نوشته‌ها

یک مولکول هیدروکربن به عنوان تامین کننده و محلول ذخیره انرژی برای انرژی خورشیدی

تاکنون تولید و ذخیره الکتریسیته از انرژی خورشیدی به دستگاه های مختلف وابسته بوده و منجر به تلفات تبدیل شده است. این ممکن است به زودی تغییر کند، زیرا شیمیدانان در دانشگاه فریدریش-الکساندر-ارلانگن-نورنبرگ (FAU) و سایر مؤسسات تحقیقاتی در آلمان، استرالیا، بریتانیا، ایتالیا، سوئد و ایالات متحده در حال انجام تحقیق بر روی یک مولکول هیدروکربنی هستند که می تواند نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند. و البته کمکی به ذخیره انرژی برای مدت طولانی به شکل شیمیایی باشد.
این می تواند راه را برای ماژول های خورشیدی آلی کاملاً جدید هموار کند. اصول تبدیل و ذخیره سازی با استفاده از این مولکول اکنون در مجله Nature Chemistry منتشر شده است.

امید است که انرژی خورشیدی محرک اصلی تحول انرژی باشد. با این حال، از آنجایی که نور خورشید یک منبع انرژی بسیار فرار است، باید راه حلی برای ذخیره انرژی کارآمد پیدا کرد.

پروفسور دکتر جولین باخمن، رئیس شیمی مواد لایه نازک (CTFM) توضیح می‌دهد: «تاکنون، ما الکتریسیته را از ماژول‌های خورشیدی که بلافاصله مصرف نمی‌شوند به باتری منتقل کرده‌ایم، جایی که می‌توان از آن در صورت لزوم و در صورت نیاز استفاده کرد». با تغییر مکرر بین انرژی شیمیایی و الکتریکی، حداقل 30 درصد از انرژی تبدیل شده اولیه در طول این فرآیند ذخیره باتری از بین می رود.

photo 2024 04 20 14 22 07 1 - یک مولکول هیدروکربن به عنوان تامین کننده و محلول ذخیره انرژی برای انرژی خورشیدی

طیف جذب محاسبه شده ویگنر طیف جذب QC را با استفاده از 10000 شرایط اولیه که توسط گاوسی گسترش یافته بود (FWHM = 0.1 eV) نمونه برداری کرد. با استفاده از هندسه ها و انرژی ها در سطح تئوری RMS(9)-CASPT2(2،6)/6-31 G* + D محاسبه می شود. منبع: شیمی طبیعت (2024). DOI: 10.1038/s41557-023-01420-w

باخمن به همراه مایکل بوش، یک کاندیدای دکترا در Chair CTFM، امیدوار است که ویژگی جدیدی را از یک ماده شناخته شده ایجاد کند، که باعث شود نور خورشید به انرژی الکتریکی تبدیل شود یا انرژی را بسته به نیاز ذخیره کند. ماده مورد بحث نوربورنادین (norbornadiene) است، یک ایزومر هیدروکربنی متشکل از دو حلقه مولکولی است. اگر نوربورنادین در معرض نور ماوراء بنفش قرار گیرد، سازماندهی مجدد جزئی پیوندهای اتمی منجر به تبدیل آن به کوادری سیکلان (quadricyclane) با ساختار مشابه اما با فشار زیادتر می شود.

باخمن توضیح می دهد: «فرایند تبدیل قبلاً شناخته شده است، با این حال، تحقیقات تاکنون بر بازیابی انرژی ذخیره شده به شکل گرما متمرکز بوده است. “رویکرد جدید ما شامل کنترل فرآیند است تا انرژی ذخیره شده را حتی پس از گذشت ماه ها به عنوان برق نیز در دسترس قرار دهد.”

دانشمندان هنوز به طور کامل مکانیسم های فیزیکی-شیمیایی پشت انتقال بین ایزومرها را درک نکرده اند. محققانی از استرالیا، بریتانیا، ایتالیا، سوئد و ایالات متحده با همکاران FAU همکاری می‌کنند تا با استفاده از طیف‌سنجی فوتوالکترون به درک بهتری از این فرآیند دست یابند.

باخمن می‌گوید: «هرچه بیشتر در مورد دینامیک تبدیل عکس و الکتروشیمیایی بدانیم، بهتر می‌توانیم طراحی مولکول را مطابق با عملکردهای مورد نظر تغییر دهیم.»

هدف از تحقیقات آینده، برای مثال، نه تنها استفاده از تحریک فرابنفش، بلکه همچنین استفاده از طیف گسترده ای از نور خورشید برای تحریک الکترون است. باخمن توضیح می دهد: «پتانسیل زیادی وجود دارد. چگالی انرژی خالص سیستم نوربورنادین-کوادری سیکلان با باتری لیتیوم یون قابل مقایسه است.

