نوشته‌ها

فناوری فتوولتائیک برای سیستم‌های تبرید تراکم بخار
دانشمندان چینی موفق به توسعه یک سیستم تبرید مبتنی بر سلول‌های خورشیدی (فتوولتائیک) با محرک مستقیم برای خنک‌کاری دستگاه‌های الکترونیکی شده‌اند [تصویر پنل‌های خورشیدی روی پشت‌بام]. این سیستم پیشنهادی تاکنون سطوح پایین اگزرژی را ارائه کرده است، در عین حال هزینه‌های آن به مراتب پایین‌تر از فناوری‌های مرسوم تبرید تراکم بخار می‌باشد.

سیستم خنک‌کننده مستقیم با سلول‌های خورشیدی برای خنک‌کاری مؤثر دستگاه‌های الکترونیکی با توان حرارتی بالا

پژوهشگران دانشگاه فناوری هِبِی در چین، یک سیستم تبرید مستقیم با سلول‌های خورشیدی (فتوولتائیک) را برای خنک‌کاری دستگاه‌های الکترونیکی با توان حرارتی بالا و مصرف انرژی پایین طراحی کرده‌اند.
سرپرست این تحقیق، آقای شیائوهوئی یو، به مجله‌ی pv می‌گوید: «این سیستم پیشنهادی، تولید برق از سلول‌های خورشیدی را با خنک‌کاری مستقیم و تبرید تراکم بخار (VCR) ادغام می‌کند. ترکیب میکرو-تبخیرکننده و روش خنک‌کاری مستقیم می‌تواند به بازده تبادل حرارتی خوبی دست یابد.»
این سیستم از دو زیرمجموعه تشکیل شده است: یک واحد فتوولتائیک شامل باتری و کنترل‌کننده‌ی ردیابی بیشترین توان (MPPT)؛ و یک واحد VCR شامل کمپرسور دورانی DC، کندانسور خنک‌شونده با هوای باله‌ها، شیر انبساط الکترونیکی، تبخیرکننده‌ی خنک‌کننده‌ی مستقیم تعبیه‌شده و یک خشک‌کننده.

در پیکربندی سیستم پیشنهادی، کمپرسور دورانی DC، مبرد را به گاز با دما و فشار بالا متراکم می‌کند که سپس برای دفع گرما به کندانسور خنک‌شونده با هوای باله‌ها منتقل می‌شود. محققان توضیح دادند: «مبرد از طریق شیر انبساط الکترونیکی به حالت جریان دو فازی گاز-مایع با دمای پایین و فشار پایین در می‌آید و در نهایت برای جذب گرما از دستگاه‌های الکترونیکی به تبخیرکننده‌ی خنک‌کننده‌ی مستقیم تعبیه‌شده می‌رود.»

واحد فتوولتائیک، کمپرسور DC را تامین انرژی می‌کند و از دستگاه MPPT برای کنترل شارژ و دشارژ باتری‌ها استفاده می‌شود.
این دانشمندان تأکید کردند که توان گرمایشی و سرعت کمپرسور سیستم تأثیر زیادی بر عملکرد اگزرژی زیرمجموعه VCR دارد که به گفته‌ی آنها ارتباط نزدیکی با شدت تابش خورشیدی دارد. اگزرژی حداکثر کاری است که می‌تواند توسط جریان انرژی در هنگام رسیدن به تعادل با محیط مرجع تولید شود.

این گروه عملکرد اگزرژی و اقتصادی سیستم را تحت شرایط عملیاتی مختلف آزمایش کردند و دریافتند که ضریب عملکرد آن زمانی که توان گرمایشی و سرعت کمپرسور به ترتیب 400 وات و 4350 دور در دقیقه باشد، به 8.5 می‌رسد.با توجه به شدت متوسط تابش خورشیدی 776.5 وات بر متر مربع، سلول‌های خورشیدی سیستم ارائه شده با 7 ساعت کارکرد، 1.81 کیلووات ساعت برق تولید می‌کنند، در حالی که 24.9 درصد از برق در زیرسامانه VCR مصرف می‌شود. [تصویر یک سلول خورشیدی]
محققان در این باره افزودند: «باقی‌مانده‌ی برق ذخیره شده و می‌تواند این زیرسامانه را برای 5.3 ساعت بدون تابش خورشیدی به طور مداوم تامین کند.»

دانشگاهیان عملکرد اگزرژی واحد فتوولتائیک و کمپرسور را ناکافی توصیف کردند. آنها اضافه کردند: «سلول‌های خورشیدی با 1059.4 وات بیشترین تخریب اگزرژی را دارند که 91 درصد از کل تخریب اگزرژی سیستم را تشکیل می‌دهد. کمپرسور با داشتن دومین تخریب بزرگ اگزرژی به 86.3 وات می‌رسد و 7.4 درصد از کل تخریب اگزرژی را تشکیل می‌دهد.» همچنین اشاره کردند که افزایش سرعت کمپرسور از 4350 به 6500 دور در دقیقه منجر به دو برابر شدن تخریب اگزرژی خود کمپرسور می‌شود.
با این حال، تحلیل اقتصادی آنها نشان داد که این سیستم نسبت به سیستم‌های VCR متداول 79.5 درصد ارزان‌تر است و زمان بازگشت سرمایه آن حدود 2.2 سال می‌باشد.

