شرکت Longi پنل خورشیدی ضد گرد و غبار را برای بخش C&I راه اندازی کرد

سازنده چینی خورشیدی Longi یک ماژول جدید “ضد گرد و غبار” را برای بازار تجاری و صنعتی (C&I) در استرالیا توسعه داده است. قاب به صورت هم سطح روی شیشه در ساید کوتاه قرار می گیرد و امکان می دهد که آب در لبه های فریم ماژول جمع نشود.

شرکت Longi ماژول جدید Hi-MO X6 Guardian C&I خود را در کنفرانس انرژی هوشمند سیدنی معرفی کرده است.

ماژول بازار استرالیا به آب اجازه می دهد تا آزادانه از سطح آن خارج شود، بنابراین بقایای گرد و غبار در اطراف لبه هایی که قاب به شیشه می رسد جمع نمی شود. با این حال، ماژول همچنان دارای قاب بندی سنتی در طرف های بلندتر خود است، بنابراین ماژول ها باید به جای افقی، بر روی یک محور عمودی نصب شوند.

photo 2024 03 12 18 56 03 - شرکت Longi پنل خورشیدی ضد گرد و غبار را برای بخش C&I راه اندازی کرد

Image: pv magazine

این ماژول از فناوری تماس برگشتی (BC) استفاده می‌کند که Longi محدوده استرالیایی خود را در سال 2023 به طور کامل به آن تغییر داد. فناوری BC مزایایی برای کارایی پنل خورشیدی دارد، زیرا تلفات سایه را کاهش می‌دهد.

حداکثر توان خروجی ماژول گاردین 590 وات است. این ماژول بزرگ است، ابعاد آن 2281 میلی‌متر در 1134 میلی‌متر است و وزن آن 27.2 کیلوگرم است.

این شرکت قصد دارد یک پنل خورشیدی برای نیروگاه‌ خورشیدی خانگی با همان مفهوم قاب خود تمیز شونده را در سه ماهه سوم یا چهارم سال جاری با ابعاد حدود 1722 میلی متر در 1134 میلی متر عرضه کند.

از نظر هزینه، شرکت اعلام کرد که Hi-MO X6 Guardian حدود 0.30 دلار استرالیا (0.20 دلار) در هر وات عرضه می شود.

در اواخر این ماه، Longi همچنین یک ماژول جدید Ultra Black را با توان خروجی 440 وات به بازار نیروگاه خورشیدی خانگی استرالیا عرضه خواهد کرد. یکی از ویژگی پنل‌های Ultra Black این است که ضد اثر انگشت است و کار را برای نصب کنندگان آسان تر می کند.
شرکت Longi تنها شرکت در بازار استرالیا نیست که ماژول ضد گرد و غبار بر اساس طراحی قاب پایین‌تر دارد. DAH Solar ماژول تمام صفحه خود را از اکتبر 2023 از طریق عمده‌فروش Austra Energy در کشور عرضه می‌کند. ماژول DAH Full Screen برای جلوگیری از تجمع گرد و غبار و آب، تمام لبه های قاب خود را پایین آورده است.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: مجله PV

شرکت ال جی راه حل جدید ذخیره سازی مسکونی را ارائه داد .

 

به گزارش آرا نیرو، ال‌جی دو نسخه از سیستم ذخیره‌سازی enblock E جدید خود را توسعه داده است که هر کدام دارای ظرفیت‌های انرژی قابل استفاده 12.4 کیلووات ساعت و 15.5 کیلووات ساعت هستند. این دو مدل با ابعاد 451 در 330 میلی‌متر می‌توانند به راحتی در فضاهای کوچک مستقر شوند.

شرکت LG کره جنوبی از سیستم ذخیره سازی جدیدی برای کاربردهای مسکونی رونمایی کرده است. سیستم enblock E در دو نسخه با ظرفیت های انرژی قابل استفاده 12.4 کیلووات ساعت و 15.5 کیلووات موجود است.

این شرکت در بیانیه‌ای اعلام کرد: کابینت ذخیره‌سازی به هیچ وجه در هنگام نصب فضای زیادی اشغال نمی‌کند و تنها با چند میلی‌متر در هر طرف، محدود می‌شود. به لطف کلاس حفاظتی IP55،می‌توان Enblock E را بدون هیچ مشکلی در زیرزمین و همچنین در گاراژ نصب کرد.

این سیستم دارای سلول‌های باتری لیتیوم آهن فسفات (LFP) است که توسط واحد راه‌حل انرژی LG این گروه تولید می‌شود. همچنین با اینورترهایی مانندFronius Kstar، GoodWe و SMA سازگار است.

مدل کوچکتر دارای ظرفیت انرژی قابل استفاده 12.4 کیلووات ساعت و ظرفیت باتری 56.6 Ah است. محدوده ولتاژ بین 180.0 ولت و 262.8 ولت است، در حالی که ولتاژ اسمی 231.8 ولت است.

حداکثر جریان شارژ-دشارژ سیستم 36.5A و حداکثر توان شارژ-دشارژ 6.2 کیلو وات است. راندمان رفت و برگشت بسته باتری بیش از 95٪ است.

محصول بزرگتر ظرفیت انرژی قابل استفاده 15.5 کیلووات ساعت و ظرفیت باتری مشابه محصول کوچکتر را ارائه می دهد. محدوده ولتاژ بین 225.0 ولت و 328.5 ولت است، در حالی که ولتاژ اسمی 289.8 ولت است.

حداکثر جریان شارژ-دشارژ سیستم 36.5 آمپر و حداکثر توان شارژ-دشارژ 7.7 کیلو وات است. راندمان رفت و برگشت بسته باتری بیش از 96٪ است.

به گفته سازنده، ابعاد دو مدل مختلف 451 میلی‌متر در 330 میلی‌متر است که امکان استقرار آسان در “کنج ترین” گوشه‌ها را فراهم می‌کند.

ال‌جی گفت: «صاحبان سیستم نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک PV می‌توانند Enblock E را در سمت DC با یک سیستم خورشیدی جدید ادغام کنند یا یک سیستم خورشیدی موجود در سمت AC را بازسازی کنند. “اگر ظرفیت ذخیره سازی اولیه نصب شده کافی نیست، Enblock E اجازه می دهد تا یک ماژول ذخیره سازی اضافی تا دو سال پس از راه اندازی مجدداً نصب شود.”

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: مجله PV

دپارتمان خورشیدی شرکت Trina نسخه جدید ردیاب خورشیدی Vanguard 1P را منتشر کرد

 

به گزارش آرانیر، مجموعه TrinaTracker نسخه ارتقا یافته ردیاب هوشمند Vanguard 1P خود را توسعه داده است. محصول جدید دارای حداکثر طول ردیاب 140 متر است و می تواند به ماژول های 700 وات نوع N مجهز شود.

این شرکت در بیانیه ای اعلام کرد: «مدل بهبودیافته دارای یک سیستم چند موتوره پیشرفته مجهز به درایو چرخشی و سیستم دو دمپر (bi-damper) است. طراحی خلاقانه آن ساخت ردیاب‌های طولانی‌تر را تسهیل می‌کند و در عین حال زمان نوسان را به حداقل می‌رساند، از ناپایداری‌ها جلوگیری می‌کند، پاسخ دینامیکی را بهبود می‌بخشد، و آستانه بحرانی سرعت باد را بالا می‌برد.

ویژگی چند موتوره، ردیاب را تحت چالش برانگیزترین شرایط تضمین می کند.

نسخه ارتقا یافته دارای محدوده ردیابی 60 درجه در یک محور در یک ردیف است. قاب فولادی دارای پوششی از گالوانیزه گرم (HDG)، پیش گالوانیزه و آلیاژ روی منیزیم (ZM) است.

photo 2024 03 04 11 43 23 - دپارتمان خورشیدی شرکت Trina نسخه جدید ردیاب خورشیدی Vanguard 1P را منتشر کرد

Image: TrinaTracker

مجموعه TrinaTracker گفت: سیستم ارتقا یافته راندمان نصب را تا حد زیادی افزایش می دهد. “معرفی فن آوری لوله کوچک به طور موثر زمان مورد نیاز برای اتصالات لوله را به نصف کاهش داده است.

