تقنية مبتكرة لاستعمال الطاقة الكهروضوئية الفائضة تحت الأرض.. توفّر 39% من الكهرباء
تاريخ النشر: 21st, September 2024 GMT
تستحوذ مسألة الطاقة الكهروضوئية الفائضة على اهتمام بالغ في معظم الدول المتسارعة في نشر الطاقة المتجددة حول العالم، إذ تواجه الشبكات الكهربائية مشكلة في استيعاب فوائضها في أوقات انخفاض الطلب.
في هذا السياق، ابتكر مجموعة من الباحثين تقنية جديدة لاستغلال الطاقة الشمسية الفائضة خلال الربيع والخريف لشحن تخزين الطاقة الحرارية تحت الأرض، لاستعمالها لاحقًا في الصيف والشتاء، بحسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
وأجرى العلماء من جامعة نيروبي الكينية ومعهد أبحاث الطاقة في كوريا الجنوبية، محاكاة استعمال الطاقة الكهروضوئية الفائضة مع عدد قليل من التكوينات الاختيارية للتخزين الحراري في منشأة مدرسية في سول، واستطاعوا توفير 39% من الكهرباء.
وطوّر الفريق البحثي نظام مضخة حرارية جديدًا يعمل بالطاقة الكهروضوئية، ويمكنه استعمال فائضها لشحن منشأة تخزين الطاقة الحرارية تحت الأرض، ما عزّز بدوره نشاط المضخة الحرارية.
نتائج استغلال الطاقة الكهروضوئية الفائضةتمكّن النظام، الذي اعتمد على 3 دراسات حالة، من توفير ما يصل إلى 14% من الطاقة في عمليات تحويل الكهرباء إلى حرارة، وما يقرب من 39% في عمليات تحويل الكهرباء إلى طاقة تبريد، بحسب نتائج التجربة المنشورة على موقع بي في ماغازين المتخصص (PV Magazine).
وأدى تزايد منشآت الطاقة الكهروضوئية الفائضة إلى توليد كميات ضخمة من الكهرباء، ليصبح مشكلة تتطلب طرقًا بديلة لمعالجة هذا الفائض ومحاولة الاستفادة منه بدلًا من هدره.
ويمكن تحقيق التوازن بين التوليد والاستهلاك من خلال الاستفادة من أساليب التسخين والتبريد، لاستهلاك الكهرباء المتولدة بالطاقة الكهروضوئية الفائضة بطريقة مفيدة وفعّالة.
وأجرى الباحثون محاكاة النظام الجديد في برنامج إلكتروني، اعتمدت طريقة التشغيل الرئيسة فيه على استعمال الطاقة الكهروضوئية الفائضة في فصلي الربيع والخريف، عندما يكون الطلب على التدفئة والتبريد أقل خلال أشهر هذين الموسمين.
وتعمل المضخة الحرارية في الربيع على تبريد منشأة تخزين الطاقة الحرارية تحت الأرض، ثم تُستعمل في تشغيل عمليات التبريد خلال الصيف التالي.
وفي المقابل، تشحن المضخة الحرارية منشأة تخزين الطاقة الحرارية تحت الأرض بالتدفئة، في الخريف، لتوفر بعد ذلك درجات الحرارة المريحة خلال الشتاء، بحسب تفاصيل التجربة التي تابعتها منصة الطاقة المتخصصة.
وطبّق العلماء محاكاة النظام المقترح على مبنى مدرسة عامة في سول، بكوريا الجنوبية، وغطوا سقف المبنى، الذي تبلغ مساحته 2500 متر مربع بألواح كهروضوئية بكفاءة 21%، لتشغيل مضخة حرارية هوائية المصدر.
واختار الباحثون نموذج مبنى المدرسة لبساطة تصميمه، إذ يتكوّن من 4 طوابق، كل منها بمساحة خارجية قدرها 1312 مترًا مربعًا، يمكن من خلالها حدوث الفاقد الحراري.
وافترض العلماء أن قدرة المضخة الحرارية محل التجربة ستكون في حدود 160 كيلوواط للتدفئة والتبريد، مع استهلاك كهرباء قدرها 40 كيلوواط و50 كيلوواط للتبريد والتدفئة، على التوالي.
تفاصيل نموذج محاكاة التجربةاعتمد السيناريو الأساسي، الذي اختبره العلماء، على المضخة الحرارية، التي تشغلها الطاقة الكهروضوئية الفائضة، في حين استعملت الحالة 1 منشأة تخزين الطاقة الحرارية السطحية أو الضحلة، واستعملت الحالة 2 منشأة تخزين الطاقة الحرارية تحت الأرض بعمق كبير.