یو گفت: «در حال حاضر، تبخیرکننده میکروکانال خنک‌کننده مستقیم تعبیه‌شده در حال آزمایش برای عملکرد بلندمدت در نیمکت تست ما است. کار ما می‌تواند راهنمای توسعه و کاربرد آینده این سیستم باشد. علاوه بر این، می‌تواند توسعه و کاربرد سیستم تبرید تراکم بخار با محرک مستقیم سلول‌های خورشیدی برای گرمایش، سرمایش و آب گرم خانگی را ترویج کند.»

این سیستم در مقاله‌ای با عنوان «ارزیابی انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست‌محیطی سیستم تبرید تراکم بخار با محرک مستقیم سلول‌های خورشیدی برای خنک‌کاری دستگاه‌های الکترونیکی» که اخیراً در مجله‌ی Renewable Energy منتشر شده است، شرح داده شده است.

 

پمپ‌های حرارتی خورشیدی در مقابل پمپ‌های حرارتی هوا

گروهی از پژوهشگران ایرانی ضریب عملکرد و مصرف انرژی دو نوع پمپ حرارتی را با هم مقایسه کرده‌اند: پمپ حرارتی خورشیدی و پمپ حرارتی هوا. آن‌ها دریافتند که عملکرد سالانه این پمپ‌ها تحت تاثیر سه عامل کلیدی قرار دارد: میزان تابش خورشید، دمای محیط و سرعت باد.

یک گروه بین‌المللی از دانشمندان، به مدت یک سال، دو نوع پمپ حرارتی برای گرم کردن آب را با هم مقایسه کردند: یکی پمپ حرارتی خورشیدی با انبساط مستقیم (DX-SAHPWH) و دیگری پمپ حرارتی هوا (AHPWH). عملکرد هر دو سیستم با استفاده از مدل‌سازی عددی بررسی شد و فرض بر این بود که هر دو در تهران، پایتخت ایران، با پارامترهای یکسان به کار گرفته شده‌اند.

گروه تحقیقاتی می‌گوید: «برای اینکه بتوان این آبگرمکن‌ها را با هم مقایسه کرد، فرض می‌کنیم تمام پارامترهای طراحی برای هر دو پمپ حرارتی یکسان بوده و از قطعات مشابهی استفاده شده است.» «در سیستم آبگرمکن پمپ حرارتی خورشیدی، تبخیرکننده همان کلکتور حرارتی تخت خورشیدی است، در حالی که در آبگرمکن پمپ حرارتی هوا، تبخیرکننده یک مبدل حرارتی مایع به هوا با دمای پایین با همان مساحت و پیکربندی کلکتور بدون پوشش است، با این حال، صفحه بالایی آن برداشته شده است.»

فرض بر این بود که کلکتور حرارتی و مبدل حرارتی مایع به هوا دارای مساحت سطح 4.21 متر مربع باشند. در مورد DX-SAHPWH، کندانسور شامل یک لوله مسی مارپیچ ۶۰ متری است که در مخزن آب گرم خانگی غوطه ور شده و به عنوان مبدل حرارتی ترموسیفون عمل می کند. سیال عامل انتخاب شده R-134a است.

دانشگاهیان اضافه کردند: «در فرمول‌بندی آبگرمکن پمپ حرارتی هوا، روابط ترمودینامیکی اجزا و همچنین پارامترها مشابه پمپ حرارتی خورشیدی است. فقط معادله تبخیرکننده نیاز به اصلاح دارد، با فرض اینکه سرعت فن برابر با ۱۰ متر بر ثانیه باشد.»

image 1536x1147 1 - پمپ‌های حرارتی خورشیدی در مقابل پمپ‌های حرارتی هوا

دانشگاه کالج دوبلین، مجله بین‌المللی ترموسیالات، مجوز کریتیو کامنز CC BY 4.0
در این تصویر، دو نوع پمپ حرارتی برای گرم کردن آب به نمایش گذاشته شده است: پمپ حرارتی خورشیدی با انبساط مستقیم (DX-SAHPWH) و پمپ حرارتی هوا (AHPWH). source:https://www.pvmagazine.com

محققان با مدل‌سازی این دو سیستم، ضریب عملکرد ماهانه (COP) و مصرف برق آن‌ها را در طول یک دوره ۱۲ ماهه محاسبه کردند. آنها برای هر ماه، داده های میانگین روزانه در مورد فاکتور ابرناکی، تابش افقی، دمای محیط و سرعت باد را به عنوان ورودی استفاده کردند. در تمام موارد، دمای هدف آب گرم ۵۰ درجه سانتیگراد، ۶۰ درجه سانتیگراد و ۷۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفته شد.

نتایج نشان داد: «مقایسه ضریب عملکرد (COP) بین این سیستم‌ها برای هر سه دمای آب گرم در تمام ماه‌ها نشان می‌دهد که اختلاف کمتر از ۰.۱ در COP وجود دارد. به عبارت دیگر، عملکرد هر دو سیستم در فصول مختلف و نیاز به دماهای مختلف آب تقریباً یکسان است. برای هر دو سیستم، ضریب عملکرد در سردترین ماه ژانویه کمترین مقدار ۲.۰ و در گرمترین ماه مرداد بالاترین مقدار ۲.۸ را دارد. سیستم DX-SAHPWH در تمام ماه ها از نظر ضریب عملکرد عملکرد کمی بهتر از سیستم AHPWH دارد.»

