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:
بإشراف وزارة الطاقة ومتابعة الهيئة السعودية لتنظيم الكهرباء.. السعودية للكهرباء تعلن نجاح الخطة التشغيلية لحج 1446هـ
أعلنت الشركة السعودية للكهرباء عن نجاح خطتها التشغيلية لحج عام 1446هـ، وتقديم خدمة كهربائية بموثوقية وكفاءة عاليتين، بإشراف مباشر من وزارة الطاقة، ومراقبة الهيئة السعودية لتنظيم الكهرباء، حيث لم تُسجل – بحمد الله – أي انقطاعات في الشبكة العامة في المشاعر المقدسة، وقد سُجلت أحمال قصوى تاريخية في مشعر منى بزيادة قدرها 4% عن حج العام الماضي.
وأعرب الرئيس التنفيذي المكلف للشركة السعودية للكهرباء، المهندس خالد بن سالم الغامدي، عن بالغ شكره وتقديره للقيادة الرشيدة-حفظها الله- على ما توليه من دعم وتمكين لمنظومة قطاع الكهرباء بقيادة وزارة الطاقة، مؤكدًا أن ما تحقق من نجاح الشركة في أداء مهامها في تقديم خدمة كهربائية عالية الموثوقية دون أي انقطاعات في الشبكة العامة في المشاعر المقدسة، يعود – بعد توفيق الله – إلى هذا الدعم الكريم، وإلى التوجيهات والمتابعة المستمرة من صاحب السمو الملكي الأمير عبد العزيز بن سلمان، وزير الطاقة، والتي كان لها الأثر الأكبر في رفع موثوقية المنظومة الكهربائية والتأكد من جاهزيتها لموسم الحج.
وأكد المهندس الغامدي أن هذا النجاح ما كان ليتحقق لولا توفيق الله، ثم الاستعدادات المبكرة التي بدأت فور انتهاء موسم الحج الماضي، بإشراف وزارة الطاقة، وبالتكامل مع الجهات ذات العلاقة داخل منظومة الطاقة وخارجها، واستمرت حتى آخر أيام الحج، وثمن الغامدي دعم مجلس إدارة الشركة، وجهود أكثر من 2200 مهندس وفني من كوادر الشركة الذين عملوا طيلة أيام الموسم.
وأوضح أن نجاح الخطة التشغيلية جاء نتيجة تنفيذ حزمة من المشاريع التطويرية التي عززت البنية التحتية للمنظومة الكهربائية في المشاعر المقدسة، وأسهمت في رفع الطاقة الاستيعابية للشبكة الكهربائية في منطقة المشاعر بنسبة تجاوزت 75% مقارنة بالموسم الماضي، وزيادة موثوقية الشبكة، ورفع كفاءة تشغيلها، بما ساهم، بفضل الله، في تمكين ضيوف الرحمن من أداء نسكهم براحة وطمأنينة.
واختتم المهندس الغامدي تصريحه إلى بدء الشركة الاستعدادات المبكرة لحج العام القادم، بإشراف وزارة الطاقة، وتسخير كامل الطواقم والقدرات الهندسية والفنية والإدارية لتقديم خدمة كهربائية بموثوقية وكفاءة أعلى في المشاعر المقدسة في موسم الحج بإذن الله، بما يليق بمكانة المملكة العربية السعودية ويليق بتطلعات وُلاة الأمر حفظهم الله وتطلعات ضيوف الرحمن.
الدفاع المدني بميسان يخمد حريقًا في أشجار وأعشاب في جبل بثرة