كما تكوّنت المنشأة غير العميقة أو الضحلة، من 964 بئرًا بحجم معدل قدره 800 متر مكعب وعمق 1.5 مترً، في حين تكوّنت منشأة تخزين الطاقة الحرارية تحت الأرض العميقة، من 10 آبار بعمق 150 مترًا، وبالعمق نفسه 800 متر مكعب.
بينما حافظت علامة تكييف المنطقة على درجة حرارة الغرفة بين 18 و22 درجة مئوية خلال الصيف، وبين 24 و28 درجة مئوية في أثناء الشتاء، بحسب تفاصيل التجربة التي تابعتها منصة الطاقة المتخصصة.
وأوضحت نتائج المحاكاة ارتفاع معامل الأداء الموسمي بنسبة 9% و27% في الشتاء والصيف على التوالي للحالة الأولى، و9% و25% للحالة الثانية.
وبالمقارنة بالحالة الأساسية، أدى ذلك إلى توفير الكهرباء بنسبة 14% في التدفئة، وبنسبة 38% في التبريد لدى الحالة الأولى، في حين وفّرت 13% للتدفئة و36% للتبريد في الحالة الثانية، بحسب التجربة.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link مرتبط
المصدر: الميدان اليمني
إقرأ أيضاً:
المشاط: قطاع الكهرباء والطاقة ركيزة أساسية لتحقيق التنمية الاقتصادية
استقبلت الدكتورة رانيا المشاط، وزيرة التخطيط والتنمية الاقتصادية والتعاون الدولي، الدكتور محمود عصمت، وزير الكهرباء والطاقة المتجددة، لمناقشة الخطة الاستثمارية لقطاع الكهرباء والطاقة المتجددة للعام المالي الجديد 25/2026.
وخلال الاجتماع، أشارت الدكتورة رانيا المشاط، إلى الأهمية الاقتصادية لقطاع الكهرباء والطاقة المتجددة، حيث يستمد القطاع أهميته من كوّن الطاقة الكهربائية تُشكّل الركيزة الأساسية لجميع خطط التنمية الاقتصادية والاجتماعية، والتي يجري الاعتماد عليها في تغذية كافة الـمشروعات الصناعيّة والخدميّة والسياحيّة، وفي تنمية وتطوير التجمّعات العُمرانية الجديدة ومناطق الاستصلاح الزراعي، فضلًا عن ارتباطها بشكل مُباشر بالـمتطلّبات الـمعيشية للـمُواطنين، مؤكدة الارتباط الوثيق بين نمو قطاع الكهرباء والناتج الـمحلي الإجمالي، وبخاصة نمو قطاع الصناعة التحويلية.
وسلّطت "المشاط" الضوء على الرؤية التنموية للقطاع، والمتمثلة في تطوير الطاقة الكهربائية للنهوض بكفاءتها وقُدرتها على مُسايرة التقدّم التقني والتطوّر الـمعرفي بما يسمح بتوفير الطاقة بأسعار تنافسية وعلى نحو مُستدام ومُتوافق بيئيًا لتحسين جودة حياة الـمُواطنين، مشيرة إلى خطة الحكومة بزيادة تطوير ونشر الطاقة المتجددة لتحقيق هدف الوصول إلى 42% من القدرة المركبة للطاقة المتجددة بحلول عام 2030، وهو ما يؤكد التزام مصر بتسريع الانتقال إلى مصادر الطاقة النظيفة وتعزيز استخدام الطاقة المتجددة لتقليل الاعتماد على المصادر غير المستدامة.
وأوضحت أن الخطة الاستثمارية لوزارة الكهرباء والطاقة المتجددة للعام المالي الحالي 24/2025 تضمنت توجيه استثمارات عامة لكافة الجهات التابعة للوزارة بحوالي 99.9 مليار جنيه لتنفيذ 48 مشروعا ، لافتة إلى أن الأهداف الاستراتيجية الأساسية للخطة الاستثمارية للقطاع خلال العام المالي القادم 25/2026 تتمثل في تحسين جودة خدمات الكهرباء المقدمة للمواطنين وتعزيز التنافسية الدولية، تعزيز مشاركة القطاع الخاص في قطاع الكهرباء وتهيئة مناخ جاذب للاستثمار، علاوة على تعزيز دور قطاع الكهرباء في استدامة الموارد والتصدي للتغيرات المناخية بالتحول للطاقة النظيفة، ورفع كفاءة الاستهلاك وتقليل الفاقد في قطاع الكهرباء.