تحلیل مصرف برق نشان داد که هر دو سیستم در فصول مختلف و نیاز به دماهای مختلف آب تقریباً به یک اندازه برق مصرف می کنند. محققان گفتند: «برای هر دو سیستم، مصرف انرژی در سردترین ماه ژانویه کمترین مقدار ۳۸۵۰ مگاژول و در گرمترین ماه مرداد بالاترین مقدار ۴۹۰۰ مگاژول را دارد. سیستم DX-SAHPWH در برخی ماه ها نسبت به سیستم AHPWH کمی کمتر برق مصرف می کند، در حالی که در برخی ماه های دیگر برعکس است.»

گروه علمی با انجام تحلیل حساسیت دریافتند که هنگامی که تابش از ۵۰۰ وات بر متر مربع به ۱۰۰۰ وات بر متر مربع دو برابر می شود، افزایش حرارتی خورشیدی در DX-SAHPWH برای آب گرم با دمای ۵۰ درجه سانتیگراد ۴۹ درصد افزایش می یابد. همچنین برای همین افزایش تابش و دمای آب یکسان، دمای تبخیرکننده از ۲۲.۳۲ درجه سانتیگراد به ۳۴.۶۵ درجه سانتیگراد معادل ۵۵ درصد افزایش می یابد.

آنها افزودند: «با تغییر شرایط آب و هوایی از نظر تابش و دمای محیط در طول سال، عملکرد DX-SAHPWH برای اکثر پارامترهای عملیاتی به طور چشمگیری تغییر می کند. به عنوان مثال، اختلاف دمای تبخیرکننده بین ژانویه و مرداد برای دمای آب گرم ۵۰ درجه سانتیگراد، ۲۱.۸ درجه سانتیگراد (از ۴.۹ درجه سانتیگراد به ۲۶.۷ درجه سانتیگراد) است. به طور مشابه، کار کمپرسور بین ۲۸۵۰ تا ۵۸۶۸ مگاژول در سال متغیر است،

به طور مشابه، کار کمپرسور در طول سال بین ۲۸۵۰ تا ۵۸۶۸ مگاجول تغییر می‌کند، یعنی تغییری معادل ۱۰۶ درصد. با این حال، ضریب عملکرد (COP) برای مخزن آب با دمای ۵۰ درجه سانتیگراد، بین ۲.۰۴ تا ۲.۷۹ نوسان داشته و تغییر کمتری را در ماه‌های مختلف نشان می‌دهد.

پژوهشگران در نتیجه‌گیری خود بیان کردند که برای دماهای پایین‌تر و سطوح بالاتر تابش خورشیدی، استفاده از پمپ حرارتی خورشیدی با انبساط مستقیم (DX-SAHPWH) توصیه می‌شود. اما آن‌ها همچنین اشاره کردند که در دماهای بالاتر و تابش کمتر، پمپ حرارتی هوا (AHPWH) عملکرد بهتری دارد.

یافته‌های این پژوهش در مقاله‌ای با عنوان «عملکرد سالانه مقایسه‌ای پمپ‌های حرارتی خورشیدی با انبساط مستقیم و پمپ‌های حرارتی هوا برای گرمایش آب مسکونی» منتشر شده در مجله بین‌المللی ترموسیالات ارائه شد. این تحقیق توسط دانشمندانی از دانشگاه کالج دوبلین ایرلند، مرکز انرژی MaREI، دانشگاه نفت چین و دانشگاه رایس ایالات متحده انجام شده است.

 247Solar، محصول جانبی MIT، فناوری سیستم انرژی خورشیدی پیوسته را رونمایی کرد

سیستم نوآورانه انرژی خورشیدی متمرکز 247Solar، نور خورشید را برای تولید انرژی پاک و مداوم، در شب و روز ذخیره می‌کند.

 

برای دو دهه گذشته، مزارع نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی تبدیل به منظره‌ای آشنا شده‌اند و انقلابی در نحوه تولید برق ایجاد کرده‌اند. با این حال، کربن‌زدایی کامل به مجموعه‌ای وسیع‌تر از فناوری‌ها نیاز دارد. این به این دلیل است که منابع تجدیدپذیری مانند خورشید و باد متناوب هستند، به این معنی که به طور مداوم برق تولید نمی‌کنند. علاوه بر این، آنها نمی‌توانند دمای بالایی را که برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی حیاتی است، ارائه دهند.

پروژه 247Solar پیشگام رویکردی نوآورانه برای انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) است که این محدودیت‌ها را برطرف می‌کند. سیستم‌های دما-بالای آن‌ها دارای ذخیره‌سازی انرژی حرارتی شبانه است که به آن‌ها امکان می‌دهد شبانه‌روز برق پاک و گرمای صنعتی ارائه دهند.

نوآوری الهام گرفته از MIT داستان 247Solar ریشه‌های عمیقی در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) دارد. بروس اندرسون، مدیرعامل شرکت (فارغ‌التحصیل ۱۹۶۹ و فوق‌لیسانس ۱۹۷۳)، بین سال‌های ۱۹۹۶ تا ۲۰۰۰ مدیر برنامه ارتباط صنعتی (ILP) بود. ILP با اتصال شرکت‌ها به شبکه گسترده دانشجویان، اساتید و فارغ‌التحصیلان MIT، نوآوری را تقویت می‌کند. این تجربه باعث جرقه روحیه کارآفرینی اندرسون شد و او را در معرض تحقیقات پیشگامانه‌ای که از MIT بیرون می‌آمد قرار داد.

یکی از این نوآوری‌ها، مبدل حرارتی با دمای بالا بود که توسط پروفسور فقید MIT، دیوید گوردون ویلسون ساخته شد. اندرسون با ویلسون برای تجاری‌سازی این فناوری همکاری کرد که منجر به تأسیس شرکت 247Solar در اوایل دهه ۲۰۰۰ شد.

