بایگانی برچسب برای: نیروگاه خورشیدی مقیاس کوچک خانگی

 

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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/

آبیاری با آب های زیرزمینی از طریق پمپ های خورشیدی:

خطرات و فرصت ها

 

انرژی خورشیدی این امکان را فراهم کرده است که در مناطق خشک و خارج از شبکه برق سراسری، با حفر چاه های عمیق بتوان آب برداشت کرد.

آبیاری با آب های زیرزمینی از طریق پمپ های خورشیدی به طور تصاعدی در کشورهای با درآمد کم و متوسط ​​(LMIC) در حال گسترش است و فرصت ها و خطراتی را ایجاد می کند. در جنوب آسیا، بیش از 500,000 پمپ کوچک مستقل از شبکه قبلاً نصب شده است.

 

 

در جنوب صحرای آفریقا، پمپ های آبی خورشیدی برای گسترش تولید مواد غذایی و کاهش فقر در حال افزایش هستند. خوش‌بینی در مورد آبیاری با انرژی خورشیدی وجود دارد که به LMICها کمک می‌کند تا به تعهدات خود در کاهش تغییرات آب و هوایی عمل کنند، اما بینش‌های علوم رفتاری و شواهد اولیه نشان می‌دهند که محاسبه چنین کاهش‌هایی پیچیده است و احتمالاً کمتر از حد تصور است. پمپاژ آب زیرزمینی احتمالا افزایش می یابد. حرکت حساب شده استفاده از زمین، آب و انرژی در چارچوب های ارزیابی یکپارچه، می تواند به خطرات ناخواسته برای منابع زمین و آب را مدیریت کرده و از قفل شدن منابع جلوگیری کند. با ارزیابی هزینه‌ها و مزایای اجتماعی پمپاژ آب‌های زیرزمینی با انرژی خورشیدی، سیاست‌گذاران می‌توانند در مواردی پیش‌روی کنند که آبیاری، تولید مواد غذایی را گسترش می‌دهد و فقر را کاهش می‌دهد، اما پیامدهای ناخواسته یا نامشخصی برای کاهش آب‌های زیرزمینی و انتشار کربن دارد.

 

این گزارش یک نمای کلی از سیاست ها، مقررات و مشوق‌هایی برای استفاده پایدار از فناوری‌های آبیاری با انرژی خورشیدی است.

تکنولوژی (SPIS) یک راه حل انرژی با تکنولوژی ارزان و بادوام برای کشاورزی آبی است که منبع قابل اعتماد انرژی را در مناطق دوردست فراهم می کند، کمک به برق رسانی روستایی، کاهش هزینه های انرژی برای آبیاری و امکان کشاورزی کم انتشار

 

ترویج استفاده ناپایدار از آب با هزینه کمتر انرژی ممکن است منجر به برداشت بیش از حد از آب های زیرزمینی شود.

 