علاوه بر این، ادغام یک یاتاقان کروی ثبت شده، سازگاری زمین را تا حد زیادی افزایش می‌دهد و مونتاژ ردیاب را بسیار آسان‌تر می‌کند و نیروهای اضافی ناشی از ناهماهنگی را کاهش می‌دهد.

از دیگر پیشرفت‌ها می‌توان به ارتقاء Trina Smart Cloud اشاره کرد که باعث می‌شود کارایی بیشتر در عملیات و نگهداری و امنیت سیستم بهتر شود. الگوریتم ردیابی این محصول، ( الگوریتم SuperTrack) نیز اصلاح و بهبود یافته است.

این شرکت دستخوش پیشرفت‌های قابل توجهی شده است و دامنه تنظیمات برنامه خود را گسترش داده و در عین حال به طور مستقل شناسایی، آموزش و بهینه‌سازی می‌شود که منجر به افزایش قابل توجه تولید انرژی تا 8 درصد شده است.

این بازده انرژی اضافی به اثر ترکیبی دو الگوریتم آن نسبت داده می شود: STA، که تولید انرژی در شرایط ابری را افزایش می دهد و SBA، که به طور خاص برای کاهش سایه های ردیف به ردیف در زمین های ناهموار طراحی شده است.

راه حل ردیابی شامل کنترلر هوشمند Trina است. این دستگاه 0.04 کیلووات ساعت در روز مصرف می کند و دقت ردیابی آن کمتر از 1 درجه است. وزن آن کمتر از 5 کیلوگرم است و می تواند در دمای 30- تا 60 درجه سانتیگراد کار کند.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: مجله PV

انرژی خورشیدی سودمند، زغال سنگ را به عنوان ارزانترین منبع انرژی در آسیا از سلطنت خلع میکند

بر اساس یک مطالعه جدید، هزینه انرژی های تجدیدپذیر در آسیا در سال گذشته 13 درصد ارزان تر از زغال سنگ بوده و انتظار می رود تا سال 2030، 32 درصد ارزان تر باشد.

بر اساس آخرین تحلیل وود مکنزی از هزینه یکسان شده برق (LCOE) برای منطقه آسیا و اقیانوسیه (APAC)، LCOE از انرژی های تجدیدپذیر در سال 2023 به پایین ترین سطح تاریخی خود رسید. این مهم است زیرا نشان دهنده تغییر به سمت رقابتی شدن انرژی های تجدیدپذیر با زغال سنگ است و یک پایه اصلی در ترکیب انرژی APAC است. نیروی محرکه این روند کاهشی سرمایه‌گذاری های قابل توجه برای پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر است.

چین با کاهش 40 تا 70 درصدی هزینه در انرژی خورشیدی، باد خشکی و باد فراساحلی در مقایسه با سایر بازارهای آسیا و اقیانوسیه پیشتاز است. انتظار می رود چین تا سال 2050 به میزان 50 درصد مزیت هزینه را در زمینه انرژی های تجدیدپذیر حفظ کند.

نیروگاه خورشیدی ارزان ترین انرژی در دسترس، همچنان در حال سقوط است.

کاهش قابل توجه هزینه های نیروگاه خورشیدی به میزان 23 درصد در سال 2023، نشان دهنده پایان اختلالات زنجیره تامین و فشارهای تورمی است. در نتیجه، نیروگاه خورشیدی کاربردی اکنون ارزان ترین منبع انرژی در 11 کشور از 15 کشور APAC است. انتظار می‌رود که هزینه‌های پروژه‌های نیروگاه خورشیدی جدید تا سال 2030 به دلیل کاهش قیمت ماژول‌ها و عرضه بیش از حد از چین، 20 درصد دیگر کاهش یابد.

این کاهش هزینه‌های نیروگاه خورشیدی، به‌ویژه در سال‌های 2023-2024، بر زغال‌سنگ و گاز فشار وارد می‌کند و کاهش 23 درصدی LCOE برای PV برق در سراسر آسیا و اقیانوسیه را نشان می‌دهد که ناشی از کاهش 29 درصدی هزینه‌های سرمایه گذاری دارد.

انرژی خورشیدی پراکنده، مانند نیروگاه خورشیدی روی پشت بام مسکونی، کاهش 26 درصدی را در سال 2023 داشته است. این امر باعث می شود که انرژی خورشیدی توزیع شده 12 درصد ارزان تر از قیمت برق مسکونی باشد و پتانسیل قابل توجهی را برای نیروگاه خورشیدی روی پشت بام باز کند.

نیروگاه خورشیدی توزیع شده به طور فزاینده ای برای مشتریان در بسیاری از بازارهای آسیا و اقیانوسیه جذاب شده است، با هزینه هایی که اکنون 30 درصد کمتر از افزایش تعرفه های مسکونی در کشورهایی مانند چین و استرالیا است. با این حال، بازارهایی با تعرفه‌های برق مسکونی یارانه‌ای، مانند هند، ممکن است تا سال 2030 یا بعد از آن منتظر بمانند تا قیمت‌های رقابتی برای انرژی خورشیدی توزیع‌شده را ببینند.

photo 2024 03 02 11 39 15 - انرژی خورشیدی سودمند، زغال سنگ را به عنوان ارزانترین منبع انرژی در آسیا از سلطنت خلع میکند

Source: Wood Mackenzie Asia Pacific Power & Renewable Services

انرژی بادی، خیلی عقب نیست
در حالی که انرژی خورشیدی از نظر سرمایه‌گذاری مقرون به صرفه در حال پیشروی است، نیروگاه بادی در خشکی با وجود 38٪ بیشتر از هزینه های نیروگاه خورشیدی در سال 2023 از چرخه سرمایه گذاری ارزان در حوزه انرژی زیاد عقب نیست. آسیا از واردات کم هزینه تجهیزات برق بادی سود خواهد برد، با این حال، تاثیر کمتری بر بازارهایی با جذب محدود توربین‌های چینی مانند ژاپن و کره جنوبی که بیشتر بر زنجیره های تامین داخلی تمرکز دارند، خواهد گذاشت.

موسسه WoodMac همچنین بر رقابت رو به رشد نیروگاه بادی offshore ( نیروگاه بادی فراساحلی یا دریایی) با سوخت های فسیلی در APAC تاکید می‌کند. با کاهش 11 درصدی هزینه در سال 2023، هزینه های نیروگاه بادی دریایی اکنون با زغال سنگ در امتداد سواحل چین قابل رقابت است و انتظار می رود تا سال های 2027 و 2028 به ترتیب در ژاپن و منطقه تایوان گاز کمتری مصرف شود. کاهش هزینه های سرمایه‌گذاری و پیشرفت های فناوری، بازارهای جدیدی را برای نیروگاه باد فراساحلی در هند، آسیای جنوب شرقی و استرالیا طی پنج تا 10 سال آینده باز می کند.

برخلاف کاهش هزینه های انرژی های تجدیدپذیر، هزینه های تولید زغال سنگ و گاز از سال 2020 تا 12 درصد افزایش یافته است و پیش بینی می شود تا سال 2050 افزایش بیشتری یابد، که عمدتاً به دلیل مکانیسم های قیمت گذاری کربن خواهد بود.

در حالی که بازارهای توسعه یافته APAC افزایش قابل توجهی در قیمت کربن را پیش بینی می کنند و تا سال 2030 به 20 تا 55 دلار آمریکا در هر تن می‌رسد، انتظار می رود آسیای جنوب شرقی و هند شاهد کاهش قیمت کربن باشند.

این روند نشان می‌دهد که انرژی گاز، با هزینه‌هایی که به طور متوسط ​​تا سال 2050 بالای 100 دلار آمریکا در هر مگاوات ساعت باقی می‌ماند، به تدریج رقابت خود را با نیروگاه بادی فراساحلی در دهه آینده از دست خواهد داد.