اگر محققان موفق به کنترل قابل اعتماد تبدیل برگشت پذیر نوربورنادین-کوادری سیکلان شوند، این نه تنها منجر به یک ماژول خورشیدی کارآمد می شود که برای ذخیره برق نیز مناسب است. تولید مواد مبتنی بر هیدروکربن آلی نیز مقرون به صرفه خواهد بود، نیازی به فلزات کمیاب نخواهد داشت و در پایان چرخه عمر خود به راحتی می توان آنها را به روشی سازگار با محیط زیست بازیافت کرد.
نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع:
Blandina Mangelkramer, Friedrich–Alexander University Erlangen–Nurnberg

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

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



نقش فیوزها در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک
فیوزها در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) نقشی حیاتی برای حفاظت از تجهیزات و ایمنی افراد ایفا می‌کنند. وظایف اصلی فیوزها در این سامانه‌ها عبارتند از:

1. حفاظت از پنل‌های خورشیدی:
در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در پنل‌های خورشیدی، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن پنل‌ها جلوگیری شود.
فیوزها با قطع جریان، از داغ شدن بیش از حد پنل‌ها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

2. حفاظت از کابل‌ها:
در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در کابل‌های رابط بین پنل‌ها و سایر تجهیزات، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن کابل‌ها جلوگیری شود.
فیوزها با قطع جریان، از ذوب شدن کابل‌ها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

3. حفاظت از اینورترها:
در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در اینورترها، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن اینورترها جلوگیری شود.
فیوزها با قطع جریان، از داغ شدن بیش از حد اینورترها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

4. حفاظت از جان افراد:
در صورت بروز نقص الکتریکی در سامانه PV، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از برق گرفتگی افراد جلوگیری شود.

انواع فیوزهای مورد استفاده در نیروگاه‌های خورشیدی:
فیوزهای DC: این نوع فیوزها برای حفاظت از مدارهای DC در سامانه‌های PV استفاده می‌شوند.
فیوزهای AC: این نوع فیوزها برای حفاظت از مدارهای AC در سامانه‌های PV استفاده می‌شوند.
نکات مهم در انتخاب فیوز برای نیروگاه‌های خورشیدی:
جریان نامی: فیوز باید با توجه به جریان نامی مدار انتخاب شود.
ولتاژ نامی: فیوز باید با توجه به ولتاژ نامی مدار انتخاب شود.
ظرفیت قطع: فیوز باید با توجه به ظرفیت قطع مورد نیاز سامانه PV انتخاب شود.

نتیجه:
فیوزها جزئی ضروری از سامانه‌های PV هستند و نقش مهمی در حفاظت از تجهیزات و افراد ایفا می‌کنند. انتخاب و نصب صحیح فیوزها می‌تواند از بروز مشکلات و خطرات احتمالی جلوگیری کند.
کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) نیز الزامات و روش‌های تست فیوزهای مخصوص نیروگاه‌های خورشیدی را به تفصیل ارائه داده که خلاصه آن را به شرح زیر ارائه می‌دهیم.
استاندارد IEC 60269: فیوزها – فیوزهای مخصوص سامانه‌های فتوولتائیک
این بخش از IEC 60269 الزامات و روش‌های تست فیوزهای مخصوص سامانه‌های فتوولتائیک (PV) را ارائه می‌دهد. هدف از این استاندارد، تضمین عملکرد ایمن و قابل اعتماد فیوزها در سامانه‌های PV است.

دامنه کاربرد
این استاندارد برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV با ولتاژ نامی DC تا 1500 ولت و جریان نامی تا 1250 آمپر قابل استفاده است. این استاندارد شامل فیوزهای مورد استفاده در هر دو نوع سامانه PV متصل به شبکه و مستقل از شبکه است.

تعاریف
در این استاندارد، اصطلاحات زیر به کار رفته است:
سامانه فتوولتائیک: سامانه‌ای که از سلول‌های فتوولتائیک برای تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی استفاده می‌کند.
سامانه فتوولتائیک متصل به شبکه: سامانه فتوولتائیکی که به شبکه برق عمومی متصل است.
سامانه فتوولتائیک مستقل از شبکه: سامانه فتوولتائیکی که به شبکه برق عمومی متصل نیست.
فیوز: وسیله‌ای که برای قطع جریان الکتریکی در صورت عبور جریان بیش از حد از آن طراحی شده است.

الزامات
فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV باید الزامات زیر را برآورده کنند:
ظرفیت قطع: فیوز باید قادر به قطع جریان اتصال کوتاه در سامانه PV باشد.
توانایی قطع جریان معکوس: فیوز باید قادر به قطع جریان معکوس در سامانه PV باشد.
ویژگی‌های ولتاژ-جریان: فیوز باید دارای مشخصات ولتاژ-جریان مناسب برای استفاده در سامانه PV باشد.
عایق بندی: فیوز باید دارای عایق بندی مناسب برای استفاده در سامانه PV باشد.
مقاومت در برابر محیط: فیوز باید در برابر شرایط محیطی مختلف مقاوم باشد.
روش‌های تست
این استاندارد روش‌های تستی را برای ارزیابی انطباق فیوزها با الزامات ذکر شده در بالا ارائه می‌دهد.

