دوغلاس كليف / شترستوك
في 12 يونيو من هذا العام ، تم إيقاظ آخر محطة طاقة تعمل بالفحم في المملكة المتحدة من سبات دام 46 يومًا لتلبية الطلب على الكهرباء لتشغيل وحدات تكييف الهواء.
هذه كانت ظروف نادرة حيث يقترن الطقس الحار في جميع أنحاء البلاد بالرياح المنخفضة ، ومحطة للطاقة النووية قيد الصيانة وخطأ في الربط الكهربائي مع النرويج. لكن الطقس سيزداد سخونة ، وقد سلط الحادث الضوء على الدور الحيوي الذي يجب أن تلعبه أنظمة الطاقة الشمسية على الأسطح في نظام الطاقة في المستقبل.
عبثية اللجوء إلى الفحم لتشغيل مكيفات الهواء خلال الصيف في المملكة المتحدة من الصعب تفويتها. يُعزى هذا بشكل خاص إلى أن الأنظمة الشمسية الموجودة على الأسطح في وضع فريد لتلبية هذا الطلب حيث تتزامن درجات الحرارة المرتفعة في الصيف مع الكثير من أشعة الشمس. يمكن أن تساعد أيضًا في تظليل المباني ، مما يقلل بشكل فعال من الطلب على التبريد وخفض استهلاك الطاقة.
لا يقتصر الطلب على التبريد على تكييف الهواء ويمكن أن يشمل العديد من العمليات الأخرى كثيفة الاستهلاك للطاقة في المنازل ومحلات السوبر ماركت والمكاتب والمستشفيات والمصانع وما إلى ذلك. في جميع أنحاء البلاد ، تقود المحركات الضواغط التي تُستخدم لتبريد الثلاجات والمجمدات ومراكز البيانات وصناعات تجهيز الأغذية ومبردات المياه وغيرها الكثير.
ستعمل هذه المعدات بشكل مكثف مع ارتفاع درجات حرارة الهواء. بحسب المملكة المتحدة تقديرات الحكومة، فإن ذروة الطلب على التبريد أثناء الموجة الحرارية يمكن أن تكون ضعف متوسط يوم الصيف.
فوائد التبريد للألواح الشمسية على الأسطح
يمكن أيضًا أن تقلل الطاقة الشمسية على الأسطح من الطلب على التبريد عن طريق إبقاء المباني في الظل. أ دراسة التي أجرتها جامعة ولاية أريزونا وجدت أنه حتى مجموعة متواضعة من الألواح الشمسية التي تظلل حوالي نصف سقف يمكن أن تؤدي إلى أي شيء من 2٪ إلى 13٪ انخفاض في الطلب على التبريد ، اعتمادًا على عوامل مثل الموقع ونوع السقف ومستويات العزل.
على الرغم من تركيب الطاقة الشمسية على الأسطح أسرع من أي وقت مضى في المملكة المتحدة ، لا يزال قيد الاستخدام إلى حد كبير وفقط في مبنى واحد تقريبًا من بين 30 مبنى. يعني رسم الخرائط ثلاثي الأبعاد الأخير للبلدات والمدن بأكملها أنه أصبح من الممكن تقدير الإمكانات بشكل أكثر دقة. أدوات مثل رؤى بيئية من Google تحليل صور الأقمار الصناعية ليس فقط لمعرفة عدد الوحدات التي يمكن تثبيتها عبر أفق مدينتنا ، ولكن أين يجب تثبيتها لتقليل التظليل وتوليد أكبر قدر من الكهرباء.
ضع في اعتبارك إمكانيات نوتنغهام وكوفنتري ، وهما مدينتان في ميدلاندز بإنجلترا حيث نعمل. إذا أرادت نوتنغهام تعظيم إمكانات أسطحها ، يمكن أن تولد كل هذه الألواح ما يقرب من 500 ميغاواط من الكهرباء ، تقريبًا مثل محطة طاقة غازية متوسطة الحجم. تتمتع كوفنتري بإمكانيات أكبر بقدرة 700 ميجاوات. ستعادل هذه القدرات ما يقرب من ثلث الطلب على الكهرباء في نوتنغهام وما يقرب من نصف احتياجات كوفنتري - من أسطح منازلهم وحدها.
مع تعرض الكوكب لأعلى درجة حرارة في حول 120,000 سنوات، سيكون الحفاظ على برودة المباني أمرًا حيويًا. في الوقت الحالي ، فإن الطلب على التبريد مدفوع في الغالب بالمباني غير المحلية ، ولكن توقعات تشير إلى أنه بحلول نهاية القرن ، قد يأتي حوالي 80٪ من المنازل.
هذا يجعل الأمور محرجة ، حيث تميل مكيفات الهواء المنزلية إلى الاستخدام أكثر في المساء عندما يعود الناس بعد العمل أو المدرسة - وليس أثناء النهار عندما تكون الشمس مشرقة. اقترح باحثون في أستراليا أ حل ذكي لمعالجة هذا الخلل من خلال برمجة وحدات تكييف الهواء للعمل جنبًا إلى جنب مع أنظمة الطاقة الشمسية للتبريد المسبق للمباني قبل وصول الأشخاص إلى منازلهم.
في مواجهة التحديات المناخية المتطورة ، أصبح الدور المحوري للأنظمة الشمسية في تلبية الطلب على التبريد في الصيف وتعزيز المرونة المناخية أكثر وضوحًا. في حين أن الاعتماد غير المعتاد على الطاقة التي تعمل بالفحم لتكييف الهواء أكد هذا الإلحاح في يونيو ، ظهرت ملاحظة مثيرة للاهتمام في الشهر التالي: على الرغم من أن شهر يوليو كان باردًا وغائمًا وممطرًا ، إلا أن الألواح الشمسية لا تزال تساهم بحوالي 8 ٪ من الطلب على الكهرباء في المملكة المتحدة. تجاوز هذا القيمة لشهر يوليو 2022 ، على الرغم من درجات الحرارة القياسية في ذلك الصيف.
ماذا حدث؟ على الرغم من أن توليد الألواح الشمسية انخفض بنسبة 7٪ في شهر يوليو ، إلا أن الطلب الإجمالي على الكهرباء انخفض بنسبة 15٪ ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى انخفاض الطلب بشكل كبير على التبريد. الارتباط بين الاثنين واضح جدا.
نبذة عن الكاتب
توم روجرز، محاضر أول في هندسة الطاقة المستدامة ، جامعة نوتنغهام ترينت; أمين الحبيبة، أستاذ النظم الهندسية الذكية ، جامعة نوتنغهام ترينت; انجيلينس دوناستورج سوسامدرس مساعد في إدارة الطاقة المتجددة والطاقة، جامعة كوفنتريو وحيد وحيديناسابأستاذ مشارك في أنظمة الطاقة والطاقة ، جامعة نوتنغهام ترينت
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