مسیر اولیه آن‌ها هموار نبود. یک گیرنده نیروگاه خورشیدی حیاتی در طول آزمایش آسیب دید و شرکت با محدودیت‌های مالی مواجه شد. با این حال، اندرسون همچنان پیگیر بود. تا سال ۲۰۱۵، پیشرفت‌های علم مواد به او اجازه داد تا مبدل حرارتی سرامیکی را با یک آلیاژ فلزی جدید با دمای بالا جایگزین کند و پروژه را احیا کند.

photo 2024 05 05 11 51 28 - 247Solar، محصول جانبی MIT، فناوری سیستم انرژی خورشیدی پیوسته را رونمایی کرد

این سیستم ها می توانند به عنوان ریزشبکه های مستقل برای جوامع یا برای تامین برق در مکان های دور افتاده مانند معادن و مزارع استفاده شوند. منبع: 247 خورشیدی

 

یک طراحی تغییر دهنده بازی سیستم 247Solar از مجموعه‌ای از آینه‌های ردیاب خورشید (هلیostat) برای متمرکز کردن نور خورشید روی یک برج مرکزی استفاده می‌کند. این برج دارای یک گیرنده خورشیدی اختصاصی است که هوا را تا دمای سوزان ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر گرم می‌کند. سپس این هوای داغ توربین‌های منحصر به فرد شرکت را هدایت می‌کند و برق و گرمای صنعتی تولید می‌کند.

درخشش سیستم در ذخیره انرژی حرارتی آن نهفته است. هوای داغ اضافی به یک سیستم ذخیره‌سازی با دوام طولانی هدایت می‌شود، جایی که مواد جامدی را گرم می‌کند که گرما را برای استفاده بعدی نگه می‌دارند. این انرژی حرارتی ذخیره شده در طول شب به نیروی کار تبدیل می‌شود و زمانی که خورشید غروب می‌کند، توربین‌ها را تامین می‌کند.

اندرسون بر تطبیق‌پذیری سیستم تاکید می‌کند. او توضیح می‌دهد: «ما ۲۴ ساعت شبانه‌روز برق ارائه می‌دهیم، اما همچنین یک گزینه ترکیبی گرما و برق را با توانایی ارائه گرما تا ۹۷۰ درجه سانتیگراد برای فرآیندهای صنعتی ارائه می‌دهیم. این یک سیستم بسیار انعطاف پذیر است.»

غلبه بر چالش‌ها و رویارویی با آینده

همه‌گیری کووید-19 طرح‌های 247Solar را برای یک مرکز نمایشی منحرف کرد. با وجود این عقب‌نشینی، علاقه شدید مشتریان شرکت را به جلو سوق داده است. در حالی که انرژی خورشیدی متمرکز در مناطقی با آسمان صاف مانند آریزونا رونق دارد، اندرسون در حال بررسی فرصت‌هایی در هند، آفریقا و استرالیا است.

با نگاهی به آینده، 247Solar به طور فزاینده‌ای در حال بررسی سیستم‌های هیبریدی است که فناوری آن‌ها را با پنل‌های فتوولتائیک (PV) خورشیدی سنتی ترکیب می‌کند. این امر به مشتریان امکان می‌دهد تا از مقرون‌به‌صرفه بودن برق خورشیدی در طول روز استفاده کنند و در عین حال به طور یکپارچه به انرژی 247Solar در شب سوئیچ کنند.

اندرسون می‌گوید: «ما واقعاً به سمت این سیستم‌های هیبریدی حرکت می‌کنیم که مانند یک پریوس کار می‌کنند – گاهی اوقات از یک منبع انرژی و گاهی اوقات از منبع دیگر استفاده می‌کنید.»

باتری‌های حرارتی HeatStorE

این شرکت همچنین با باتری‌های حرارتی مستقل HeatStorE خود سروصدا به پا می‌کند. این باتری‌ها که با استفاده از برق شبکه، PV یا باد به طور الکتریکی گرم می‌شوند، می‌توانند بیش از 9 ساعت گرما را ذخیره کنند و سپس آن را به صورت برق و گرمای فرآیند صنعتی یا فقط گرمای با دمای بالا آزاد کنند. به طور قابل توجهی، اندرسون ادعا می‌کند که باتری‌های حرارتی آن‌ها تنها یک هفتم قیمت باتری‌های لیتیوم یون به ازای هر کیلووات ساعت تولید شده است.

تعهد 247Solar به انعطاف‌پذیری تضمین می‌کند که سیستم‌ها برای پاسخگویی به نیازهای فردی مشتریان در مسیر کربن‌زدایی کامل طراحی شده‌اند. از تامین برق جوامع دورافتاده تا کمک به تلاش‌های کربن‌زدایی صنعتی، فناوری 247Solar راه‌حلی جذاب برای آینده‌ای پاک‌تر و روشن‌تر در زمینه انرژی ارائه می‌دهد.

نقاط قوت 247Solar:

ذخیره‌سازی انرژی حرارتی: این شرکت از یک سیستم ذخیره‌سازی منحصر به فرد برای ذخیره گرمای اضافی در طول روز و استفاده از آن برای تولید برق در شب استفاده می‌کند.

گرمای صنعتی: 247Solar نه تنها برق، بلکه گرمای صنعتی با دمای بالا را نیز ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای مختلف صنعتی مناسب می‌کند.