الکس ویتورث، معاون رئیس جمهور، رئیس تحقیقات انرژی آسیا و اقیانوسیه در وود مکنزی، نتیجه گرفت:

هزینه های نیروگاه خورشیدی در سال 2023 در منطقه آسیا و اقیانوسیه به پایین ترین حد تاریخی رسیده است و نگرانی ها از تورم هزینه دائمی را معکوس می‌کند. اما در حالی که هزینه‌های پایین از رونق مداوم سرمایه‌گذاری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر حمایت می‌کند، نگرانی‌هایی در میان سرمایه‌گذاران در مورد سودآوری، یکپارچه‌سازی شبکه، پشتیبان‌گیری و ذخیره انرژی با وجود نیروگاه خورشیدی وجود دارد.
سیاست‌های دولت ها نقش مهمی در آینده برای حمایت از ارتقای قابلیت اطمینان شبکه، ظرفیت انتقال و ارتقای ذخیره‌سازی باتری برای مدیریت ماهیت متناوب انرژی‌های تجدیدپذیر ایفا خواهند کرد.

اروپا بیش از هر زمان دیگری پنل های خورشیدی نصب می کند، به لطف سیل پنل های خورشیدی ارزان چینی که باعث افزایش 40 درصدی نصب در سال گذشته شد. اما این امر هزینه گزافی برای تولیدکنندگان داخلی دارد: تولیدکنندگان محلی تجهیزات نیروگاه خورشیدی در آستانه یک فروپاشی کامل هستند که ممکن است ظرف چند هفته اتفاق بیفتد.

photo 2024 03 02 11 39 21 - انرژی خورشیدی سودمند، زغال سنگ را به عنوان ارزانترین منبع انرژی در آسیا از سلطنت خلع میکند

Photo by Pixabay on Pexels.com

به گزارش رویترز، طبق داده های آژانس بین المللی انرژی، اتحادیه اروپا در حال بررسی اقداماتی است که باید بردارد، زیرا حدود 95 درصد از پنل های خورشیدی و قطعات مورد استفاده در اتحادیه اروپا از چین می آیند.

تولیدکنندگان پنل های خورشیدی محلی اروپایی به بحرانی رسیده اند که می گویند نمی توانند با واردات ارزان و عرضه بیش از حد رقابت کنند. بر اساس گزارش قبلی رویترز در سال گذشته، مشاغل در حال تعطیل شدن هستند، در حالی که “انبوهی” از پنل های چینی در انبارها در سراسر اروپا نشسته اند. این بخش هشدار داده است که نیمی از ظرفیت تولید محلی ممکن است ظرف چند هفته آینده بسته شود، مگر اینکه دولت اقدامی رادیکال انجام دهد – و این به معنای اعمال تعرفه است.

اما همه از این موضوع خوشحال نیستند. رابرت هابک، وزیر اقتصاد آلمان به اتحادیه اروپا نوشت که تعرفه‌های وارداتی از چین می‌تواند به گسترش چشمگیر انرژی سبز اروپا پایان دهد و 90 درصد بازار نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک PV را گران‌تر کند.

همه اینها برای فرانسه که امید زیادی به صنعتی شدن مجدد انرژی سبز اروپا دارد، قرص تلخی بود. پشتیبانی خورشیدی آلمان به دلیل بحران بودجه در خطر بوده است، در حالی که اسپانیا تعرفه واردات پنل های خورشیدی را رد نکرده است. یک مقام دولتی از هلند به رویترز گفت که این کشور “می خواهد واردات فتوولتائیک خورشیدی را با مالیات بر مرز کربن اتحادیه اروپا پوشش دهد.”

به نوبه خود، ایتالیا به تازگی از سرمایه گذاری 90 میلیون یورویی در یک کارخانه تولید پنل های خورشیدی در سیسیل خبر داد.
اقدامات اتحادیه اروپا که روی میز است شامل قانونی برای پیگیری سریع مجوزها برای تولیدکنندگان محلی و دادن مزیت به محصولات اتحادیه اروپا در “مناقصه های فناوری پاک آینده” است.

محدودیت‌های تجاری اهمیت چندانی ندارند – به ویژه از این نظر که اتحادیه اروپا بیش از 320 گیگاوات ظرفیت نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک PV تازه نصب شده تا سال 2025 و 600 گیگاوات تا سال 2030 را هدف قرار داده است – و احتمالاً برای تحقق این امر به  صنعت فتوولتائیک PV چین نیاز دارد.

در ماه سپتامبر، اتحادیه اروپا تحقیقاتی را در مورد صنعت خودروهای برقی چین آغاز کرد، زیرا شرکت‌های اروپایی برای رقابت با واردات خودروهای برقی ارزان و پیشرفته چینی که توسط نیروی کار کم‌هزینه وارد اتحادیه اروپا می‌شوند، تلاش می‌کنند. اتحادیه اروپا در حال بررسی یارانه‌های ناعادلانه و کمپین‌های وام‌دهی بانکی از سوی پکن است که به رشد بیش از حد در چین دامن زد، با ترس از اینکه چین در حال ساخت کارخانه‌های خودرو الکتریکی بسیار فراتر از سطح مورد نیاز برای تقاضای داخلی است. در همین حال، ایالات متحده و اروپا قوانین خود را برای فروش خودروهای چینی و قطعات خودروهای برقی در کشورهایشان تشدید می‌کنند و تعرفه‌های گمرکی در ایالات متحده آنقدر بالاست که چین تمرکز خود را بر سایر حوزه‌ها، یعنی آمریکای جنوبی، آسیا و اروپا معطوف کرده است.

در همین حال، برخی از سازندگان پنل های اروپایی می‌گویند که چین نیز همین کار را با پنل های خورشیدی انجام داده است. گونتر ارفورت، مدیرعامل شرکت سوئیسی مایر برگر، سازنده PV، به رویترز گفت: «صنعت خورشیدی در چین سال‌ها با صدها میلیارد دلار، یارانه راهبردی دریافت می‌کند.
اروپا، در حال حاضر، نمی تواند رقابت کند – و حداقل نیاز به خرید زمان بیشتری برای رسیدن به اهداف حمایتی از صنعت فتوولتائیک داخلی است.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو

منبع: electrek.co



آگریوولتائیک بایفشیال برای باغ های زیتون

به گزارش آرا نیرو، یک تیم تحقیقاتی اسپانیایی-ایتالیایی پیکربندی‌های مختلف سیستم را برای آرایه‌های خورشیدی آگریولتائیک دو وجهی (Bifacial)مستقر در باغ‌های زیتون بررسی کرده‌اند و دریافته‌اند که زاویه شیب ماژول‌های خورشیدی تاثیر قابل‌توجهی بر بازده انرژی دارد در حالی که ارتفاع آن‌هانقش مهمی در افزایش عملکرد کشاورزی دارد.

 

گروهی از دانشمندان دانشگاه Jaén اسپانیا و دانشگاه Sapienza ایتالیا در رم بررسی کرده‌اند که چگونه سیستم‌های agrivoltaic دو وجهی را می‌توان بارشد زیتون ترکیب کرد تا هم قدرت و هم عملکرد کشاورزی را بهبود بخشد. محققان می‌گویند: «با در نظر گرفتن سه نوع متمایز زیتون (Picual، Manzanillaو Chemlali) و کاوش در پیکربندی‌های مختلف سیستم‌های خورشیدی فتوولتائیک(PV) دو وجهی، هدف این تحقیق بهینه‌سازی بازده کلی تولید انرژی وتولید زیتون است.

 

المهدی محب، نویسنده مسئول، به مجله pv گفت: «برخلاف انتظارات مرسوم، شیب عمودی ماژول‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) برای به حداکثر رساندن عملکرد درختان زیتون بهینه است. “این یافته غیرمنتظره بر تعامل ظریف بین جهت گیری ماژول PV و بهره وری کشاورزی درختان زیتون در سیستمهای agrivoltaic تاکید می کند.”

 

گروه تحقیقاتی پیکربندی های مختلف سیستم را بسته به زاویه شیب و ارتفاع پنل های خورشیدی آزمایش کردند.  سناریوها در یک شبیه‌سازی نرم‌افزاری تجزیه و تحلیل شدند و با استفاده از رویکرد raytracing مدل‌سازی شدند که نحوه تعامل نور با اجسام را توضیح می‌دهد.

photo 2024 02 21 10 33 12 - آگریوولتائیک بایفشیال برای باغ های زیتون

Source: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924000436#f0010
شکل 1. شماتیک مدل سیستم agrivoltaic با ماژول های PV دو وجهی. این صحنه شامل زمینی از درختان زیتون به همراه ماژول های PV است. سپس یک اسکن از صحنه انجام می شود تا میزان تابش خورشیدی گرفته شده توسط هر دو طرف جلو و عقب ماژول های PV دو وجهی و همچنین تابش گرفته شده توسط درختان زیتون محاسبه شود.

