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:
وزير الكهرباء يبحث التعاون فى مجالات ترشيد الاستهلاك والتوسع فى استخدام الطاقة الشمسية
التقي الدكتور محمود عصمت وزير الكهرباء والطاقة المتجددة ،و هشام طلعت مصطفى الرئيس التنفيذي والعضو المنتدب لمجموعة طلعت مصطفى القابضة والوفد المرافق له ،لبحث التعاون فى مختلف المجالات فيما يخص قطاع الكهرباء والطاقة المتجددة فى اطار استراتيجية العمل والالتزام بمعايير الجودة فى الخدمات المقدمة والتغذية الكهربائية والحد من الفقد ومواجهة ظاهرة سرقة التيار الكهربائي والارتقاء بمعدلات الاداء فى شبكات التوزيع ، وتم عقد اجتماعا بحضور المهندس جابر دسوقى رئيس الشركة القابضة لكهرباء مصر والدكتور محمد موسى رئيس جهاز تنظيم مرفق الكهرباء وحماية المستهلك ، والمهندس حسام عفيفي رئيس شركة شمال القاهرة لتوزيع الكهرباء، لمناقشة مقترحات العمل المشترك والتعاون فى ضوء استراتيجية العمل وفتح المجال امام القطاع الخاص للاستفادة من خبراته الإدارية والفنية والتكنولوجية وقدراته المالية لتحسين معدلات اداء الشركات التابعة ، والتوسع فى مجال توزيع الكهرباء لمشروعات التنمية العمرانية الجديدة
ناقش الدكتور محمود عصمت خلال الاجتماع اوجه التعاون المختلفة مع الشركة ومشروعاتها الفعالة بالشراكة مع قطاع الكهرباء ، وتم مناقشة المقترحات الخاصة بكيفية التوسع فى مجالات توزيع الكهرباء وتحديد قواعد موحدة للعمل لضمان الاستدامة والاستمرارية فى العمل ، وترشيد الاستهلاك والاعتماد على الطاقة المتجددة والحد من الفقد التجاري والمساعدة فى التصدى لسرقات التيار الكهربائي على الجهد المنخفض بإستخدام منظومة عدادات ذكية وانظمة اتصالات ومراقبة وانظمة تحصيل حديثة وتطوير الخدمات المقدمة للمشتركين فى اطار خطة ادارة الطاقة وتحسين الكفاءة فى كافة الاستخدامات وخاصة المنزلي والتجاري واستخدام الطاقة الشمسية فى الإنارة العامة ، وتطرق الاجتماع الى بحث امكانية العمل المشترك وزيادة الاستثمارات فى مجال مد الشبكات الداخلية وتوزيع الكهرباء فى المشروعات الجديدة التى تنفذها مجموعة طلعت مصطفى، فى اطار تحسين جودة الخدمات وتعظيم العوائد وحسن إدارة الأصول المملوكة
اكد الدكتور محمود عصمت ان القطاع الخاص شريك نجاح ويمتلك التكنولوجيا ولديه الخبرات والقدرات التمويلية ونعمل على الاستفادة من إمكانياته فى مختلف المجالات المتعلقة بالكهرباء ، لاسيما الشركات التى تمتلك سابقة اعمال وخبرات فى المجال ، موضحا التوسع فى منح الشركات الخاصة تراخيص توزيع الكهرباء فى المشروعات السكنية واتخاذ مايلزم لفتح المجال امام الشركات الخاصة للاستثمار والمشاركة فى تنفيذ المشروعات المختلفة ، وذلك فى اطار خطة العمل لتحقيق الجودة في جميع الخدمات الكهربائية ، مشيرا الى جهود الوزارة وشركاتها التابعة لتحقيق الاستقرار والحفاظ على الاستمرارية للتغذية الكهربائية واستقرار الشبكة الموحدة والاعتماد على الطاقات المتجددة وخفض استخدام الوقود وتحسين كفاءة التشغيل ، مضيفا ان الدولة قدمت كافة التسهيلات التى تفتح المجال للمشاركة والعمل فى اطار خطة التنمية المستدامة