انعطاف‌پذیری: سیستم‌های این شرکت را می‌توان با نیازهای خاص مشتریان تطبیق داد و آن‌ها را برای طیف وسیعی از برنامه‌ها ایده‌آل می‌کند.

هزینه مقرون به صرفه: باتری‌های حرارتی HeatStorE به طور قابل توجهی ارزان‌تر از باتری‌های لیتیوم یون هستند که هزینه ذخیره‌سازی انرژی را کاهش می‌دهد.

چالش‌های 247Solar:

هزینه اولیه: سیستم‌های 247Solar ممکن است در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدیدپذیر، هزینه اولیه بالایی داشته باشند.

مقیاس: این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه است و نیاز به مقیاس‌بندی برای رقابت با منابع انرژی سنتی دارد.

رقابت: 247Solar با سایر فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر مانند CSP و PV سنتی برای سهم بازار رقابت می‌کند.

نتیجه‌گیری:

موسسه 247Solar یک شرکت نوآور است که در حال توسعه فناوری CSP با ذخیره‌سازی انرژی حرارتی برای ارائه برق و گرمای صنعتی پاک و قابل اعتماد 24/7 است. این فناوری پتانسیل قابل توجهی برای کمک به کربن‌زدایی اقتصاد جهانی را دارد، اما قبل از اینکه به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد، باید بر برخی از چالش‌ها مانند هزینه و مقیاس‌پذیری غلبه کند.
نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: interestingengineering

 

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

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)

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

 

پنل های خورشیدی مونو(تک) کریستال در مقابل پلی(چند) کریستال: تفاوت چیست؟

به گزارش آرا نیرو اکثر پنل های خورشیدی مسکونی این روزها از نوع مونو کریستال مشکی هستند.

در یک نگاه، همه صفحات خورشیدی ممکن است شبیه به هم یا حداقل بسیار مشابه به نظر برسند. با دقت نگاه کنید و متوجه تفاوت های ظریف، یعنی رنگ سلول های خورشیدی خواهید شد. این تفاوت ها هم از نظر هزینه و هم از نظر میزان برق تولیدی می تواند معنی زیادی داشته باشد.

انواع مختلفی از پنل‌های خورشیدی در بازار موجود است، از جمله پنل‌های مونو کریستال، پلی کریستال و لایه نازک، که هر کدام ویژگی‌های عملکردی و قیمت‌های متفاوتی دارند.

انواع مختلف پنل ها می توانند تعیین کنند که چقدر باید پرداخت کنید و به چه تعداد پنل نیاز دارید.

آیا پنل های خورشیدی می توانند در هزینه شما صرفه جویی کنند؟

به تاثیر انرژی خورشیدی که می تواند بر خانه شما بگذارد علاقه دارید؟ برخی از اطلاعات اولیه را به کارشناس های آرا نیرو ارائه دهید، و ما فوراً یک تخمین رایگان از صرفه جویی در انرژی شما ارائه خواهیم کرد.
در اینجا آنچه باید در مورد انواع اصلی پنل های خورشیدی بدانید، آورده شده است.

تعریف پنل های خورشیدی مونو کریستال و پلی کریستال
تفاوت بین دو نوع اصلی پنل های خورشیدی که امروزه نصب می شوند، مونو کریستال و پلی کریستال، با نحوه ساخت آنها شروع می شود، تفاوتی که بر عملکرد آنها، مدت زمان ماندگاری و ظاهر آنها در سقف شما تأثیر می گذارد. Optivolt، یک شرکت فناوری خورشیدی مستقر در سیلیکون ولی گفت که پنل های مونو کریستال معمولا عملکرد بهتری دارند اما کمی هزینه بیشتری دارند.
اگر بازار خورشیدی یک مسابقه بود، پنل های مونوکریستال برنده می شدند. طبق گزارشی که در سپتامبر 2022 توسط آزمایشگاه ملی لارنس برکلی منتشر شد، حدود 90 درصد از صفحات خورشیدی نصب شده در سال 2021 مونو کریستال بودند.

اگر مجبور به انتخاب بین پنل های خورشیدی هستید، احتمالاً بین گزینه های مونوکریستال انتخاب خواهید کرد. صرف نظر از اینکه از بین پنل‌های مونو کریستال انتخاب می‌کنید یا گزینه‌های چند بلوری، باید اندازه پنل‌ها را نسبت به فضای موجود، ضمانت‌های آن‌ها، بودجه و ظاهر آن‌ها در نظر بگیرید.
پنل های خورشیدی مونوکریستال
پنل های مونوکریستال از یک شمش سیلیکونی ساخته می شوند. برای ایجاد شمش، میله ای از سیلیکون کریستالی خالص به نام کریستال دانه در سیلیکون مذاب قرار می گیرد. سپس به آرامی کشیده می شود و به سمت بالا می چرخد ​​و به یک شمش سیلیکونی تبدیل می شود. شمش به صورت ویفرهای نازک بریده می شود که سطح آن زبر شده است تا بتواند نور خورشید بیشتری را شکست دهد. سپس یک لایه فسفر به هر ویفر اضافه می شود. برای ساخت هر پنل خورشیدی بین 32 تا 96 ویفر سیلیکونی خالص نیاز است. هر چه تعداد سلول های سیلیکونی در هر پنل بیشتر باشد، انرژی خروجی بالاتری خواهد داشت.
مدل‌های مونوکریستال کارآمدترین پنل‌های خورشیدی برای تأسیسات مسکونی هستند (به‌طور متوسط ​​بازده 17 تا 22 درصد) اما کمی گران‌تر از نمونه‌های پلی‌کریستالی خود هستند (حدود 1 تا 1.5 سنت دلار به ازای هر وات قبل از نصب). آنها می توانند ظاهری کاملا مشکی داشته باشند که برخی افراد آن را ترجیح می دهند و معمولاً 25 سال ضمانت دارند، اگرچه عمر مفید آنها می تواند بسیار طولانی تر باشد.

