العالمي لسوق الممرات الشمسية حتى عام 2026» الصادر عن QY Research، بلغت قيمة سوق الممرات الشمسية العالمي ما قيمته US $62.4𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑜𝑛𝑖𝑛2025𝑎𝑛𝑑𝑖𝑠𝑒𝑥𝑝𝑒𝑐𝑡𝑒𝑑𝑡𝑜𝑟𝑒𝑎𝑐ℎ𝑈𝑆$ مي صغير أيونين ومن المتوقع أن يصل إلى يو س 173 مليون بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) قدره 15.2% بين عامي 2026 و2032. بلغ إنتاج الممرات الشمسية عالميًا في عام 2025 نحو 160,000 متر مربع، وبسعر متوسط يقارب 390 دولارًا أمريكيًا للمتر المربع الواحد.

من منظور العرض والطلب، تُعدّ أوروبا حالياً أكثر قواعد الموردين نضجاً، إذ تشمل منتجات مثل بلاط الرصف الشمسي، والأرضيات الزجاجية الكهروضوئية القابلة للمشي، ومسارات المشاة الشمسية. أما قاعدة الموردين في الصين فتعتمد على سلاسل توريد أوسع نطاقاً تشمل الزجاج المدمج في المباني (BIPV)، ووحدات السيليكون البلوري، والأفلام الرقيقة من تلوريد الكادميوم، ومواد البناء الشمسية. ويتمتع العديد من المصنّعين الصينيين بالفعل بقدرات إنتاجية لتصنيع بلاط الأرضيات الكهروضوئية أو مواد الأرضيات المدمجة في المباني. وفي أمريكا الشمالية، يهيمن على السوق فاعلون يركزون على التكنولوجيا، غير أن السوق لا يزال في مرحلة مدعومة بالتجارب والتطبيقات التجريبية.

يُعدّ السوق الأوسع ل arrays الشمسية المخصصة للحدائق وممرات المشاة أكبر حجمًا. تشير بيانات شركة Stratistics MRC إلى أن قيمة سوق arrays الشمسية للحدائق وممرات المشاة على الصعيد العالمي بلغت … دولار أمريكي. $800𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑜𝑛𝑖𝑛2026𝑎𝑛𝑑𝑖𝑠𝑒𝑥𝑝𝑒𝑐𝑡𝑒𝑑𝑡𝑜𝑟𝑒𝑎𝑐ℎ𝑈𝑆$ مي صغير أيونين ومن المتوقع أن يصل إلى يو س 1.5 مليار بحلول عام 2034، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 8.1%. وعلى المستوى الكلي لتقنية BIPV، بلغت قيمة تلك السوق ما يعادل US $28.3𝑏𝑖𝑙𝑙𝑖𝑜𝑛𝑖𝑛2026𝑎𝑛𝑑𝑖𝑠𝑒𝑥𝑝𝑒𝑐𝑡𝑒𝑑𝑡𝑜𝑟𝑒𝑎𝑐ℎ𝑈𝑆$ بي صغير أيونين ومن المتوقع أن يصل إلى يو س 85.9 مليار بحلول عام 2034، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 14.8%.

من منظور تطوّر الصناعة، تشهد صناعة الممرات الشمسية تحولاً ينتقل من الهدف الطموح المبكر المتمثّل في «الطرق شديدة التحمل» إلى تطبيقات أكثر واقعية، مثل ممرات المشاة وحركة المرور منخفضة السرعة وسيناريوهات الأسطح الأرضية للمباني. إذ إن الاستخدام في الطرق شديدة التحمل يفرض متطلبات صارمة على مقاومة الصدمات ومقاومة الانزلاق واستبدال الوحدات وإغلاق المسارات وغيرها، بينما يتيح التركيز على سيناريوهات المشاة تحقيق توازن أفضل بين الجدوى الهندسية والتحكم في التكاليف.

خامسًا: مقارنة خارطة الطريق التكنولوجية واتجاه التطور

فيما يتعلق بالمواد والتكنولوجيا الخاصة بممرات الطاقة الشمسية على الأسطح، تشكّلت مساران تقنيان واضحان بين عامي 2024 و2025.

اختراق في علم المواد: الفولاذ المطلي بطبقة من الزنك‑الألومنيوم‑المغنيسيوم ومركبات البوليمر المقوى بالألياف

في مجال ممرات صيانة الأسطح الخاصة بخلايا الطاقة الشمسية، حققت علوم المواد اختراقات كبرى خلال عامي 2024–2025. وقد أصبحت الفولاذ المطلي بسبائك الزنك‑الألومنيوم‑المغنيسيوم والمركبات البلاستيكية المدعّمة بالألياف (FRP) المسارين التقنيين السائدين. يتميز الطلاء المصنوع من سبائك الزنك‑الألومنيوم‑المغنيسيوم بمقاومة ممتازة للتآكل، كما أنه قادر على «الشفاء الذاتي» من الخدوش الطفيفة، مما يجعله مناسباً بشكل خاص لمشاريع الأسطح ذات الرطوبة العالية أو الواقعة بالقرب من السواحل. ووفقاً لآراء الشركات العاملة في القطاع، تبلغ مقاومة التآكل لأنظمة الممرات المطلية بسبائك الزنك‑الألومنيوم‑المغنيسيوم ما بين 10 إلى 20 ضعفاً مقارنةً بالفولاذ المجلفن التقليدي.

