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:
العراق يعتزم إنشاء أول مشروع لانتاج الكهرباء من الرياح
الاقتصاد نيوز - بغداد
أعلنت المتحدثة باسم هيئة الاستثمار الوطنية حنان جاسم، عن خطط لإنشاء أول مشروع لانتاج الطاقة الكهربائية من الرياح في العراق بقدرة 500 ميغاواط.
وذكرت حنان جاسم، في تصريح أوردته شبكة "رووداو" الاعلامية، واطلعت عليه "الاقتصاد نيوز"، أن هناك "خططاً لإنشاء أول مشروع لطاقة الرياح في البلاد بقدرة 500 ميغاواط"، موضحة أن "هذا المشروع يهدف إلى جذب المستثمرين لتمويل وبناء وتشغيل البنية التحتية للطاقة المتجددة، ويتضمن محطة تحويل بنظام المعلومات الجغرافية وربطاً بالشبكة الوطنية عبر خط علوي مزدوج بجهد 230 كيلوفولت".
وأكدت أن "الهيئة تُولي اهتماماً كبيراً بتطوير قطاع الطاقة المتجددة، وقد قامت بعدة جهود ومبادرات لتعزيز هذا المجال، منها توقيع شركة مصدر الإماراتية اتفاقية مع وزارة الكهرباء والهيئة الوطنية للاستثمار في تشرين الأول 2021، لتنفيذ خمسة مشاريع للطاقة الشمسية بقدرة إجمالية تبلغ 1 غيغاواط. تشمل محطات في ذي قار (450 ميغاواط)، الرمادي (100 و250 ميغاواط)، الموصل (100 ميغاواط)، والعمارة (100 ميغاواط)".
وأضافت أن "البنك المركزي العراقي وافق على تخصيص صندوق بقيمة 1 تريليون دينار عراقي (حوالي 680 مليون دولار) لتمويل مشاريع الطاقة المتجددة، حيث دعت الهيئة الوطنية للاستثمار، الشركات المحلية والعالمية للاستفادة من هذه المبادرة لتنفيذ المزيد من مشاريع الطاقة الشمسية في العراق".
"أنشأت الهيئة فريق التوعية الوطنية لدعم الطاقة والاستدامة، بهدف تطوير خطط قصيرة وطويلة المدى لزيادة الوعي باستخدام الطاقة المتجددة في العراق، ويستهدف هذا الفريق الجامعات والمعاهد العراقية، القطاع التعليمي، المجتمع، والمؤسسات الحكومية"، وفقاً لحنان جاسم.
كانت الهيئة قد منحت الاجازة الاستثمارية الخاصة بأول مشروع محطة كهرباء تعمل بالطاقة الشمسية سعة 1000 ميغاواط لصالح شركة توتال إنرجي الفرنسية وسينفذ المشروع في منطقة ارطاوي بمحافظة البصرة، والذي يعد المشروع الأول من نوعه في العراق ويأتي ضمن خطة الحكومة للتنوع في مصادر الطاقة المتجددة وتقليل الاعتماد على الوقود الاحفوري حيث يغطي مساحة 9000 دونم، ويضم نحو مليوني لوح شمسي موزعة إلى أربع وحدات توليدية .
المتحدثة باسم هيئة الاستثمار الوطنية، لفتت الى أن "الهيئة تعمل على استكمال متطلبات منح الاجازة الاستثمارية لمشروع محطة كهرباء شمسية ثانية لصالح شركة إماراتية سعة 1000 ميغاواط في جنوب وغرب العراق لرفد الشبكة الوطنية بالطاقة الكهربائية".
فيما يتعلق بمشاريع طاقة الرياح "تسعى الهيئة إلى تعزيز مشاريع الطاقة المتجددة، بما في ذلك طاقة الرياح، كجزء من جهودها لتنويع مصادر الطاقة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، وفي هذا السياق أعلنت الهيئة عن خطط لإنشاء أول مشروع لطاقة الرياح في البلاد بقدرة 500 ميغاواط".
وأوضحت أن المشروع "يهدف إلى جذب المستثمرين لتمويل وبناء وتشغيل البنية التحتية للطاقة المتجددة، ويتضمن محطة تحويل بنظام المعلومات الجغرافية وربطاً بالشبكة الوطنية عبر خط علوي مزدوج بجهد 230 كيلوفولت".
بالإضافة إلى ذلك، أشارت إلى "خطط لإنشاء مشروع طاقة رياح بقدرة تتراوح بين 5 و10 ميغاواط في محافظة ميسان، إلى جانب ثلاثة مشاريع للطاقة الشمسية في محافظتي الديوانية والنجف".
ليصلك المزيد من الأخبار اشترك بقناتنا على التيليكرام
الحوثيون يعلنون استهداف مطار بن غوريون وهدفاً عسكرياً جنوب يافا و "ترومان"