photo 2024 01 31 11 09 43 - پنل های خورشیدی مونو(تک) کریستال در مقابل پلی(چند) کریستال: تفاوت چیست؟

پنل های خورشیدی پلی کریستالی
پنل های خورشیدی پلی کریستالی گاهی اوقات پنل‌های خورشیدی چند کریستالی یا چند بلوری نامیده می شوند. آنها همچنین از سیلیکون ساخته شده اند، اما به جای اینکه از یک ویفر ایجاد شوند، از چند قطعه سیلیکون ساخته شده اند. سیلیکون ذوب می شود و سپس به صورت قطعاتی خنک می شود که قبل از برش برای پنل با هم قالب گیری می شوند. فرآیند تکمیل همانند پنل های مونوکریستالی است.
آنها کمی ارزان تر هستند ( 1 تا 1.5 سنت دلار در هر وات قبل از نصب) و کارایی کمتری دارند (به طور متوسط ​​15٪ تا 17٪). آنها همچنین در گرما کمی ضعیف تر عمل می کنند اما هنوز عمر مفیدی دارند که بیش از 20 سال است.

پنل های خورشیدی مونوکریستال در مقابل پلی کریستال
در اینجا به مقایسه دو نوع پنل خورشیدی رایج می‌پردازیم:

ظاهر
زیبایی در چشم بیننده است، اما پنل های مونوکریستال ظاهر تیره تری دارند که با اکثر سقف ها بهتر ترکیب می شود. پنل های پلی کریستالی آبی به نظر می رسند و کمی بیشتر خودنمایی می کنند. در شکل سلول‌های واقعی تفاوت‌هایی وجود دارد، اما احتمالاً آن‌ها به اندازه رنگ چشم را جلب نمی‌کنند.
برنده: مونو کریستال

بهره وری
کارایی پنل، میزان نور خورشید را که یک پنل خورشیدی به برق تبدیل می‌کند اندازه‌گیری می‌کند. هر چه این عدد بیشتر باشد، سیستم کارآمدتر است. پنل‌های مونوکریستال دارای محدوده بازدهی بین 17% تا 22% می باشند در حالی که محدوده کارایی پنل های خورشیدی پلی کریستال از 15% تا 17% می‌باشد.
برنده: پنل های خورشیدی مونو کریستال

ضریب دما
ضریب دما معیاری است که نشان می دهد یک پنل خورشیدی برای هر درجه سانتیگراد بالای 25 (77 درجه فارنهایت) چقدر کارایی کمتری دارد. محبوب‌ترین مدل های مونو کریستال دارای ضرایب دمایی هستند که از -.26٪ تا -.35٪ متغیر است. برای پنل های خورشیدی پلی کریستال، نرخ کمی بدتر است.
برنده: پنل های خورشیدی مونو کریستال

طول عمر
میزان الکتریسیته تولید شده توسط پنل های خورشیدی هر سال کاهش می یابد. این بر طول عمر پنل ها تأثیر می گذارد. برای پنل های خورشیدی مونوکریستال، احتمالاً پس از 25 سال، حدود 85 درصد از خروجی اولیه را خواهید داشت، یعنی مدت زمان یک گارانتی معمولی. بسیاری از سیستم ها می‌توانند حتی بیشتر عمر کنند. تخریب پنل های خورشیدی پلی کریستال اندکی بدتر است که منجر به کاهش شدیدتر و طول عمر کوتاه تر می شود.
برنده: پنل های خورشیدی مونو کریستال

هزینه
هزینه خرید و نصب پنل‌های خورشیدی به تعداد پنل‌هایی که نیاز دارید، میانگین مصرف انرژی، خروجی پنل‌های خورشیدی و میزان نور خورشید در محل خانه‌تان بستگی دارد.

هزینه متوسط ​​نصب خورشیدی بین دو تا سه میلیون تومان در هر کیلووات بسته به محل شما است. برای اولین بار پس از مدت ها، هزینه پنل های خورشیدی در نیمه اول سال 2023 به دلیل تورم و مشکلات زنجیره تامین طولانی افزایش یافت. و البته در نیمه سال دوم کاهش قابل توجهی داشت. علیرغم نوسانات، پنل های خورشیدی پلی کریستالی همچنان ارزان تر به فروش می‌رود، اگرچه احتمالاً در طول عمر پنل های خورشیدی پلی کریستال خود صرفه جویی کمتری خواهید کرد.
برنده: پنل های خورشیدی پلی کریستال

بهترین کاربردها برای پنل های خورشیدی مونوکریستال در مقابل پلی کریستال
پنل های مونوکریستال به دلیل کارایی بالاتر و ظاهر مشکی براق و یکنواخت شناخته شده اند. به این ترتیب، صاحبان خانه ها تمایل دارند از آنها حمایت کنند زیرا کمی زیباتر هستند. با توجه به راندمان برتر آنها، آنها می توانند برق بیشتری را از یک منطقه کوچکتر تولید کنند، و زمانی که اندازه سقف شما کوچکتر است، آنها را به یک انتخاب عالی تبدیل میکند.