في الوقت نفسه، تشهد المواد غير المعدنية أيضًا نموًا سريعًا في حصة السوق. وتُعد شبكات الممرات الشمسية المصنوعة من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، بما تتمتع به من عزل كهربائي وخفة وزن فائقة ومقاومة ممتازة للعوامل الجوية، مناسبة بشكل خاص للأسطح الحساسة للحمولة أو للأسطح التي يتعين فيها تجنّب التآكل الجلفاني (مثل أسطح الأغشية المصنوعة من بولي كلوريد الفينيل أو تي بي أو)، مع عمر خدمة تصميمي يتجاوز 25 عامًا.

الاتجاه نحو التكامل الوظيفي: من وصول أحادي الغرض إلى ناقل متعدد القيم

لم تعد المنتجات الجديدة في عام 2024 تكتفي بتوفير مسارات وصول آمنة فحسب، بل تتجه نحو التكامل متعدد الوظائف. فقد أطلقت شركة كليروفيو الأسترالية للتكنولوجيا النظيفة نظام الطاقة الكهروضوئية المتكامل ClearVue‑Helios، الذي يدمج مباشرةً بين الوحدات الكهروضوئية وممر معدني على السطح. كما أن خيار الطبقة الخلفية الفولاذية لديه لا يقاوم فقط حركة مرور العاملين أثناء الصيانة، بل يوفّر أيضًا فائدة تبريد تصل إلى 30% للمبنى بفضل طبقة هوائية محكمة الإغلاق، وفي الوقت نفسه يُطيل العمر الافتراضي للسطح نفسه.

يُعد هذا التصميم المتكامل القائم على «الممر + التبريد» خطوةً تكسر الفصل التقليدي بين عمليات وصيانة الأنظمة الكهروضوئية والمباني، مما يشير إلى أن القطاع ينتقل من «الالتزام السلبي بمتطلبات السلامة» إلى «الإسهام الفعّال في تعزيز القيمة المضافة للمبنى». فعندما يساهم نظام الممرات في تبريد المبنى، وإطالة عمر السطح، وتحسين جمالياته، لا يعود نموذجه الاقتصادي مجرد «تكلفة للسلامة»، بل يتحول إلى «استثمار مُصمَّم» يحقق عوائد قابلة للقياس.

القسم السادس: تطوير نظام السياسات والمعايير

في عام 2024، شهدت الصين أيضًا تقدماً مهماً في مجال توحيد معايير التشغيل والصيانة الذكية لأنظمة الطاقة الكهروضوئية المدمجة في المباني. ويحدد المعيار الجماعي T/GXDSL 046‑2025 «مواصفات التشغيل والصيانة الذكية للأنظمة الكهروضوئية المدمجة في المباني»، الذي سيدخل حيز التنفيذ رسمياً في يوليو 2025، المتطلبات الأساسية، وإدارة التشغيل والصيانة، وصيانة المعدات، ومراقبة البيانات وتحليلها، وإدارة السلامة، وتقييم كفاءة الطاقة، وحماية البيئة المتعلقة بالتشغيل والصيانة الذكيين لأنظمة BIPV. كما ينطبق هذا المعيار على التشغيل والصيانة الذكيين لمشاريع BIPV الجديدة أو المُجدَّدة أو الموسعة. ويوفّر إدخال هذا المعيار ضمانات مؤسسية لتوحيد معايير التشغيل والصيانة في السيناريوهات الفرعية لـBIPV، مثل ممرات الطاقة الكهروضوئية على الأسطح.

في الوقت نفسه، وفي ديسمبر 2024، عقدت مقاطعة غوانغدونغ مؤتمرًا للتوفيق بين العرض والطلب لتطبيقات «الطاقة الشمسية + المباني» على مستوى المقاطعات، مشددةً على أن غوانغدونغ تتمتع بموارد شمسية وفيرة، وطلبٍ كبير على الطاقة، وكثافة عمرانية عالية، فضلًا عن ندرة موارد الأراضي، مما يمنحها احتياجات عملية وظروفًا مواتية لتطوير تطبيقات «الطاقة الشمسية + المباني». وقد دعت دائرة الإسكان والتنمية الحضرية‑الريفية في مقاطعة غوانغدونغ خلال المؤتمر إلى تعزيز التوافق بين العرض والطلب من أجل تسريع نشر تقنيات الطاقة الشمسية في قطاع البناء.