 تیم Soumya Balasubramanya و همکارانش در یک انجمن سیاسی استدلال می کنند که کاهش انتشار کربن حاصل از انتقال سریع به آبیاری با آب های زیرزمینی از طریق انرژی خورشیدی توسط کشورهای با درآمد کم و متوسط ​​(LMIC) ممکن است انتظارات را برآورده نکند. علاوه بر این، این انتقال می تواند منجر به افزایش استخراج آب های زیرزمینی شود. کاهش هزینه‌های فناوری‌های خورشیدی و تعهدات فزاینده دولت به انرژی پاک باعث رونق استفاده از آبیاری آب‌های زیرزمینی با انرژی خورشیدی در LMIC می‌شود. این منجر به نصب بیش از 500,000 پمپ خورشیدی در سراسر آسیای جنوبی و تعداد تخمینی مشابهی در سراسر جنوب صحرای آفریقا در دهه گذشته شده است. با توجه به این گسترش سریع، اراده‌ای برای گنجاندن کاهش انتشار ناشی از استفاده از پمپ خورشیدی در برنامه های اعتبار کربن وجود دارد. با این حال، طبق گفته Balasubramanya و همکاران، مزایای انتقال به آبیاری با انرژی خورشیدی، از جمله کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط، برای ارزیابی پیچیده است و می‌تواند با خطراتی همراه باشد. اگرچه جایگزینی کامل پمپ های برقی یا دیزلی با پمپ های خورشیدی باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود، اما تضمینی نیست. کشاورزان ممکن است به استفاده از پمپ های قبلی خود ادامه دهند، به ویژه اگر نیازهای آبیاری برآورده نشده داشته باشند، و تغییر کاربری زمین کشاورزی می تواند مصرف انرژی خالص را به طرق مختلف تحت تاثیر قرار دهد. علاوه بر این، حتی اگر آبیاری با انرژی خورشیدی منجر به انتشار خالص صفر شود، افزایش پذیرش می‌تواند برداشت آب‌های زیرزمینی در LMICها را تسریع کند و کاهش آب زیرزمینی را تشدید کند و حیات بسیاری از سفره‌های زیرزمینی را که در حال حاضر در معرض خطر خشک شدن هستند، تهدید کند. بالاسوبرامانیا و همکاران استدلال می کنند که درک بین رشته ای از تغییرات آب، انرژی و کاربری زمین برای توسعه یک چارچوب سیاستی که قادر به مدیریت خطرات و فرصت های بالقوه آبیاری خورشیدی باشد، مورد نیاز است.

کشاورزی آبی در حال تبدیل شدن به دغدغه فزاینده برای امنیت غذایی و البته گرمایش جهانی به دلیل تغییرات آب و هوایی است. آبیاری در حال حاضر حدود 40 درصد از تولید جهانی غذا را در 20 درصد از کل زمین های قابل کشت پشتیبانی می کند. این به حفظ تولیدات کشاورزی علیرغم افزایش تغییرات آب و هوایی از جمله خشکسالی کمک می کند.

در دهه‌های اخیر تغییرات چشمگیری در بخش آبیاری رخ داده است: از دهه 1960 تا 1990، سیستم‌های سطحی در مقیاس بزرگ که توسط سدها و کانال‌ها پشتیبانی می‌شدند غالب بودند. متعاقباً، یک چرخش رادیکال رخ داد. امروزه رشد در بخش آبیاری اساساً مبتنی بر سیستم‌های کوچک‌تر تغذیه‌شده از آب‌های زیرزمینی است که مستقیماً توسط کشاورزان تأمین مالی می‌شود. این سیستم ها توسط پمپ های دستی، دیزلی یا الکتریکی کار می کنند.

 

در حال حاضر حدود 35 تا 40 درصد از کل کشاورزی آبی جهان از آب های زیرزمینی تغذیه می شود. به دلیل انرژی مورد استفاده، این امر به میزان قابل توجهی در انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) کمک می کند. به عنوان مثال، در هند، آبیاری آب های زیرزمینی مسئول حدود 8 تا 11 درصد از کل انتشار است.

 

 

پمپ‌های برقی که عموماً کارآمدتر و هزینه کمتری دارند، در کشورهای با درآمد کم و متوسط ​​که دسترسی به برق در مناطق روستایی غیرقابل اعتماد است، نادر هستند. به عنوان مثال، حدود 600 میلیون نفر در جنوب صحرای آفریقا همچنان بدون برق زندگی می‌کنند. در حالی که برق رسانی در مناطق روستایی جنوب آسیا که اغلب هنوز برق وجود ندارد به طور رسمی 98 درصد است. بسیاری از خانواده های فقیر قادر به پرداخت هزینه اتصال به شبکه نیستند.