 

برای شبیه‌سازی‌ها، دانشگاهیان یک سیستم agrivoltaic دو وجهی (Bifacial) را فرض کردند که در شهر Jaén در جنوب اسپانیا، با مقادیر تابش و دماییک سال معمولی هواشناسی کار می‌کند. مزرعه شبیه سازی شده دارای مساحت 860 متر مربع بود که مطابق با شکل مستطیلی به طول 41.42 متر وعرض 20.76 متر بود. هشت ردیف درخت زیتون و هفت ردیف PV را در یک رویکرد کشت فوق فشرده در خود جای داد.

 

آنها توضیح دادند: “در این نوع پرورش زیتون، درختان معمولاً در یک طرح مستطیلی با الگوی کاشت 4-5 متر × 2-3 متر قرار می گیرند، بنابراین فضای کافی

بین ردیف ها برای قرار دادن ماژول های PV فراهم می‌شود.” مزارع فوق فشرده نیاز به خاک های با شیب متوسط ​​دارند که نصب سازه های PV را تسهیل می‌کند.

photo 2024 02 21 10 33 19 - آگریوولتائیک بایفشیال برای باغ های زیتون

نسبت های معادل زمین، عملکرد زیتون، و عملکرد فتوولتائیک PV با درخت زیتون Picual
Image: University of Jaén, Applied Energy

در شبیه سازی آنها، تنه درختان دارای شعاع 0.25 متر و ارتفاع 1 متر است، در حالی که تاج درخت دارای شعاع 1 متر و ارتفاع 1.5 متر است. ارتفاع کل2.5 متر در نظر گرفته شده است که نشان دهنده ارتفاع متوسط ​​درختان زیتون در این رویکرد کشت است. مدل های دو وجهی به اندازه 1.755 متر در1.038 متر در نظر گرفته شد و برای اطمینان از حرکت ماشین‌های برداشت بر روی هاب ها با حداقل ارتفاع 3 متر قرار گرفتند.

 

دانشمندان افزودند: “میزان تابش خورشیدی که به سمت عقب ماژول PV دو وجهی می رسد مستقیماً به ضرایب آلبدوی درختان و زمین مرتبط است.” دراین مطالعه، پهنای باند آلبدوی مورد استفاده برای درختان 0.309 است. همچنین از خاک سبک به عنوان آلبدوی زمینی با آلبدوی پهن باند 0.25 استفاده شد.

 

دما روی 21 درجه سانتیگراد و رطوبت 40 درصد تنظیم شد، با فرض شبیه سازی 16 ساعت نور در روز. برای محاسبه عملکرد درختان زیتون، واکنش جذب کربن ناخالص به نور جذب شده ارزیابی شد. این نشان دهنده کارایی کوانتومی فتوسنتز در درختان زیتون است که نشان می دهد چقدر انرژی نور را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند.

photo 2024 02 21 10 32 43 - آگریوولتائیک بایفشیال برای باغ های زیتون

Source: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924000436#f0010
شکل 2. مدلسازی یک سیستم Agrivoltaic با درختان زیتون با استفاده از ابزار Raytracing تشعشع دو وجهی. صحنه ایجاد شده برای به دست آوردن تشعشعات فرود در نقاط مختلف.

هر تنظیم با زوایای شیب 0، 20، 40، 60، 80، و 90 درجه و ارتفاع هاب 3 متر، 3.5 متر، 4 متر و 4.5 متر اندازه گیری شد. سه رقم زیتون به دلیل پاسخنوری متفاوت آنها انتخاب شدند، زیرا در مناطق مختلف جغرافیایی غالب هستند. زیتون‌های رنگارنگ عمدتاً در Jaén یافت می‌شوند، زیتون‌های Manzanillaبومی سویل اسپانیا هستند، و زیتون Chemlali را می‌توان در کشورهای مختلف مدیترانه، به‌ویژه تونس یافت.

محققان اظهار داشتند: “به طور کلی، نتایج نشان می‌دهد که تغییر در زاویه شیب تاثیر بیشتری بر عملکرد PV دارد، در حالی که تغییر در ارتفاع ماژول PVدر درجه اول بر عملکرد درختان زیتون تاثیر می‌گذارد.” یافته‌ها نشان می‌دهد که ماژول‌های PV که در نزدیکی عرض جغرافیایی سایت قرار دارند، بالاترین بازده انرژی را دارند، در حالی که ماژول‌های عمودی به بیشترین بازده زیتون منجر می‌شوند.

 

نسبت معادل اوج زمین (LER)، که بهره‌وری زمین حاصل از ترکیب انرژی و محصول را کمیت می‌کند، 171 درصد از آنچه که هر سیستم به صورت جداگانه تولید می‌کند، در صورت اجرای جداگانه در همان منطقه بود. در زاویه شیب 20 درجه و 3 متر به دست آمد. کمترین LER در 90 درجه، در ارتفاع 4 متر به دست آمد.

 

محققان نتیجه گرفتند: «ارزیابی گونه‌های درخت زیتون وابستگی متوسطی به سایه‌اندازی نشان می‌دهد، و همه گونه‌ها را کاندید مناسبی برای کاربردهای agrivoltaic می‌کند».
یافته‌ها در مقاله «افزایش کاربری زمین: ادغام دو وجهی PV و درختان زیتون در سیستم‌های agrivoltaic» منتشر شده در Applied Energy معرفی شدند.

نویسنده: پایگاه خبری آرا نیرو
منبع:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924000436#f0010

راهکارهای شبکه هوشمند Smart Grid برای رفع ناترازی برق
شبکه‌های هوشمند (Smart Grids) مجموعه‌ای از فناوری‌ها و راه‌حل‌ها هستند که می‌توانند برای بهبود پایداری، انعطاف‌پذیری و راندمان شبکه‌های برق

مورد استفاده قرار گیرند. این شبکه‌ها می‌توانند نقش مهمی در رفع ناترازی برق ایفا کنند.

برخی از راهکارهای شبکه هوشمند برای رفع ناترازی برق عبارتند از:

1. مدیریت تقاضا که شامل موارد زیر می‌باشد؛

قیمت‌گذاری پویا: با تغییر قیمت برق در زمان‌های مختلف روز، می‌توان مصرف‌کنندگان را به مصرف در زمان‌های کم‌بار ترغیب کرد.

کنترل بار: با استفاده از فناوری‌های هوشمند، می‌توان مصرف برق را در زمان‌های اوج مصرف به طور خودکار کاهش داد.

پاسخگویی به تقاضا: با ارائه مشوق به مصرف‌کنندگان، می‌توان آنها را به کاهش مصرف برق در زمان‌های بحرانی تشویق کرد.

2. افزایش تولید برق؛

استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر: با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند نیروگاه خورشیدی و بادی می‌توان وابستگی به منابع انرژی فسیلی را کاهش داد.
ذخیره‌سازی انرژی: با ذخیره‌سازی انرژی در زمان‌های تولید مازاد، می‌توان از آن در زمان‌های کمبود برق استفاده کرد.

3. ارتقای شبکه؛

استفاده از فناوری‌های دیجیتال: با استفاده از فناوری‌های دیجیتال مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌توان شبکه را به طور بهینه‌تر مدیریت کرد.

ایجاد شبکه‌های توزیع هوشمند: با ایجاد شبکه‌های توزیع هوشمند، می‌توان به طور موثرتری برق را به مصرف‌کنندگان رساند.

4. افزایش تعامل با مصرف‌کنندگان؛

ارائه اطلاعات به مصرف‌کنندگان: با ارائه اطلاعات به مصرف‌کنندگان در مورد مصرف برقشان، می‌توان آنها را به مصرف بهینه‌تر برق تشویق کرد.

توانمندسازی مصرف‌کنندگان: با ارائه ابزارهای لازم به مصرف‌کنندگان، می‌توان آنها را در مدیریت مصرف برق خود مشارکت داد.

مزایای استفاده از شبکه‌های هوشمند برای رفع ناترازی برق:

کاهش وابستگی به منابع انرژی فسیلی: با استفاده از شبکه‌های هوشمند می‌توان وابستگی به منابع انرژی فسیلی را کاهش داد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش داد.

