در این مقاله درباره پنل خورشیدی می‌خوانید: الاستوکلریک جایگزین پمپ‌های حرارتی و سیستم‌های تهویه مطبوع می‌شود؛ جزئیات این موضوع برای فعالان صنعت پنل خورشیدی در ادامه آمده است.

الاستوکلریک جایگزین پمپ‌های حرارتی و سیستم‌های تهویه مطبوع می‌شود

بر اساس یافته‌های اخیر، الاستوکلریک‌ها می‌توانند جایگزین سیستم‌های تهویه مطبوع و گرمایش فعلی شوند و در صورت استفاده همزمان با فناوری‌هایی مانند سلول‌های خورشیدی، صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف انرژی را به همراه داشته باشند.
این پیشرفت هیجان‌انگیز در تاریخ ۱۶ جولای ۲۰۲۴ توسط Jochen Siemer گزارش شد.

فناوری الاستوکلریک جایگزین سیستم‌های گرمایش و سرمایش فعلی می‌شود

دانشگاهیان دانشگاه سارلند آلمان موفق به دریافت بودجه از برنامه پیشرو شورای نوآوری اروپا (EIC) برای توسعه فناوری گرمایش و سرمایش الاستوکلریک به عنوان جایگزینی برای پمپ‌های حرارتی و سیستم‌های تهویه مطبوع شده‌اند.

این پروژه تحقیقاتی به ارزش ۴ میلیون یورو (۴.۳۶ میلیون دلار) با عنوان “چالش پیشرو EIC” قصد دارد ظرف مدت سه سال نمونه اولیه‌ای برای سیستم تهویه مطبوع غیرمتمرکز اتاق ارائه دهد. طبق گفته تیم تحقیقاتی، این فناوری توسط مجمع جهانی اقتصاد (WEF) به عنوان یکی از «ده فناوری برتر ۲۰۲۴» معرفی شده است. همچنین وزارت انرژی ایالات متحده و کمیسیون اروپا آن را به عنوان امیدوارکننده‌ترین جایگزین برای سیستم‌های گرمایش و سرمایش متعارف معرفی کرده‌اند.

فرآیند گرمایش و سرمایش حالت جامد بر اساس انتقال گرما به داخل یا خارج از اتاق با بارگذاری و تخلیه ماده‌ای به نام «شکل حافظه» (مثلاً به شکل سیم) انجام می‌شود. این ماده هنگام بارگذاری گرما را جذب کرده و با برداشتن بار، دوباره آن را آزاد می‌کند.

محققان به رهبری پیشگام الاستوکلریک، پاول موتسکی، برای این منظور از آلیاژ فوق الاستیک نیکل-تیتانیوم استفاده می‌کنند. مواد ساخته شده از این آلیاژ به دلیل داشتن دو شبکه بلوری و در نتیجه دو فاز، پس از تغییر شکل به شکل اصلی خود باز می‌گردند. در حالی که آب به عنوان مثال، فازهای جامد، مایع و گازی را به خود می‌گیرد، در نیکل-تیتانیوم هر دو فاز جامد هستند اما در هم ادغام می‌شوند.

موتسکی که استاد مشترک دانشگاه سارلند و مرکز فناوری مکاترونیک و اتوماسیون (ZeMA) است، کنسرسیومی را به عنوان بخشی از پروژه SMACool رهبری می‌کند که اکنون توسط EIC تأمین مالی می‌شود. این کنسرسیوم همچنین شامل دانشگاه‌های لیوبلیانا و ناپل و همچنین شرکت ایرلندی Exergyn می‌شود.

هدف، توسعه مشترک نمونه اولیه یک واحد تهویه مطبوع برای ساختمان‌های مسکونی است. هوای تازه از طریق شکاف‌های تهویه باریک در دیوارهای خارجی وارد شده و در صورت نیاز گرم یا سرد می‌شود تا به دمای مطلوب برای اتاق پشت برسد.