پیوست‌ها
این استاندارد شامل پیوست‌های زیر است:
پیوست A: الزامات اضافی برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV متصل به شبکه
پیوست B: الزامات اضافی برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV مستقل از شبکه
پیوست C: روش‌های تست برای ارزیابی توانایی قطع جریان معکوس
پیوست D: روش‌های تست برای ارزیابی ویژگی‌های ولتاژ-جریان

فهرست مراجع
• IEC 60269-1:2000, Low-voltage fuses – Part 1: General requirements
• IEC 60269-2:2007, Low-voltage fuses – Part 2: Supplementary requirements for a.c. fuse-links for rated voltages up to 1 000 V
• IEC 60947-1:2007, Low-voltage switchgear and controlgear – Part 1: General rules
تاریخ انتشار
2015
نسخه
1.0
نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع:
کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC)

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

ناترازی برق همسایگان ایران

قسمت اول؛ عراق

 

ناترازی برق به عدم تعادل بین تولید و مصرف برق اشاره دارد. به عبارت دیگر، زمانی که تقاضا برای برق از عرضه آن بیشتر باشد.

شرکت ره آورد آرا نیرو تصمیم دارد در یک رشته مقاله به واکاوی ناترازی برق در ایران و همسایگان خود بپردازد و درنهایت راهکاری مهندسی شده برای گذر از ناترازی در برق ارائه دهد. با ما همراه باشید.

 

وضعیت ناترازی در عراق:

عراق با ناترازی قابل توجهی در برق روبرو است. تقاضا برای برق در این کشور به طور فزاینده ای در حال افزایش است، در حالی که ظرفیت تولید برق به اندازه کافی برای پاسخگویی به این تقاضا افزایش نیافته است.

 

چالش های صنعت برق عراق کمبود تولید، فرسودگی و کمبود تجهیزات در نیروگاه های برق، وابستگی به واردات گاز از ایران، ناتوانی در تامین کامل نیازهای داخلی، قطعی برق به خصوص در فصل های گرم سال که در مناطق مختلف شدت های متفاوتی دارد و اثرات منفی بر زندگی روزمره و فعالیت های اقتصادی گذاشته است.

Direct Cost of Electricity Shortage on Iraqs GDP 2007 2020 Authors analysis - ناترازی برق همسایگان ایران

source:https://www.researchgate.net/

دلایل ناترازی:

 

کمبود سرمایه گذاری:

کمبود سرمایه گذاری در بخش برق، منجر به فرسودگی تجهیزات و ناکارآمدی شبکه برق شده است.

 

البته فساد در بخش برق، که مانع استفاده بهینه از منابع و سرمایه گذاری ها شده است و حملات تروریستی به تاسیسات برق، نیز از چالش های مهم در عراق است.

 

رشد جمعیت عراق نیز از عوامل دیگر این ناترازی است که گرمای هوا، منجر به افزایش استفاده از کولرهای گازی در بخش مسکونی و به تبع آن افزایش تقاضا برای برق در فصل های گرم سال می‌شود.

 

عواقب ناترازی برق، قطعی برق و آسیب به اقتصاد و به تبع آن نارضایتی عمومی است.

 

راه حل های ناترازی:

افزایش سرمایه گذاری: 

دولت عراق باید در بخش برق سرمایه گذاری بیشتری کند تا ظرفیت تولید برق را افزایش دهد.

 

توسعه خطوط انتقال برق: 

دولت عراق باید خطوط انتقال برق را توسعه دهد تا پایداری شبکه برق را افزایش دهد.

افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر: 

دولت عراق باید از منابع انرژی تجدیدپذیر، مانند نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی، بیشتر استفاده کند.

Lincoln AggregationGraphic1 TownEversource - ناترازی برق همسایگان ایران

source:https://www.masspowerchoice.com/

بهینه سازی مصرف: 

دولت عراق باید با برنامه های آموزشی و تشویقی، مردم را به مصرف بهینه برق تشویق کند.

 

چشم انداز:

حل کامل مشکل ناترازی برق در عراق به زمان و سرمایه گذاری قابل توجهی نیاز دارد. انتظار می رود که با اجرای راه حل های ذکر شده، ناترازی برق در سالهای آینده به تدریج کاهش یابد.

 

جزئیات تقاضای برق در عراق:

 

عوامل موثر:

 

جمعیت عراق حدود 40 میلیون نفر است و به طور فزاینده ای در حال افزایش است. افزایش جمعیت، منجر به افزایش تقاضا برای برق در عراق شده است.