افزایش پایداری شبکه: شبکه‌های هوشمند می‌توانند پایداری شبکه را در برابر اختلالات و حوادث افزایش دهند.

کاهش هزینه‌ها: با استفاده از شبکه‌های هوشمند می‌توان هزینه‌های تولید و توزیع برق را کاهش داد.

چالش‌های استفاده از شبکه‌های هوشمند:

هزینه اولیه بالا: پیاده‌سازی شبکه‌های هوشمند نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه بالا است.

امنیت سایبری: شبکه‌های هوشمند به دلیل استفاده از فناوری‌های دیجیتال، در معرض تهدیدات سایبری هستند.

نیاز به آموزش: برای استفاده از شبکه‌های هوشمند، نیاز به آموزش و ظرفیت‌سازی در بین مصرف‌کنندگان و اپراتورها وجود دارد.

نتیجه‌گیری:

شبکه‌های هوشمند می‌توانند نقش مهمی در رفع ناترازی برق ایفا کنند. با استفاده از این شبکه‌ها می‌توان پایداری، انعطاف‌پذیری و راندمان شبکه‌های

برق را افزایش داد و هزینه‌ها را کاهش داد. با وجود برخی چالش‌ها، مزایای استفاده از شبکه‌های هوشمند بسیار بیشتر از هزینه‌های آن است.

در مقالات آتی به جزئیات بیشتری از شبکه‌های هوشمند می‌پردازیم.

 

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو

منابع:
وب‌سایت‌ها:
• U.S. Department of Energy – Office of Electricity
• National Institute of Standards and Technology (NIST): (https://www.nist.gov/smartgrid)
• Smart Grid International
• Electric Power Research Institute (EPRI)
مجله‌ها:
• IEEE Transactions on Smart Grid: https://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=83
• IET Smart Grid
• Elsevier – Renewable and Sustainable Energy Reviews: https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-and-sustainable-energy-reviews
کتاب‌ها:
• Smart Grid: Modernization of Electric Power Delivery, by James Momoh
• The Smart Grid: An Introduction, by Janaka Ekanayake, Nick Jenkins, Kithsiri Liyanage, Jianzhong Wu, and Akihiko Yokoyama
• Power Systems: Modeling, Computation, and Applications, by Abhijit Chakrabarti and Sunita Misra
گزارش‌ها:
• The Smart Grid: An Overview of Opportunities and Challenges, by the U.S. Department of Energy
• Modernizing the Electric Grid: A Primer on Smart Grid Technologies and Their Benefits, by the Electric Power Research Institute
سازمان‌ها:
• International Smart Grid Action Network (ISGAN)
• Smart Grid European Technology Platform (SG-ETP)
•  Google Scholar

روش‌شناسی جدید برای شناسایی زمین مناسب برای agrivoltaic یا کشاورزی-فتوولتائیک

به گزارش آرا نیرو، محققان در سوئد روش جدیدی را برای شناسایی سطوح مناسب برای پروژه های agrivoltaic در کشور خود ترسیم کرده اند. آنها دریافتند که تقریباً 8.6٪ (تقریباً 38485 کیلومتر مربع) از زمین آن‌ها پتانسیل میزبانی از تاسیسات agrivoltaic را دارد.

یک گروه بین المللی از محققان روشی را برای شناسایی و طبقه بندی مناطق مناسب برای نصب سیستم های agrivoltaic ایجاد کرده اند.
پیترو کامپانا یکی از نویسندگان این مقاله به مجله pv گفت: “این یکی از اولین مطالعات منتشر شده در مورد ترکیب رویکردهای سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره (MCDM) برای شناسایی و طبقه بندی مناسب ترین منطقه برای سیستم های agrivoltaic است.”

این مطالعه نشان داد که تقریباً 8.6٪  (حدود 38485 کیلومتر مربع) از زمین در سوئد برای سیستم های agrivoltaic مناسب است.
محققان با استفاده از سیستم‌های agrivoltaic عمودی با ماژول‌های دو وجهی، ظرفیت کل پتانسیل نصب شده را برای مناطق طبقه‌بندی شده به عنوان “عالی”، “بسیار خوب” و “خوب” حدود 1.2 PWh تعیین کردند، در حالی که کل ظرفیت نصب شده در قلمرو “عالی” و “بسیار خوب” با حدود 207 تراوات ساعت است. هر دو قلمرو، مجموع ظرفیت تولید بسیار بالاتری نسبت به مصرف واقعی برق در سراسر کشور در سال 2021 دارند و همچنین از بالاترین سطح مصرف برق پیش‌بینی‌شده برای سوئد در سال 2050 فراتر می‌روند.

به گزارش آرا نیرو، این گروه از یک رویکرد پنج مرحله‌ای GIS-MCDM استفاده کرد که در آن GIS تجزیه و تحلیل مبتنی بر مکان را با تجسم و پردازش داده‌های جغرافیایی انجام داد و الگوریتم MCDM برای محاسبه وزن معیارهای ارزیابی مختلف استفاده شد. نقشه‌های جغرافیایی که طبقه‌بندی مناسب برای هر یک از معیارها و همچنین نقشه تناسب نهایی را نشان می‌دهند، از طریق ابزار ArcGIS Pro پردازش شدند.
کامپانا گفت: در مقایسه با گزارش JRC در مورد پتانسیل‌های سیستم‌های agrivoltaic در اروپا که از داده‌های آماری استفاده می‌کند، ما از جدیدترین محصول Corine Land Cover (CLC2018) استفاده کرده‌ایم که از آنجا می‌توانیم مناطقی را که از نظر فیزیکی استفاده می‌شود یا می‌توان به عنوان کشاورزی استفاده کرد، تخمین زد.

تجزیه و تحلیل نشان داد که مناطقی که به عنوان مراتع طبقه بندی می شوند می توانند حدود 80 تراوات ساعت در سال را تأمین کنند “در حالی که 90٪ از پتانسیل علوفه مراتع ملی را حفظ می کنند.” محققان فرض کردند که سازه های تاسیسات خورشیدی عمودی باعث کاهش 10 درصدی سطح محصول موثر می شود. علیرغم کاهش محصول در عرض‌های جغرافیایی بالا، این تیم اشاره کرد که سیستم‌های agrivoltaic پتانسیل تقویت مالی برای کشاورزان را دارند.
یافته‌های آن‌ها در گزارش «پتانسیل‌های سیستم‌های Agrivoltaic در سوئد: تحلیل چند معیاره به کمک geospatial» که در Applied Energy منتشر شده است، موجود است.
نویسندگان شامل محققانی از دانشگاه نفت و مواد معدنی پادشاه فهد عربستان سعودی، دانشگاه کافرشیخ مصر، دانشگاه کاتولیکا دل ساکرو کوئوره ایتالیا، و دانشگاه مالاردالن سوئد، دانشگاه اوپسالا، و موسسه هواشناسی و هیدرولوژی سوئد بودند.
منبع: مجله PV

تحقق خالص صفر تا سال 2050: معرفی مکانیسم تراز سبز

به گزارش آرا نیرو واشنگتن، بروکسل، لندن،  سنگاپور، تنظیم کننده جهانی کشتیرانی، سازمان بین‌المللی دریانوردی
سازمان ملل، 15 فوریه 2024 هدفی
را برای انتشار خالص صفر کربن تا سال 2050 برای صنعت تعیین کرده است، و اکنون باید تا سال 2025
مقررات آب و هوایی را تدوین کند که باعث رسیدن
به آن هدف شود. یک چالش اصلی این است که چگونه یک مقررات جهانی قیمت گذاری گازهای گلخانه ای ایجاد کنیم که بتواند شکاف قیمتی بین پاکترین سوخت ها و سوخت های فسیلی را پر کند و سرمایه گذاری در سوخت های سبز را بدون تحمیل هزینه های گزاف بر اقتصاد جهانی افزایش دهد. درحالی که کشورهای عضو برای مذاکره در IMO MEPC 81 در ماه مارس آماده می شوند، شورای جهانی کشتیرانی پیشنهادی را در مورد قیمت گذاری گازهای گلخانه ای به میز مزاکره ارائه می کند که می تواند به حل این معما کمک کند.