من جانبه، قال الدكتور محمود عصمت، إن الدولة قامت بعملية إعادة بناء كاملة للبنية التحتية وتعزيز البنية التشريعية اللازمة والمشجعة للقطاع الخاص وجهات التمويل الدولية لتنفيذ المشروعات في الطاقة المتجددة لتصبح من أكثر الدول الجاذبة للاستثمار في هذا المجال ، موضحا زيادة قدرات الدولة سواء في الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح اعتماداً على القطاع الخاص المحلي والأجنبي، فبنهاية عام 2026 ستصل القدرات إلى حوالي 12000 ميجاوات من الطاقات المتجددة بالإضافة إلى 3350 ميجاوات بطاريات تخزين، وبنهاية عام 2029 نستهدف الوصول إلى 20000 ميجاوات من الطاقات المتجددة بالإضافة إلى 3600 ميجاوات من الطاقة النووية النظيفة و2400 ميجاوات من الضخ والتخزين.
وأكد أن هذه المشاريع لا تساهم فقط في خفض انبعاثات الكربون، بل تسهم في خلق فرص عمل جديدة، ودفع عجلة النمو الاقتصادي وتحقيق مستهدف الدولة نحو خفض الاعتماد على الوقود الأحفوري، وكذا خفض الانبعاثات وتحقيق رؤية مصر 2030 والاستراتيجية الوطنية للطاقة 2040 والتي تم اعتماد تحديثها من الحكومة لتعكس توجه الدولة نحو الطاقة المتجددة والاستدامة.
اوضح الدكتور محمود عصمت ان استراتيجية عمل الوزارة تستهدف ان تصبح مصر مركزاً إقليمياً للطاقة، يربط بين أسواق الطاقة في أفريقيا وأوروبا والشرق الأوسط بفضل الموقع الاستراتيجي ومشروعات البنية التحتية الأساسية، مشيرا إلى مشروعات الربط الكهربائي القائمة مع دول الجوار مثل السودان وليبيا والأردن، وكذا المشروع الجاري تنفيذه للربط مع المملكة العربية السعودية والمستهدف تشغيله هذا العام، موضحا الرؤية المشتركة مع دول الاتحاد الأوروبي للربط الكهربائي، ويُعد مشروع الربط الكهربائي بين مصر واليونان، وأيضاً مشروع الربط الكهربائي بين مصر وإيطاليا من أهم المشروعات التي تستهدف تحقيق التكامل الطاقي الإقليمي، وهذه المشروعات تحقق نقل الكهرباء النظيفة عبر الحدود، ما يساعد في تلبية احتياجات الدول من الطاقة المستدامة واستقرار الشبكات الكهربائية ، مضيفا ان مصر تعمل على تعزيز التعاون مع الدول الإفريقية الشقيقة لتحقيق تكامل الطاقة ونقل الخبرات الفنية ودعم مشروعات الطاقة المتجددة في القارة، لضمان تلبية الطلب المتزايد على الطاقة بأسلوب مستدام وعادل.
واستعرض الاجتماع عدة محاور منها المرتكزات الأساسية لخطة التنمية الاقتصادية والاجتماعية للعام المالي 25/2026، والمنهجية المتكاملة لإعداد الخطة، إلى جانب آليات دعم جهود العمل المناخي والتحول للاقتصاد الأخضر كأحد التوجهات الرئيسية لخطط التنمية، كما تناول الاجتماع مناقشة أولويات الخطة الاستثمارية لقطاع الكهرباء والطاقة المتجددة للعام المالي القادم 25/2026 والتي تتمثل في الاستغلال الأمثل لمصادر الطاقة المتجددة بما يضمن تعظيم الاستفادة من الموارد الطبيعية وجذب الاستثمارات في إطار جهود التحول إلى الاقتصاد الأخضر، إلى جانب تحويل مصر إلى مركز محوري للربط الكهربائي في ضوء أهمية تحويل مصر إلى مركز إقليمي للطاقة، وأهمية مشروعات التكامل الاقتصادي مع دول الجوار، علاوة على تطوير خدمة توزيع الكهرباء لضمان وصول خدمات الكهرباء إلى كافة المواطنين بجودة عالية وتنافسية مرتفعة، وتعزيز شبكات نقل الكهرباء لخدمة مشروعات التنمية المستدامة في إطار أهمية التغذية الكهربائية لخدمة مشروعات الأمن الغذائي والتنمية الصناعية والعمرانية.
بتول الحداد تقلب أحداث مسلسل في لحظة .. وتظهر جاسوسة لـ نجلاء بدر