رشد اقتصادی عراق در سال های اخیر به طور متوسط ​​4% بوده است. رشد اقتصادی، منجر به افزایش تقاضا برای برق در بخش های مختلف اقتصادی شده است.

عراق در منطقه ای گرم و خشک واقع شده است. استفاده از کولرهای گازی در فصل های گرم سال، منجر به افزایش تقاضا برای برق می شود.

 

میزان تقاضا:

تقاضا برای برق در عراق در حال حاضر حدود 25 گیگاوات است. پیش بینی می شود که تقاضا برای برق در عراق در سال های آینده به طور متوسط ​​5% در سال افزایش یابد.

ظرفیت تولید برق در عراق در حال حاضر حدود 15 گیگاوات است. کمبود تولید برق، منجر به قطعی برق در عراق، به خصوص در فصل های گرم سال، می شود.

 

عراق برای جبران کمبود برق، مجبور به واردات برق از ایران است. وابستگی به واردات برق، عراق را در معرض آسیب پذیری های اقتصادی قرار میدهد.

اقدامات در حال انجام:

دولت عراق در حال سرمایه گذاری در ساخت نیروگاه های جدید، به خصوص نیروگاه های گازی و سیکل ترکیبی، است.

تعدادی از شرکت های ایرانی در حال ساخت نیروگاه های جدید در عراق هستند.

 

توسعه خطوط انتقال برق: 

دولت عراق در حال توسعه خطوط انتقال برق برای افزایش پایداری شبکه برق و کاهش هدررفت برق است.

 

افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر

دولت عراق برنامه هایی برای افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی و بادی، در سال های آینده دارد.

 

چشم انداز:

تقاضا برای برق در عراق در سال های آینده به طور فزاینده ای در حال افزایش خواهد بود. انتظار می رود که با اجرای برنامه های در حال انجام، وضعیت برق در سال های آینده به تدریج بهبود یابد.

 

 

جزئیات نیروگاه های عراق:

 

کل ظرفیت تولید برق نصب شده در عراق حدود 15 گیگاوات است. از این مقدار، حدود 11 گیگاوات از طریق نیروگاه های حرارتی (گازی و فسیلی) و 4 گیگاوات از طریق نیروگاه های برق آبی تامین می شود.

حدود 80% از برق عراق توسط نیروگاه های حرارتی تولید می شود. این نیروگاه ها عمدتاً از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کنند. تعدادی از نیروگاه های حرارتی عراق نیز از مازوت و گازوئیل استفاده می کنند.
حدود 20% از برق عراق توسط نیروگاه های برق آبی تولید می شود.
سد دوکان در شمال عراق بزرگترین منبع تولید برق آبی در این کشور است.

سهم نیروگاه های تجدیدپذیر در تولید برق عراق:

سهم نیروگاه های تجدیدپذیر در عراق هنوز بسیار ناچیز است، با این حال، دولت عراق برنامه هایی برای توسعه این نوع نیروگاه ها در سال های آینده دارد.

با ما در مقالات بعدی همراه باشید. 

نویسنده : مهدی پارساوند

منابع:

• The World Bank
• The International Energy Agency (IEA)

• BP Statistical Review of World Energy

• The Organization of the Petroleum Exporting Countries (OPEC)

• The Arab Electric Power Generation Company (AEPGC)

• Enerdata

• Iraq Ministry of Electricity

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

مهندسان کُرنل یک باتری لیتیومی جدید ساخته اند که می تواند در کمتر از پنج دقیقه شارژ شود

موضوعات: #فناوری #باتری #دانشگاه_کورنل

به گزارش آرا نیرو مهندسان دانشگاه کرنل یک باتری لیتیومی جدید ابداع کرده‌اند که می‌تواند در کمتر از پنج دقیقه – سریع‌تر از هر باتری موجود در بازار – شارژ شود و در عین حال عملکرد پایدار را در چرخه‌های طولانی شارژ و دشارژ حفظ کند.

این پیشرفت می تواند “اضطراب مسافت” را در میان رانندگانی که نگران هستند وسایل نقلیه الکتریکی نتوانند مسافت های طولانی را بدون شارژ مجدد وقت‌گیر طی کنند، کاهش دهد.

لیندن آرچر، استاد مهندسی و رئیس دانشکده، گفت: «اضطراب محدوده نسبت به سایر موانع، مانند هزینه و قابلیت باتری‌ها، مانع بزرگ‌تری برای برق‌رسانی در حمل‌ونقل است، و ما مسیری را برای حذف آن با استفاده از طراحی‌های منطقی الکترود شناسایی کرده‌ایم.» کالج مهندسی کورنل بر این پروژه نظارت داشت. اگر بتوانید باتری برقی را در پنج دقیقه شارژ کنید، نیازی به داشتن باتری زیاد برای برد 300 مایلی ندارید. شما می توانید با تعداد کمتر باتری، قیمت کمتری از ماشین برقی انتظار داشته باشید که می‌تواند هزینه خودروهای الکتریکی را کاهش دهد و امکان پذیرش گسترده تر را فراهم کند.