ما هر روز شاهد اثرات فاجعه بار تغییرات آب و هوایی هستیم و صنعت کشتیرانی به عنوان یک تولیدکننده قابل توجه گازهای گلخانه ای باید تا سال 2050 سهم خود را انجام دهد و کربن زدایی کند. کشتی های حامل کانتینر در حال بهره برداری از جمله وسایل نقلیه‌ای هستند که می توانند با سبزترین سوخت‌ها کار کنند. اما هزینه این سوخت ها 3 تا 4 برابر بیشتر است و البته عرضه سوخت سبز تنها کسری از آنچه مورد نیاز است را تشکیل داده‌اند. مقررات جهانی آب و هوا، برای امکان پذیر ساختن استفاده شرکت های حمل و نقل از سوخت های سبز و البته تشویق تأمین کنندگان سوخت و انرژی برای سرمایه گذاری در افزایش ظرفیت تولید سوخت سبز ضروری است.

مکانیسم تعادل سبز WSC یک رویکرد جدید برای قیمت گذاری گازهای گلخانه ای را ترسیم می کند که باعث می شود شکاف قیمتی بین سوخت های فسیلی و سوخت های سبز با کمترین هزینه کلی بسته شود:

از طریق مکانیسم تراز سبز، هزینه‌ها از سوخت‌های فسیلی گرفته می‌شود و به سوخت‌های سبز مصرفی اختصاص می‌یابد، به طوری که میانگین هزینه سوخت برابر است.

هر چه میزان کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای برای مراکزی که سوخت ارائه می‌کند، بیشتر باشد- بر اساس چرخه زندگی خوب – تخصیص مالی دریافتی بیشتر می‌شود.

پول جمع‌آوری‌شده در هر سال با توجه به میزان سوخت سبز مصرفی تعیین می‌شود، که امکان پرداخت هزینه نسبتاً کم را در شروع انتقال فراهم می‌کند.

حداقل هزینه لازم، برای جبران تفاوت قیمت در یک سال معین، جمع آوری شده و به کشتی هایی که از سوخت سبز استفاده می کنند و آستانه گازهای گلخانه‌ای خاص را برآورده می کنند، تخصیص می یابد. این تضمین می کند که سوخت سبز می تواند تولید و استفاده شود و این کار را با کمترین هزینه ممکن برای حمل و نقل انجام می دهد.

کاهش انتشار مورد نیاز برای یک سوخت برای دریافت تخصیص متعادل کننده قیمت، با الزامات کربن زدایی IMO مرتبط است، که در جهت رسیدن به هدف صفر خالص 2050 افزایش می یابد.

مکانیسم تعادل سبز، سازگار است و به طور کامل با استاندارد شدت سوخت گازهای گلخانه‌ای ادغام شده است. می توان از آن به عنوان یک مکانیسم قیمت‌گذاری هدفمند گازهای گلخانه ای یا افزودن احتمالی به یک اندازه گیری یکپارچه استفاده کرد.

هزینه های دیگری را می توان برای جمع آوری بودجه برای طرح های کاهش آب و هوا و پروژه های تحقیق، توسعه و نمایش اضافه کرد تا یک انتقال عادلانه فراهم شود.
مکانیسم تراز سبز، سرمایه گذاری در سوخت ها و فناوری هایی را که از روز اجرایی شدن این مقررات کاهش گازهای گلخانه ای، به همراه دارد، برای مالکان کشتی و تامین کنندگان انرژی از نظر اقتصادی منطقی و جذاب می کند. کشتی‌های دوگانه سوز به زودی تحویل داده می‌شوند، به جای اینکه سال‌ها منتظر بمانند تا سوخت‌های مقرون‌به‌صرفه در دسترس باشند، می‌توانند با پاک‌ترین سوخت‌ها کار کنند. این اجازه می‌دهد تا تولید پاک ترین سوخت ها با سرعت بیشتری رشد کند، فرایند اقتصادی را تسریع می کند که هزینه سوخت های سبز را کاهش می دهد و ما را به کارآمدترین روش ممکن از نظر اقتصادی به صفر خالص می‌رساند.

نقل قول از WSC و مدیران عامل:
«شرکت‌های خطوط هوایی متعهد به کربن‌زدایی کشتی‌ها هستند و مشتاق حمایت از توسعه مقررات آب و هوایی مؤثر و به‌موقع از طریق IMO هستند. تغییر از سوخت های فسیلی به منابع انرژی سبز برای موتور تجارت جهانی زمان می برد و نیاز به سرمایه گذاری‌های هنگفت خصوصی و دولتی دارد. جان باتلر، رئیس و مدیر عامل شورای جهانی کشتیرانی می گوید: این مسئولیت مشترک ماست که مطمئن شویم نیازهای آب و هوای خود را به گونه ای برآورده می کنیم که هزینه های اقتصاد جهانی را به حداقل برساند.

کربن زدایی کشتیرانی تنها توسط یک شرکت محقق نخواهد شد، بلکه به تلاش و مشارکت همه ذینفعان نیاز دارد. گروه CMA CGM تاکنون بیش از 15 میلیارد دلار برای کربن زدایی ناوگان خود سرمایه گذاری کرده است که به ما امکان می دهد تا سال 2028 به تعداد 120 کشتی با سوخت جایگزین داشته باشیم. هدف ما در سطح جهانی برای این صنعت، موقعیت های جاه‌طلبانه‌ای است که ما با سایر خطوط کشتیرانی در شورای حمل و نقل Word از آن دفاع می کنیم.»

وو، مدیرعامل Evergreen : “اقدام جمعی تلاش برای کربن زدایی برای صنعت کشتیرانی خطی حیاتی است. با سفارش 24 کشتی متانول دوگانه سوز، ما بیشتر با شرکای همفکر خود برای سبز کردن آینده کشتیرانی به نیروها خواهیم پیوست. وجود یک رویکرد جدید برای قیمت گذاری گازهای گلخانه ای ضروری است که تقاضا برای سوخت‌های پاک تر را از آغاز انتقال افزایش دهد. ما به حمایت مقامات، فروشندگان و مشتریان نیاز داریم. با هم می توانیم کربن زدایی کنیم.”

پیشنهاد شورای جهانی کشتیرانی برای مکانیسم تعادل سبز گامی عملی به سوی کشتیرانی پایدار است. هدف این مکانیسم قیمت‌گذاری گازهای گلخانه‌ای، ترویج یک تغییر رقابتی به سمت سوخت‌های کم انتشار است که با اقدامات پایداری ما و هدف ما برای راه‌اندازی ناوگان صفر خالص تا سال ۲۰۴۵ و البته تعهد کلی صنعت کشتیرانی به کربن‌زدایی مطابقت دارد. علاوه بر این، تولید سوخت های جایگزین را ترویج می کند و بار اقتصادی را بر دوش همه ذینفعان به حداقل می رساند و زمینه بازی برابر را تضمین می کند. رولف هابن یانسن، مدیر عامل هاپاگ-لوید، می گوید: اینها عوامل مهمی برای انتقال موفق انرژی در کشتیرانی دریایی هستند.

تغییر آب و هوا یک موضوع تعیین کننده زمان ما است و HMM دیدگاه پایداری صنعت کشتیرانی جهانی را به اشتراک می گذارد. برای دستیابی به انتشار صفر خالص تا سال 2050، HMM روی افزایش دید ردپای کربن، سفارش کشتی‌های متانول و کاوش در منابع انرژی پاک از جمله سوخت‌های زیستی، متانول و آمونیاک تمرکز کرده است. کیونگ بائه کیم، مدیرعامل HMM می‌گوید: ما معتقدیم که مکانیسم تعادل سبز پیشنهاد شده توسط WSC، انتقال گسترده‌تر صنعت به بی‌طرفی کربن را تسریع می‌کند.