السابع: اتجاهات التطور المستقبلية

بالنظر إلى الفترة من 2026 إلى 2032، سيُحفَز نمو سوق الممرات الشمسية بشكل رئيسي بالعوامل التالية:

التكامل مع البنية التحتية للمدينة الذكية. تُولِد الموجة العالمية لبناء المدن الذكية طلبًا كبيرًا على نشر تقنيات الواجهات الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV) على نطاق واسع ضمن البنية التحتية العامة. وتعمد الحكومات المحلية إلى إدراج الواجهات الشمسية والأغلفة المعمارية المنتجة للطاقة ضمن مشاريع التجديد الحضري، بهدف تحقيق أهداف الاستدامة والحد من الاعتماد على شبكة الكهرباء. كما يمكن دمج أنظمة الممرات الشمسية مع أجهزة الاستشعار، وإضاءة LED، ومحطات شحن المركبات الكهربائية، ومنصات المراقبة عبر إنترنت الأشياء، مما يرتقي بها من مجرد مرافق لتوليد الطاقة إلى أسطح حضرية ذكية متعددة الوظائف.

الانتشار المتسارع لتقنيات الطاقة الكهروضوئية من الجيل التالي، مثل بيروفسكيت. أطلقت شركات رائدة مثل BOE منتجات BIPV ذات البنية الكريستالية الشبكية بكثافة خلال عامي 2024–2025. ومن بين هذه المنتجات، يُعد مشروع العرض التجريبي لـ«المقصورة الصفرية الكربون» الذي يدمج زجاجًا فوتوفولطيًا يحاكي الحجر، وزجاجًا فوتوفولطيًا شفافًا، وبلطات أرضيات فوتوفولطية، وقرميد سقف فوتوفولطي، حيث تم تركيب مكوّنات توليد الطاقة على كامل المساحة داخل المبنى لأول مرة، مما حقق اندماجًا سلسًا بين توليد الطاقة وواجهات المباني وأسطحها وممراتها وسياجاتها. كما توفر خصائص المواد الكريستالية الشبكية، مثل إمكانية تخصيص الألوان وقدرتها على توليد الطاقة في ظروف الإضاءة المنخفضة، حرية تصميم أكبر لتكامل الجمالية والهندسة المعمارية لممرات الطاقة الفوتوفولطية في البيئات الحضرية.

التشغيل والصيانة المُوحَّدان والذكيان. مع النمو المستمر للقدرة المركبة للطاقة الكهروضوئية الموزعة، بات التشغيل والصيانة الذكيان لتطبيقات الطاقة الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV) والممرات الشمسية على أسطح المباني من المعدات القياسية. وتتيح منصات المراقبة الذكية جمع وعرض البيانات الرئيسية مثل إنتاج الطاقة، ودرجة حرارة الوحدات، وحالة تشغيل النظام، وذلك بشكل فوري وآني، مما يوفّر مراقبةً عبر الإنترنت على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع وعمليات تشغيل وصيانة ذكية، بما يضمن استقرار تشغيل النظام على المدى الطويل. كما تدعم السياسات في مقاطعات مثل شاندونغ صراحةً تطوير الأسطح والواجهات الكهروضوئية متعددة الوظائف، وتعزز التخطيط والبناء والتشغيل المتزامن لأنظمة الطاقة الكهروضوئية مع المباني.

باختصار، بوصفها اتجاهًا ابتكاريًا مهمًا في مجال الطاقة الكهروضوئية المدمجة بالمبنى، تنتقل ممرات الألواح الكهروضوئية على أسطح المباني من مرحلة التطبيقات التجريبية المبكرة إلى الترويج على نطاق واسع. وعلى صعيد التكنولوجيا، أسهمت التطورات في علم المواد في تحسين متانة أنظمة الممرات وسلامتها بشكل كبير؛ وعلى الصعيد السوقي، يشهد سوق الممرات الشمسية العالمي نموًا سريعًا بمعدل نمو سنوي مركب يتجاوز 15%؛ وعلى صعيد المعايير، أسهم إدخال كود التشغيل والصيانة الذكي للطاقة الكهروضوئية المدمجة بالمبنى في إرساء أساس متين لتنمية صناعية صحية. ومن المتوقع أن تتحول أسطح المباني من مجرد «حوامل» للألواح الكهروضوئية إلى فضاءات قابلة للمشي، ممتعة وتفاعلية، تولّد الطاقة. وقد أرست الاختراقات التكنولوجية المتعددة وتنفيذ المشاريع خلال عام 2024 أساسًا قويًا لهذا التوجه.