علاوه بر این، بازده برق بالاتر پنل‌های مونو کریستال به این معنی است که پول قابل توجهی در قبوض برق خود صرفه‌جویی می‌کنید و در طول زمان بازدهی بیشتری از سرمایه‌گذاری خود دریافت می‌کنید، که احتمالاً بخشی از این دلیل است که آنها معمولاً در برنامه‌های مسکونی نصب می‌شوند.

از سوی دیگر، پنل های خورشیدی پلی کریستال گزینه مقرون به صرفه تری برای مشتریان با بودجه کمتر هستند. آنها به بهترین وجه در ساختمان های تجاری با اندازه سقف بزرگ استفاده می شوند.

photo 2024 01 31 11 09 49 - پنل های خورشیدی مونو(تک) کریستال در مقابل پلی(چند) کریستال: تفاوت چیست؟

چگونه در پنل های خورشیدی صرفه جویی کنیم؟
به گزارش آرا نیرو چندین روش خلاقانه برای صرفه جویی در هزینه سرمایه گذاری در پنل خورشیدی شما وجود دارد. صاحبان خانه می توانند از اعتبارات مالیاتی، کمک های بلاعوض یا سایر مشوق های محلی استفاده کنند که می تواند هزینه خالص سیستم خورشیدی را بدون توجه به نوع پنل خورشیدی انتخاب شده به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
هر سرمایه گذاری در یک سیستم پنل خورشیدی مستلزم تعادل ظریف بین هزینه های اولیه، پس انداز طولانی مدت و موقعیت منحصر به فرد مشتری است. پنل های پلی کریستال مقرون به صرفه تر از پنل های مونو کریستال هستند، اما شما باید با خروجی برق کمتر آنها مبارزه کنید.
انواع دیگر پنل های خورشیدی
پنل های خورشیدی لایه نازک سومین نوع از پنل های خورشیدی محبوب هستند. آنها عمدتاً در مزارع خورشیدی استفاده می شوند و به ندرت برای مقاصد مسکونی به دلیل نسبت راندمان پایین آنها از 10٪ تا 13٪ استفاده می شود. آنها برای تولید همان مقدار الکتریسیته که پنل های خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال دارند، به سطح بزرگتری نیاز دارند. طول عمر آنها معمولاً بین 10 تا 20 سال است.

پنل های لایه نازک علیرغم راندمان نسبتا کم و نیاز به فضای بیشتر، بهترین ضریب دمایی را دارند که آنها را برای استفاده در مکان های با دمای بالا با آب و هوای گرم تر عالی می کند، مثل مناطق گرمسیری ایران همچون اهواز. قیمت صفحات خورشیدی لایه نازک بین 12 تا 15 سنت دلار به ازای هر وات متغیر است.

نتیجه
هنگام انتخاب بین پنل های خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال، درک تفاوت های کلیدی هر دو نوع پنل خورشیدی و اینکه چگونه این تفاوت ها ممکن است بر عملکرد کلی سیستم تأثیر بگذارد، ضروری است. پنل‌های خورشیدی مونوکریستالی برای مصارف مسکونی مناسب‌تر هستند و به دلیل بهره‌وری بالاتر، صرفه‌جویی بیشتری را در یک دوره طولانی ارائه می‌کنند. نکته منفی این است که هزینه بیشتری دارند.

از طرف دیگر، پنل های پلی کریستال کمی ارزان تر از پنل های مونو کریستال هستند اما کارایی کمتری دارند. اگر با یک شرکت خورشیدی کار می کنید، احتمالاً پنل‌های خورشیدی مونوکریستال دریافت خواهید کرد، زیرا آنها بسیار رایج تر هستند. در چند مورد، پنل های پلی کریستالی ممکن است منطقی باشد، اگرچه آنها در حال حاضر سهم بسیار کوچکتری از پنل های بازار را در اختیار دارند.

 

دانشمندان اولین باتری را با استفاده از هموگلوبین ساختند

به گزارش آرا نیرو محققان دانشگاه کوردوبا با همکاری سایر موسسات، نوع جدیدی از باتری را با استفاده از هموگلوبین به عنوان کاتالیزور در باتری های روی-هوا ساخته اند.  این باتری زیست سازگار می تواند تا 30 روز کار کند و چندین مزیت از جمله پایداری و مناسب بودن برای استفاده در دستگاه های بدن انسان را ارائه می دهد.  علیرغم ماهیت غیرقابل شارژ آن، این نوآوری گامی مهم به سوی جایگزین های باتری سازگار با محیط زیست است که محدودیت های باتری های لیتیوم یون فعلی را برطرف می کند.
محققان مؤسسه شیمیایی انرژی و محیط زیست (IQUEMA) در دانشگاه کوردوبا باتری‌ای ساخته‌اند که از هموگلوبین برای تسهیل واکنش‌های الکتروشیمیایی استفاده می‌کند و عملکرد آن را برای تقریباً 20 تا 30 روز حفظ می‌کند.
هموگلوبین پروتئینی است که در گلبول‌های قرمز خون وجود دارد و وظیفه انتقال اکسیژن از ریه‌ها به بافت‌های مختلف بدن (و سپس انتقال دی اکسید کربن) را بر عهده دارد.  میل بسیار بالایی برای اکسیژن دارد و برای زندگی اساسی است، حالا اگر همین هموگلوبین عنصر کلیدی برای نوعی دستگاه الکتروشیمیایی نیز باشد که اکسیژن نیز در آن نقش مهمی دارد، مانند باتری های روی-هوا، چطور؟
این همان چیزی است که گروه های شیمی فیزیک (FQM-204) و شیمی معدنی (FQM-175) در دانشگاه کوردوبا (UCO) به همراه تیمی از دانشگاه پلی تکنیک کارتاخنا پس از مطالعه توسط دانشگاه می‌خواستند آن را تأیید و توسعه دهند. آکسفورد و یک پروژه درجه نهایی در UCO نشان دادند که هموگلوبین دارای خواص امیدوارکننده ای برای فرآیند کاهش و اکسیداسیون (redox) است که توسط آن انرژی در این نوع سیستم تولید می شود.