سال 2050 ممکن است دور به نظر برسد، اما در زمینه جاه طلبی های آب و هوایی ما، عملاً در راه است. IMO در چهارراهی قرار دارد که توانایی ما را برای کربن زدایی صنعت کشتیرانی و دستیابی به انتشار خالص صفر تعیین می کند. برای رسیدن به آن، ما به مکانیسم‌هایی نیاز داریم که بتواند گذار از سوخت فسیلی به سوخت سبز را پل بزند، و از کشورهای عضو IMO می‌خواهیم اقدامات قاطعی انجام دهند که با جبران خسارت کشتی‌های واقعا سبز مطابق با کاهش انتشار آنها، به پذیرندگان اولیه پاداش دهد. وینسنت کلرک، مدیر عامل مرسک می گوید: این رویکرد برای تسریع بازنشستگی کشتی های سوخت فسیلی حیاتی است.
منبع: World Shipping Council

 

انقلابی در رفع آلودگی آب با فناوری پلاسما

فناوری پلاسما انقلابی در تولید لوازم الکترونیکی و تصفیه آب ایجاد کرده است و راه حل های پایداری را برای چالش های مدرن از طریق طراحی های خلاقانه راکتور ارائه می دهد.
دو گروه تحقیقاتی UCO یک راکتور پلاسما (یک گاز یونیزه) را طراحی می‌کنند که توسط امواج مایکروویو نگهداری می‌شود که آلودگی‌زدایی آب‌ از غلظت‌های بالای رنگ را ممکن می‌سازد.

پلاسما یک گاز یونیزه است – یعنی گازی حاوی الکترون‌ها، یون ها، اتم ها، مولکول ها، رادیکال ها و فوتون ها. اغلب به آن حالت چهارم ماده می گویند و در کمال تعجب، در همه چیز نفوذ می کند. پلاسماها که به‌طور مصنوعی با انتقال انرژی به گاز تولید می‌شوند، در لوله‌های فلورسنتی یافت می‌شوند که آشپزخانه‌ها را روشن می‌کنند، و البته به موبایل‌ها اجازه می‌دهند کوچک‌تر و کوچک‌تر شوند.

پلاسما در فناوری
پلاسما یک انقلاب واقعی در دنیای فناوری بوده است. پیش از این، برای حک کردن بر روی صفحات سیلیکونی مدارهای وسایل الکترونیکی مانند تلفن همراه و استفاده از محصولات شیمیایی آلاینده، ضروری بود. در حال حاضر استفاده از پلاسما این امکان را فراهم کرده است که کار را با دقت و تمیزی بیشتری انجام دهیم، این امکان وجود دارد که شکاف‌ها را کوچکتر و کوچکتر کنیم و به همراه آنها دستگاه‌ها را نیز کوچکتر کنیم.
کاربردهای محیطی پلاسما
اما پلاسما کاربردهای دیگری نیز دارد، مانند تصفیه آب. گروه FQM-136 فیزیک پلاسما و FQM-346 کاتالیز آلی و مواد نانوساختار در دانشگاه کوردوبا در یک مطالعه تحقیقاتی با هدف حذف آلاینده‌های موجود در آب با استفاده از پلاسما برای ترویج فرآیندهای شیمیایی همکاری کردند.

با هدف مقابله با مشکل افزایش حضور آلاینده‌های آلی در آب‌ها، مانند رنگ‌ها و سایر ترکیبات حاصل از فعالیت‌های کشاورزی و صنعتی در آب‌هایی که اکوسیستم‌ها را بی‌ثبات می‌کنند، این محققان استفاده از پلاسما را انتخاب کردند.

پیشرفت در رفع آلودگی آب
در سال 2017، آنها برای اولین بار نشان دادند که پلاسمای آرگون القا شده توسط امواج Open-air microwaves _ نوع جدیدی از مایکروویو هستند که به جای استفاده از محفظه فلزی دربسته، از تابش امواج مایکروویو در فضای باز استفاده می‌کنند _ هنگام اثر بر روی آب، گونه‌های واکنشی حاوی اکسیژن و نیتروژن (مانند رادیکال‌های هیدروکسیل، پراکسید هیدرونوس، رادیکال‌های نیتروژن) را در جهت ضد آلودگی آب تولید می‌کنند. اکنون محققان Juan Amaro Gahete، Francisco J. Romero Salguero و María C. García موفق به طراحی راکتوری از این نوع پلاسما شده اند و میزان تولید این گونه های فعال در آب را به میزان قابل توجهی افزایش داده و در نتیجه تخریب غلظت های بالا را ممکن می‌سازند. نمونه اش تجزیه رنگ ها (در این مورد، متیلن بلو) تنها در چند دقیقه.

photo 2024 02 13 16 34 15 - انقلابی در رفع آلودگی آب با فناوری پلاسما

source:The researchers Francisco J. Romero, Juan Amaro and Maria C García. Credit: University of Cordoba

نوآوری در طراحی راکتور پلاسما
این امر با تغییر طراحی سورفاترون، دستگاه فلزی که انرژی تولید کننده مایکروویو را با پلاسما مخلوط می‌کند تا آن را حفظ کند، به دست آمد. پروفسور ماریا توضیح داد: «کاری که ما انجام داده‌ایم این است که یک قطعه کوچک سیلیکون را در لوله تخلیه کوارتز قرار داده‌ایم که اجازه می‌دهد پلاسمای متفاوتی تولید شود، پلاسمایی که رشته‌ای نیست و در ایجاد گونه‌های فعال هنگام تعامل با آب کارآمدتر است». سی. گارسیا اشاره میکند اجزای پلاسما فوق الذکر، هنگام تعامل با آب، گونه های اکسید کننده ای تولید می کنند که قادر به تجزیه ترکیبات آلی و کشتن میکروارگانیسم ها هستند، که به این راکتور پلاسما اجازه می دهد تا در برنامه‌های مربوط به تصفیه آب استفاده شود.
پروفسور گارسیا توضیح داد این پیکربندی جدید، کاربرد این نوع پلاسما را گسترش می دهد. این طرح به طور کامل پیکربندی میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط سورفاترون را برای ایجاد پلاسما تغییر می‌دهد و در نتیجه پلاسمایی با خواص متفاوت و کارآمدتر به دست می‌آید و همچنین مشکل رشته‌بندی (تقسیم ستون پلاسما به رشته‌های متعدد) را که باعث بی‌ثباتی می‌شود، از بین می‌برد.

آینده پاکسازی پلاسما
و سپس… آلودگی زدایی. پروفسور فرانسیسکو جی. رومرو ادامه داد: «آن گونه‌های اکسیدکننده‌ای که در اثر عمل پلاسما ایجاد می‌شوند، بسیار واکنش‌پذیر هستند و تخریب مواد آلی داخل آب را ممکن می‌سازند». برای اینکه این اتفاق بیفتد، پلاسما وارد آب نمی شود. بلکه به گونه ای ساخته شده است که از راه دور عمل کند، به طوری که بین آب و پلاسما منطقه ای از هوا وجود دارد که در آن واکنش های متعددی به دلیل برخورد بین گونه های برانگیخته و مولکول های اکسیژن، نیتروژن و بخار آب و “گونه های واکنشی که منتشر می شوند” رخ می دهد. وارد مایع شده و در نهایت با آلاینده ها ترکیب می شوند.

پژوهشگر خوان آمارو، گفت: پتانسیل ضد آلودگی این نوع پلاسما با این طرح جدید، برای کاهش غلظت‌های بالای رنگ متیلن بلو در آب، با نتایج بسیار کارآمد از نظر انرژی، دستیابی به حذف کامل رنگ همراه با کاهش زمان‌ تصفیه، آزمایش شده است.
بنابراین، با این کار، پیشرفت قابل توجهی در کاربردهای پلاسما حاصل شد که “حالت چهارم ماده” با ارائه یک گاز پایدار و تبدیل آن به گاز یونیزه، تقریباً برای همه چیز قابل استفاده است: ساخت ریزتراشه ها، ضدعفونی کردن سطوح، التیام زخم ها، رسوب پوشش های ضد انعکاس روی شیشه‌ها، بهبود جوانه زنی بذر، بازیابی ضایعات، فعال کردن سطح پلاستیک ها برای دستیابی به چسبندگی بهتر رنگ و کاربردهای بی شمار دیگر.