یافته های تحقیق و انتشار
مقاله این تیم اخیراً در مجله Joule منتشر شده است. نویسنده اصلی شوو جین، دانشجوی دکترای مهندسی شیمی و بیومولکولی است.

به گزارش آرا نیرو باتری‌های لیتیوم یونی یکی از محبوب‌ترین ابزارهای تامین انرژی خودروهای الکتریکی و گوشی‌های هوشمند هستند. باتری ها سبک وزن، قابل اعتماد و نسبتاً کم مصرف هستند. با این حال، آنها ساعت ها طول می کشد تا شارژ شوند، و فاقد ظرفیت برای رسیدگی به نوسانات شدید جریان هستند.
محققان، ایندیم را به عنوان ماده ای استثنایی برای شارژ سریع باتری ها معرفی کردند. ایندیوم یک فلز نرم است که بیشتر برای ساخت پوشش‌های اکسید قلع ایندیوم برای نمایشگرهای لمسی و پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود.

مطالعه جدید نشان می‌دهد که ایندیم دو ویژگی حیاتی به عنوان آند باتری دارد: یک سد انرژی مهاجرت بسیار کم، که سرعت انتشار یون‌ها را در حالت جامد تعیین می‌کند و چگالی جریان مبادله ای متوسط ​​که به سرعت کاهش یون ها در آند مربوط می شود. ترکیبی از این ویژگی ها – انتشار سریع و سینتیک واکنش سطح آهسته – برای شارژ سریع و ذخیره سازی طولانی مدت ضروری است.

نوآوری در طراحی باتری
آرچر گفت: «نوآوری کلیدی این است که ما یک اصل طراحی را کشف کردیم که به یون‌های فلزی در آند باتری اجازه می‌دهد آزادانه حرکت کنند، پیکربندی مناسب را پیدا کنند و تنها پس از آن در واکنش ذخیره‌سازی شارژ شرکت کنند. نتیجه نهایی این است که در هر چرخه شارژ، الکترود در یک حالت مورفولوژیکی پایدار است. این دقیقاً همان چیزی است که به باتری‌های شارژ سریع جدید ما توانایی شارژ و تخلیه مکرر در هزاران چرخه را می‌دهد.»

این فناوری، همراه با شارژ القایی بی‌سیم در جاده‌ها، اندازه و هزینه باتری‌ها را کاهش می‌دهد و حمل و نقل الکتریکی را به گزینه‌ای مناسب‌تر برای رانندگان تبدیل می‌کند.

با این حال، این بدان معنا نیست که آندهای ایندیوم کامل و یا حتی کاربردی هستند.

آرچر گفت: “در حالی که این نتیجه هیجان انگیز است، زیرا به ما می آموزد چگونه به باتری های شارژ سریع برسیم، اما ایندیوم سنگین است.” در اینجا فرصتی برای مدل‌سازی شیمی محاسباتی وجود دارد، تا با استفاده از ابزارهای هوش مصنوعی مولد، یاد بگیریم چه مواد سبک وزن دیگری ممکن است به همان اعداد ذاتا پایین دامکوهلر (Damköhler) دست یابند. به عنوان مثال، آیا آلیاژهای فلزی وجود دارد که ما هرگز آن‌ها را مطالعه نکرده‌ایم که ویژگی‌های مورد نظر را داشته باشند؟ این همان جایی است که رضایت من ناشی می‌شود، اینکه یک اصل کلی در کار است که به هر کسی اجازه می‌دهد آند باتری بهتری طراحی کند که نرخ شارژ سریع‌تری نسبت به فناوری پیشرفته داشته باشد.»
این تحقیق توسط برنامه علوم پایه انرژی وزارت انرژی ایالات متحده از طریق مرکز خواص حمل و نقل Mesoscale، یک مرکز تحقیقات مرزهای انرژی، پشتیبانی شد. محققان از مرکز تحقیقات مواد کرنل استفاده کردند که توسط برنامه مرکز علوم و مهندسی تحقیقات مواد بنیاد ملی علوم پشتیبانی می‌شود.

منبع: «شارژ سریع، ذخیره‌سازی طولانی مدت در باتری‌های لیتیومی» توسط Shuo Jin، Xiaosi Gao، Shifeng Hong، Yue Deng، Pengyu Chen، Rong Yang، Yong Lak Joo و Lynden A. Archer، 16 ژانویه 2024، Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2023.12.022

 

1 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: DEWA

در صحرای خارج از دبی، یک پارک خورشیدی غول پیکر در حال افزایش است. طرح‌هایی برای احداث پانل‌های خورشیدی و آرایه‌های انرژی خورشیدی متمرکز با ظرفیت تجمعی 5000 مگاوات وجود دارد – بزرگترین پارک خورشیدی تک مکان در جهان.