موتسکی گفت: «با فناوری خود، ما نمی‌خواهیم خانه‌ها را با یک سیستم مرکزی گرم و سرد کنیم، بلکه می‌خواهیم هر اتاق را به صورت غیرمتمرکز و جداگانه گرم و سرد کنیم.»

این واحد کوچک قابل توسعه همچنین می‌تواند در آینده به طور مستقیم در ساختمان‌های جدید با سیستم‌های تهویه نصب شود.

با یک سیستم الکتروکلریک، می‌توان هنگام خنک‌سازی و گرمایش به اختلاف دمای حدود ۲۰ درجه سانتیگراد دست یافت. این فناوری می‌تواند به جایگزینی برای روش‌های گرمایش و سرمایش متعارف تبدیل شود، زیرا به مبرد نیاز ندارد و انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند.

موتسکی گفت: «بازده مواد الاستوکلریک بیش از ده برابر سیستم‌های تهویه مطبوع یا گرمایش امروزی است – آنها به برق بسیار کمتری نیاز خواهند داشت.»

تیم‌هایی در زاربروکن آلمان حدود ۱۵ سال را صرف تحقیق و توسعه فناوری با استفاده از ورق‌های نازک نیکل-تیتانیوم برای دستیابی به اثرات خنک‌کننده یا گرمایشی بهینه در سیستم‌های circulating (گردشی) کرده‌اند. این شامل ایجاد یک سیستم نمایشگر گرمایش و سرمایش و یک یخچال با عملکرد مداوم است.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: www.pv-magazine.com

توسعه فناوری‌های سرمایش و گرمایش نوآورانه مانند الاستوکلریک نقش مهمی در مدیریت مصرف انرژی در بخش خانگی و صنعتی دارد. با گسترش استفاده از پنل خورشیدی در ساختمان‌ها، امکان تامین انرژی این سیستم‌های نوین با بازدهی بسیار بالاتر فراهم می‌شود. این ترکیب هوشمندانه می‌تواند به طور موثری هزینه‌های برق را در فصول گرم و سرد سال کاهش داده و فشار بر شبکه سراسری را کم کند.

در بازار انرژی ایران که با چالش‌های ناترازی برق در تابستان مواجه است، تلفیق سیستم‌های بهینه سرمایشی با پنل خورشیدی اهمیت مضاعفی پیدا می‌کند. تجهیز ساختمان‌ها به فناوری‌های مدرن حرارتی در کنار تولید تجدیدپذیر باعث پایداری بیشتر سیستم برق خورشیدی خانگی می‌شود. این رویکرد به ویژه در مناطق گرمسیری کشور که مصرف تهویه مطبوع بالاست، راهکاری بسیار کاربردی و اقتصادی برای مدیریت انرژی محسوب می‌شود.

پیاده‌سازی موفق این فناوری‌های نوین نیازمند زیرساخت‌های مناسب فنی و طراحی دقیق مهندسی در تاسیسات ساختمان است. در مرحله طراحی، سنجش دقیق بار برودتی و حرارتی در کنار ظرفیت‌سنجی نصب پنل خورشیدی گامی اساسی برای ارتقای بهره‌وری است. هماهنگی کامل میان بخش‌های مختلف تاسیسات الکتریکی و مکانیکی باعث می‌شود سیستم‌های انرژی پاک با حداکثر راندمان ممکن، انرژی مورد نیاز سیستم‌های سرمایش و گرمایش حالت جامد را تامین نمایند.

آینده تهویه مطبوع و همگرایی با انرژی خورشیدی

فناوری الاستوکلریک راهکاری نوآورانه برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی ارائه می‌دهد. استفاده همزمان از این سیستم در کنار پنل خورشیدی و تامین برق خورشیدی می‌تواند بازدهی انرژی ساختمان‌ها را به میزان زیادی افزایش دهد.

برای آمار جهانی بیشتر، گزارش آژانس بین‌المللی انرژی درباره پنل خورشیدی را ببینید.