منبع: «دستگاه سورفاترون اصلاح‌شده برای بهبود تولید RONS با کمک مایکروویو پلاسما و تجزیه متیلن بلو در آب» توسط Juan Amaro-Gahete، Francisco J. Romero-Salguero و Maria C. Garcia، 29 نوامبر 2023، Chemosphere.
DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.140820

دانشمندان ایتالیایی سیستم جدیدی برای تولید ارزان و کارآمد هیدروژن سبز ایجاد کردند

موضوع: انرژی سبز – انرژی هیدروژن – نانوذرات

محققان IIT و BeDimensional از نانوذرات روتنیوم، فلز نجیب که از نظر رفتار شیمیایی شبیه پلاتین است، اما بسیار ارزان‌تر است، استفاده کردند تا به عنوان فاز فعال کاتد الکترولیزور عمل کند که منجر به افزایش کلی کارایی الکترولیز می‌شود.
به گزارش آرا نیرو، با تلاش مشترک تحقیقاتی بین IIT وspin-off BeDimensional روشی کشف شده است که از ذرات روتنیوم در ارتباط با یک سیستم الکترولیز با انرژی خورشیدی استفاده می کند.
برای تولید موثرتر و ارزانتر هیدروژن سبز چه چیزی لازم است؟ ظاهراً ذرات کوچک روتنیوم (ruthenium) و یک سیستم انرژی خورشیدی برای الکترولیز آب. این راه حلی است که توسط یک تیم مشترک شامل Istituto Italiano di Tecnologia (موسسه فناوری ایتالیا، IIT) جنوا، و BeDimensional S.p.A شناسایی شده است.

این فناوری که در چارچوب فعالیت‌های آزمایشگاه مشترک توسعه یافته و اخیراً در دو مجله با فاکتور تأثیر بالا (Nature Communications و Journal of the American Chemical Society) منتشر شده است، بر اساس خانواده جدیدی از الکتروکاتالیست‌ها است که می‌تواند هزینه‌های سبز را کاهش دهد.
تولید هیدروژن در مقیاس صنعتی
هیدروژن به عنوان یک بردار انرژی پایدار، جایگزینی برای سوخت های فسیلی در نظر گرفته می شود. اما همه هیدروژن ها در مورد اثرات زیست محیطی یکسان نیستند. در واقع، روش اصلی تولید هیدروژن امروزه از طریق اصلاح بخار متان است، فرآیندی مبتنی بر سوخت فسیلی که دی اکسید کربن (CO2) را به عنوان یک محصول جانبی آزاد می کند.

هیدروژن تولید شده توسط این فرآیند به عنوان “خاکستری” (زمانی که CO2 در جو آزاد می شود) یا “آبی” (زمانی که CO2 تحت جذب و ذخیره سازی زمین شناسی قرار می گیرد) طبقه بندی می شود. برای کاهش قابل توجه انتشار به صفر تا سال 2050، این فرآیندها باید با فرآیندهای سازگار با محیط زیست جایگزین شوند که هیدروژن “سبز” (یعنی انتشار خالص صفر) را ارائه کنند. هزینه هیدروژن “سبز” به شدت به بازده انرژی مجموعه (الکترولایزر) بستگی دارد که مولکول های آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می کند.
نوآوری های فناوری در تولید هیدروژن
محققان تیم مشترک این اکتشاف روش جدیدی ابداع کرده‌اند که کارایی بیشتری نسبت به روش‌های شناخته‌شده فعلی در تبدیل انرژی الکتریکی (سوگیری انرژی مورد استفاده برای تقسیم مولکول‌های آب) به انرژی شیمیایی ذخیره‌شده در مولکول‌های هیدروژن تولید شده را تضمین می‌کند. این تیم مفهومی از کاتالیزور را توسعه داده است و از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل خورشیدی استفاده کرده است.
ما در مطالعه خود نشان داده‌ایم که چگونه می‌توان کارایی یک فناوری قوی و توسعه‌یافته را به حداکثر رساند، علی‌رغم سرمایه‌گذاری اولیه که کمی بیشتر از آنچه برای یک الکترولیز استاندارد مورد نیاز است. یونگ زو و میشل فری از گروه نانوشیمی در IIT در جنوا اظهار داشتند: این به این دلیل است که ما از فلز گرانبهایی مانند روتنیم استفاده می کنیم.

photo 2024 02 12 17 16 32 - دانشمندان ایتالیایی سیستم جدیدی برای تولید ارزان و کارآمد هیدروژن سبز ایجاد کردند

Credit: IIT-Istituto Italiano di Tecnologia

به گزارش آرا نیرو، محققان از نانوذرات روتنیوم استفاده کردند، فلزی نجیب که از نظر رفتار شیمیایی مشابه پلاتین است اما بسیار ارزان‌تر است. نانوذرات روتنیوم به عنوان فاز فعال کاتد الکترولیزور عمل می‌کنند که منجر به افزایش کلی کارایی الکترولیز می‌شود.
ما آنالیزها و آزمایش‌های الکتروشیمیایی را تحت شرایط صنعتی مهم انجام داده‌ایم که به ما امکان می‌دهد فعالیت کاتالیزوری موادمان را ارزیابی کنیم. علاوه بر این، شبیه‌سازی‌های نظری به ما امکان می‌دهد تا رفتار کاتالیزوری نانوذرات روتنیم را در سطح مولکولی درک کنیم. سباستیانو بلانی و مارلینا زاپیا از BeDimensional که در این کشف نقش داشتند، مکانیسم تقسیم آب بر روی سطوح پایه آنها طی ترکیب داده‌های آزمایش‌ها با پارامترهای فرآیند اضافی را توضیح دادند، و یک تحلیل فنی-اقتصادی انجام داده‌ که رقابت‌پذیری این فناوری را در مقایسه با الکترولیزهای پیشرفته را نشان می‌دهد.

مقرون به صرفه بودن فناوری جدید
روتنیوم فلز گرانبهایی است که در مقادیر کم به عنوان محصول جانبی استخراج پلاتین (30 تن در سال در مقایسه با تولید سالانه 200 تن پلاتین) اما با هزینه کمتر (18.5 دلار در هر گرم در مقابل 30 دلار برای پلاتین) به دست می آید. فناوری جدید شامل استفاده از تنها 40 میلی گرم روتنیوم در هر کیلووات است، در تضاد کامل با استفاده گسترده از پلاتین (تا 1 گرم در هر کیلووات) و ایریدیوم (بین 1 تا 2.5 گرم در هر کیلووات، با قیمت ایریدیوم در حدود 150 دلار در هر گرم) که الکترولیزهای غشایی مبادله پروتون را مشخص می کنند.

محققان IIT و BeDimensional با استفاده از روتنیوم، کارایی الکترولیزهای قلیایی را بهبود بخشیده‌اند، فناوری که دهه ها به دلیل استحکام و دوام آن مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان مثال، این فناوری بر روی کپسول آپولو 11 بود که بشریت را در سال 1969 به ماه برد. خانواده جدید کاتدهای مبتنی بر روتنیوم برای الکترولیزهای قلیایی که توسعه یافته است بسیار کارآمد است و عمر طولانی دارد، بنابراین قادر است هزینه های تولید هیدروژن سبز را کاهش دهد.

محققان نتیجه گرفتند: «در آینده، ما قصد داریم این فناوری و سایر فناوری‌ها، مانند کاتالیزورهای نانوساختار مبتنی بر مواد دوبعدی پایدار را در الکترولایزرهای پیشرفته با انرژی الکتریکی از منابع تجدیدپذیر، از جمله برق تولید شده توسط پنل‌های فتوولتائیک، به کار ببریم».

مراجع:
“ساختارهای نانوهتروساختار Ru-Cu برای واکنش موثر تکامل هیدروژن در الکترولیزهای آب قلیایی” توسط یونگ زو، سباستیانو بلانی، گابریله صالح، میشل فری، دیپاک وی. ، ابینایا آنامالای، دانیلو اولیویرا د سوزا، لوکا دی تریتزیو، ایوان اینفانته، فرانچسکو بوناکوروسو و لیبراتو ماننا، 25 سپتامبر 2023، مجله انجمن شیمی آمریکا.
DOI: 10.1021/jacs.3c06726

«الکترولایزرهای آب قلیایی با کارایی بالا بر اساس کاتد نانوپلاکت‌های مس آشفته شده با روم» توسط یونگ زو، سباستیانو بلانی، میشل فری، گابریله صالح، دیپاک وی. ، فرانچسکو بوناکورسو و لیبراتو ماننا، 4 اوت 2023، Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-40319-5