2 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

پارک خورشیدی محمد بن راشد آل مکتوم، از طریق Google Earth مشاهده شده است. این پارک با یک آرایه فتوولتائیک 13 مگاواتی در سال 2013 شروع به کار کرد و به 200 مگاوات در فاز دو و 800 مگاوات در فاز سه (زمان تکمیل در سال 2020) اضافه کرد. اداره برق و آب دبی می گوید کل سرمایه گذاری برای پارک خورشیدی می تواند به 13.6 میلیارد دلار برسد.

3 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

بزرگترین پارک فتوولتائیک جهان در زمان نگارش این مقاله، Tengger در Zhongwei در شمال منطقه خودمختار Ningxia چین دارای ظرفیت گزارش شده 1547 مگاوات است. بر اساس گزارش موسسه اقتصاد انرژی و تحلیل مالی (IEEFA)، توسعه در سال 2012 آغاز شد و شامل 45 پروژه به هم پیوسته است.

4 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

کورنول با بیش از 4.5 میلیون پنل فتوولتائیک و ظرفیت 1000 مگاوات، برای مدتی بزرگترین نیروگاه خورشیدی عملیاتی در سال 2017 بود. هند با مأموریت ملی خورشیدی خود سرمایه گذاری زیادی در انرژی خورشیدی انجام می دهد. تا پایان سال 2018، بر اساس آمار وزارت انرژی های نو و تجدیدپذیر ظرفیت ملی روی شبکه به بیش از 26000 مگاوات رسیده است.

5 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Xiaolu Chu/Getty Images

مزرعه خورشیدی پاندا گرین انرژی که در ژوئن 2017 به شبکه متصل شد، با تصویرسازی پاندا که پس از آن روی نقشه به همین نام نامگذاری شده است. آرایه‌های خورشیدی شکل دو پاندا غول‌پیکر را تشکیل می‌دهند و این شرکت طی 25 سال می‌گوید این پارک 100 مگاواتی می‌تواند 3.2 میلیارد کیلووات ساعت انرژی تولید کند. البته سایت داتونگ تنها بخش کوچکی از سایت عظیم این شرکت است

6 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

نمای وسیع تری از کارخانه پاندا با امکانات دیگر، در جنوب شرقی داتونگ. پای دونده برق خورشیدی Datong دارای ظرفیت خروجی 1070 مگاوات گزارش شده است.

7 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Ethan Miller/Getty Images North America/Getty Images

ایوانپا که در صحرای موهاو واقع شده است، بزرگترین تاسیسات متمرکز انرژی خورشیدی در جهان بود که در سال 2014 افتتاح شد. سه برج 450 فوتی آن با مخازن آب پوشانده شده اند که توسط نور شدید خورشید منعکس شده می جوشند و می‌توانند بر اساس وزارت انرژی ایالات متحده، بخار کافی برای تولید 392 مگاوات برق را تولید کنند.

8 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Huawei FusionSolar

بنا به اعلام IEEFA، پارک خورشیدی Yanchi Ningxia که با دانش خورشیدی و فن‌آوری‌ هواوی ساخته شده است، ظرفیت 1000 مگاواتی دارد و بر اساس اعلام IEEFA، بزرگترین نیروگاه تک سایت فتوولتائیک در جهان بود.

9 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Oliver Weiken/picture alliance/Getty Images

پارک خورشیدی Infinity 50 در جنوب مصر که در مارس 2018 افتتاح شد، اولین ایستگاه از 32 ایستگاه گزارش شده است که پارک خورشیدی Benban را در بر می گیرد. مجموع ظرفیت بنبان پس از تکمیل دارای پیش بینی های متعدد است، از 1465 تا 1650 تا 1800 مگاوات.

10 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

نمای هوایی بنبان در دوره ساخت و ساز از طریق Google Earth. پیش از این در سال 2019 سایر مزارع خورشیدی در سایت 14 مایل مربعی تکمیل شدند، از جمله نیروگاه 186 مگاواتی توسط ACCIONA Energía و Enara Bahrain Spv Wll. شانزده نیروگاه با بودجه بانک بازسازی و توسعه اروپا با هدف کمک به احداث 750 مگاوات نیروگاه خورشیدی به بهره‌برداری رسیده است.

11 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

به گفته توسعه دهندگان آن Karnataka Solar Power Development Corporation Limited، پارک خورشیدی پاواگادا پس از تکمیل، 2000 مگاوات تولید خواهد کرد. این پارک به 40 بلوک تقسیم شده است که هر بلوک 50 مگاوات انرژی دارد و توسعه دهندگان ادعا می کنند که کل 2000 مگاوات تا ژوئن 2019 به شبکه متصل شده است.