بنابراین، تیم تحقیقاتی، از طریق پروژه اثبات مفهوم اولین باتری زیست سازگار (که برای بدن مضر نیست) با استفاده از هموگلوبین در واکنش الکتروشیمیایی که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند، توسعه دادند.

مکانیسم و ​​مزایای باتری هموگلوبین
با استفاده از باتری‌های روی-هوا، یکی از پایدارترین جایگزین‌ها برای باتری‌هایی که در حال حاضر بر بازار مسلط هستند (باتری‌های لیتیوم یون)، هموگلوبین به عنوان یک کاتالیزور در چنین باتری‌هایی عمل می‌کند. یعنی پروتئینی است که وظیفه تسهیل واکنش الکتروشیمیایی به نام واکنش کاهش اکسیژن (ORR) را بر عهده دارد و باعث می شود پس از ورود هوا به باتری، اکسیژن در یکی از قسمت های باتری کاهش یافته و به آب تبدیل شود. (کاتد یا قطب مثبت)، الکترون‌هایی را آزاد می‌کند که به قسمت دیگر باتری (آند یا قطب منفی)، جایی که اکسیداسیون روی رخ می‌دهد، می‌رسند.
همانطور که مانوئل کانو لونا، محقق UCO توضیح می‌دهد: «برای اینکه کاتالیزور خوبی در واکنش کاهش اکسیژن داشته باشیم، کاتالیزور باید دو ویژگی داشته باشد: باید مولکول‌های اکسیژن را به سرعت جذب کند و مولکول‌های آب را نسبتاً آسان تشکیل دهد، که هموگلوبین این الزامات را برآورده کرد. در واقع، از طریق این فرآیند، تیم موفق شد نمونه اولیه باتری زیست سازگار خود را با 0.165 میلی گرم هموگلوبین بین 20 تا 30 روز به کار بگیرد.
به گزارش آرا نیرو علاوه بر عملکرد قوی، نمونه اولیه باتری که آنها توسعه داده اند دارای مزایای دیگری نیز می باشد. اول از همه، باتری‌های روی-هوا پایدارتر هستند و می‌توانند در شرایط جوی نامطلوب مقاومت کنند، برخلاف سایر باتری‌هایی که تحت تأثیر رطوبت قرار دارند و برای ساخت آنها نیاز به جوی بی‌اثر است.
ثانیاً، همانطور که Cano Luna استدلال می کند، “استفاده از هموگلوبین به عنوان یک کاتالیزور زیست سازگار با توجه به استفاده از این نوع باتری در دستگاه‌هایی که در بدن انسان ادغام می شوند، مانند ضربان سازها، کاملا امیدوار کننده است.”  در واقع باتری با pH 7.4 کار می کند که PH مشابه pH خون است.  علاوه بر این، از آنجایی که هموگلوبین تقریباً در تمام پستانداران وجود دارد، می توان از پروتئین با منشاء حیوانی نیز استفاده کرد.

چالش ها و جهت گیری های آینده
با این حال، باتری ای که آنها توسعه داده اند، فضا برای بهبود دارد. نکته اصلی این است که این باتری نمونه اولیه است، اینکه فقط انرژی الکتریکی را تخلیه می‌کند و قابل شارژ نیست. بنابراین، تیم در حال حاضر گام‌های بعدی را برای یافتن پروتئین بیولوژیکی دیگری برمی‌دارد که می‌تواند آب را به اکسیژن تبدیل کند و در نتیجه باتری را شارژ کند. علاوه بر این، باتری ها فقط در حضور اکسیژن کار می کنند، بنابراین نمی توان از آنها در فضا استفاده کرد.

این مطالعه که در ژورنال Energy & Fuels منتشر شده است، در را به روی جایگزین‌های کاربردی جدید برای باتری‌ها باز می‌کند، در شرایطی که انتظار می‌رود دستگاه‌های تلفن همراه بیشتر و بیشتر شود، و در آن تعهد فزاینده‌ای به انرژی‌های تجدیدپذیر وجود دارد، به طوری که داشتن وسایلی که انرژی الکتریکی اضافی را به صورت انرژی شیمیایی ذخیره می کنندلازم است. مهمتر از همه، رایج ترین باتری های امروزی، لیتیوم یون، با مشکلات کمبود لیتیوم و اثرات زیست محیطی آن به عنوان زباله های خطرناک مواجه هستند.
منبع: «باتری روی-هوای مبتنی بر هموگلوبین انسانی در یک الکترولیت خنثی» توسط والنتین گارسیا-کابالرو، سباستین لورکا، مارتا ویلا-مورنو، آلوارو کابالرو، خوان جی. گینر-کازارس، آنتونیو جی.
25 سپتامبر 2023، انرژی و سوخت.
doi.org/10.1021/acs.energyfuels.3c02513