12 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: NASA Earth Observatory

پارک خورشیدی سد Longyangxia در استان چینگهای که توسط ماهواره Landsat 8 ناسا در ژانویه 2017 ضبط شد، ظرفیت 850 مگاوات دارد. در آن زمان این سایت دارای 4 میلیون پنل خورشیدی بود که بخشی از تلاش گسترده‌ چین برای تولید 110 گیگاوات انرژی خورشیدی تا سال 2020 بود.

13 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: ALFREDO ESTRELLA/AFP/AFP/Getty Images

با 2.5 میلیون پنل خورشیدی، پارک Enel Green Power در نزدیکی شهر Villanueva دارای ظرفیت 754 مگاوات است. این نیروگاه در مارس 2018 افتتاح شد، زمانی که اولین بخش از سایت به بهره برداری رسید، توسعه دهنده ادعا کرد که بیش از 1 میلیون تن دی اکسید کربن در سال را جبران می کند.

14 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

این پروژه 7180 هکتاری که با نام پارک خورشیدی NP Kunta Ultra Mega نیز شناخته می شود، پس از تکمیل ظرفیت 1500 مگاوات خواهد داشت. اخبار محلی از آغاز تولید برق در ماه می 2016 خبر دادند.

15 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Masen

نیروگاه خورشیدی Noor-Ouarzazate در مراکش بزرگترین سایت متمرکز انرژی خورشیدی در جهان است که برق کافی برای تامین برق شهری به اندازه پراگ تولید می کند. با وسعت 3000 هکتار — معادل 3500 زمین فوتبال — خروجی 580 مگاواتی آن سیاره را از بیش از 760,000 تن انتشار کربن در سال نجات می دهد.

16 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: FADEL SENNA/AFP/AFP/Getty Images

تصویر نور-اورزازات در سال 2016 قبل از برپایی برج متمرکز انرژی خورشیدی. هدف بلندپروازانه انرژی سبز مراکش این است که تا سال 2020
به میزان 42 درصد از انرژی خود را از منابع تجدیدپذیر تولید کند – تا فوریه 2019، این کشور قبلاً 35 درصد از انرژی های تجدیدپذیر را تولید می‌کرد.

17 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

نیروگاه 750 مگاواتی Rewa که توسط دولت ایالت مادیا پرادش در سال 2016 طراحی شد، با کمک وام بانک جهانی ساخته شد. در جولای 2018 شروع به تامین برق کرد.

18 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Woody Welch/Sunpower

پروژه های ستاره خورشیدی در شهرستان کرن در سال 2015 تکمیل شد و شامل 1.7 میلیون ماژول فتوولتائیک با ظرفیت 586 مگاوات – انرژی کافی برای تامین انرژی 255,000 خانوار با اندازه متوسط در کالیفرنیا، بر اساس گزارش BHE Renewables است.

19 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Google Earth

مزرعه ماهی خورشیدی Hangzhou Fengling که در بالای یک ماهیگیری در Cixi، چین ساخته شده است، در سال 2017 با هزینه گزارش شده 262 میلیون دلار تکمیل شد. این مزرعه با وسعت 300 هکتار ظرفیت 200 مگاوات دارد.

20 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: James MacDonald/Bloomberg/Getty Images

این پارک فتوولتائیک 400 میلیون دلاری که در سال 2017 به تصویر کشیده شده است، دارای 1.3 میلیون پنل خورشیدی و ظرفیت 80 مگاوات است — که در زمان تکمیل آن در سال 2010 یکی از بزرگترین پارک‌های جهان است. با 5 کلنی و تعداد حدود 400,000 زنبور عسل که در سال 2018 معرفی شدند.

21 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: Ethan Miller/Getty Images North America/Getty Images

ابتکار خورشیدی پایگاه نیروی هوایی نلیس ترکیبی از ستاره خورشیدی 13.2 مگاواتی Nellis و ایستگاه تولید آرایه دوم خورشیدی 15 مگاواتی است که به پایگاه اجازه می‌دهد در روزهای آفتابی مستقل از انرژی شبکه سراسری باشد. هشت ربات (تصویر) با استفاده از 75 درصد آب کمتر نسبت به روش‌های دستی پنل‌های خورشیدی را تمیز می‌کنند – و می‌توانند تمام 43000 را پنل را در دو روز تمیز کنند.

22 - بزرگ ترین پارک های خورشیدی دنیا

Source: DEWA

رندر دیجیتالی از برج خورشیدی متمرکز که برای پارک خورشیدی محمد بن راشد آل مکتوم در دبی برنامه ریزی شده است.

پارک خورشیدی با رکوردشکنی 13.6 میلیارد دلاری از صحرای دبی برخاست
در زیر آفتاب صحرای عربستان، یک تلاش ساختمانی عظیم در حال پیشرفت است. پارک خورشیدی محمد بن راشد آل مکتوم که در اعماق صحرای دبی واقع شده است – که به نام حاکم امارات و معاون رئیس جمهور و نخست وزیر امارات متحده عربی نامگذاری شده است – همچنان در حال رشد است و به تازگی یک نقطه عطف دیگر را پشت سر گذاشته است.
در دوازدهمین سال توسعه، تصاویر ماهواره‌ای حس مقیاس را به ما می‌دهند: مایل‌ها فتوولتائیک که در امتداد خطوط منظم شرقی-غربی چیده شده‌اند، یکنواختی آنها در تضاد با چین‌ و چروک‌های شن‌های اطراف نیروگاه انرژی بخش است. پس از اتمام، اداره انرژی و آب دبی (DEWA) به سی ان ان گفت که سرمایه گذاری 50 میلیارد درهم (13.6 میلیارد دلار) می تواند انرژی 1.3 میلیون خانه را تامین کند و انتشار کربن را تا 6.5 میلیون تن در سال کاهش دهد.
ساخت این پارک خورشیدی اولین بار در سال 2012 اعلام شد و با تاریخ اتمام برنامه ریزی شده 2030، ساخت پارک خورشیدی 5000 مگاواتی سه برابر برج خلیفه زمان می برد. فازهای یک و دو که در حال حاضر تکمیل شده اند، شامل 2.3 میلیون پنل فتوولتائیک با ظرفیت 213 مگاوات است. به گفته DEWA، فاز سه، بیش از 3 میلیون فتوولتائیک و 800 مگاوات دیگر اضافه کرده است و در سال 2020 تکمیل شده است.
اما پس از سال‌ها گسترش در کف صحرا، پروژه خورشیدی اکنون با فاز شش در حال افزایش است. در سپتامبر 2023 فاز پنجم 900 مگاوات پارک اعلام شد. این شرکت از ترکیبی از فن‌آوری‌های PV و CSP، از جمله بزرگترین نیروگاه CSP تک برجی جهان، استفاده خواهد کرد.
از آینه هایی به نام هلیواستات برای تمرکز نور خورشید در بالای برج استفاده می کند تا جریان نمک های مذاب را گرم کند. گرما برای نیرو دادن به توربین های بخار و تولید برق استفاده می شود.
کریستوس مارکیدس، استاد فناوری‌های انرژی پاک در امپریال کالج لندن، به سی‌ان‌ان گفت: «به طور معمول، CSP بازدهی کمی بالاتر از فتوولتائیک‌ها (PVs) دارد.  CSP انرژی را به عنوان گرما به جای باتری ذخیره می‌کند.  او توضیح داد: ذخیره انرژی حرارتی چیزی حدود 10 برابر ارزان تر از ذخیره انرژی الکتریکی است که به این فناوری مزیتی خاص می بخشد.
عملاً به این معنی است که CSP می تواند حتی بدون خورشید و تا شب نیز به تولید برق ادامه دهد. DEWA گفت: برج دبی می تواند 15 ساعت گرما را ذخیره کند و می تواند 24 ساعت شبانه روز برق را تامین کند. DEWA اضافه کرد که برج CSP پس از تکمیل در ارتفاع 260 متری (853 فوت) قرار خواهد گرفت و توسط 70,000 هلیواستات_ دستگاهی حاوی یک آینه متحرک که برای انعکاس نور خورشید در جهت ثابت استفاده می شود_ احاطه خواهد شد.
علاوه بر برج 100 مگاواتی CSP، فاز چهار نیز 850 مگاوات برق دیگر را از طریق صفحه‌های سهموی (شکل دیگری از CSP) و فتوولتائیک تامین خواهد کرد. از روز، 3 فوریه 2024، این پارک دارای ظرفیت عملیاتی چشمگیر 3100 مگاوات است که آن را به بزرگترین پارک خورشیدی تک سایتی در جهان بر اساس مدل تولید کننده مستقل برق (IPP) تبدیل می‌کند.
مرکز نوآوری پارک همچنان مرکز تحقیقات و توسعه در فناوری های انرژی خورشیدی است.  پروژه های اخیر شامل آزمایش سیستم های خنک کننده پیشرفته برای پنل های خورشیدی و کاوش در تولید هیدروژن با استفاده از انرژی خورشیدی است.
استراتژی انرژی پاک دبی 2050 در تلاش است تا 25 درصد از انرژی خروجی خود را از منابع پاک تا سال 2030 و 75 درصد تا سال 2050 تولید کند که معادل ظرفیت 42000 مگاوات است.
منابع:
CNN Max Burnell, CNN
وب سایت پارک خورشیدی محمد بن راشد آل مکتوم:
http://www.mbrsic.ae/en/about/mohammed-bin-rashid-al-maktoum-solar-park/
وب سایت اداره برق و آب دبی (DEWA):
http://www.dewa.gov.ae/en/
مطالعه موردی
C40 Cities: www.mbrsic.ae/en/about/mohammed-bin-rashid-al-maktoum-solar-park/