 

 

 

عدم دسترسی به برق یا سایر منابع انرژی تجدیدپذیر تأثیر منفی بر توسعه زیرساخت های آبیاری، مراکز فرآوری کشاورزی و تأسیسات خنک کننده دارد. در نتیجه، محصولات غنی از مواد مغذی مانند میوه و سبزیجات، و همچنین مواد غذایی با منشاء حیوانی مانند شیر و تخم مرغ، کمتر در بازارها و خانوارها در دسترس هستند. در عین حال، هزینه بالای و نوسان سوخت دیزل به دلیل بحران های مکرر قیمت، استفاده از پمپ های دیزل توسط کشاورزان فقیرتر را محدود می کند.

 

پمپ های خورشیدی به عنوان یک راه حل؟

یکی از راه حل های ممکن برای این معضل پمپ های آبیاری با انرژی خورشیدی هستند. در دهه گذشته، هزینه پنل های خورشیدی به طور چشمگیری کاهش یافته است و به کشاورزان ثروتمند اجازه می دهد تا پمپ های آبیاری خورشیدی خود را خریداری کنند. سیستم‌های آبیاری خورشیدی از استفاده از سوخت کثیف اجتناب می‌کنند و دسترسی به مناطق دورافتاده روستایی را که نه برق و نه گازوئیل در دسترس هستند، بهبود می‌بخشند.

 

با توجه به اینکه هزینه های سرمایه گذاری برای پمپ های آبیاری با انرژی خورشیدی بسیار بیشتر از پمپ های گازوئیلی یا برقی است، این هزینه ها هنوز گسترده نیافته است. پنل های خورشیدی برای پمپاژ آب برای یک هکتار از عمق 15 تا 20 متری به راحتی می توانند 15,000 دلار آمریکا هزینه داشته باشند. حتی در هند که چندین برنامه یارانه ای برای پمپ های خورشیدی دارد – که تا 90 درصد هزینه پمپ ها را پوشش می دهد – تنها 0.5 میلیون از مجموع حدود 30 میلیون پمپ مورد استفاده در آبیاری با پمپ های خورشیدی جایگزین شده است. علاوه بر این، به دلیل یارانه‌های بالاتر برای پمپ‌های بزرگ‌تر، کشاورزان اغلب فقط می‌توانند سیستم‌های بزرگی را خریداری کنند که آب بیشتری نسبت به مقدار مورد نیاز برای حداکثر آبیاری پمپاژ می‌کنند.

 

از سوی دیگر، کشاورزان در جنوب آفریقا اغلب سیستم‌های سایز کوچک را خریداری می‌کنند، زیرا آنها به سادگی قادر به خرید پنل‌های خورشیدی بزرگ‌تر نیستند.

 

استفاده از آب های زیرزمینی در حال افزایش است – و میزان آب در حال کاهش است. با این حال، افزایش وابستگی به آب های زیرزمینی برای کشاورزی آبی منجر به کاهش سطح آب های زیرزمینی شده است.  در بیشتر کشورها، منابع آب زیرزمینی با برداشت بیش از حد آب از لایه‌های آبدار فرصت اینکه سفره های زیرزمینی دوباره تامین شوند، را از بین برده اند.

 

 علاوه بر این، با توجه به هزینه های بالای سرمایه گذاری در مقایسه با دسترسی به آبیاری سطحی، افزایش آبیاری آب های زیرزمینی نابرابری های اجتماعی را تقویت می کند.

 

 کشاورزان ثروتمندتر به احتمال زیاد قادر به خرید پمپ های موتوری هستند و هنگامی که سطح آب های زیرزمینی کاهش می یابد، چاه های عمیق تری حفر می‌کنند، که در برخی مواقع حتی می تواند مانع دسترسی به آب آشامیدنی شود. چالش‌های کاهش و تخریب آب‌های زیرزمینی توسط پمپ‌های خورشیدی تشدید می‌شود: بدون هزینه‌های مکرر (دیزل)، کشاورزان می‌توانند به اندازه‌ای که نیاز دارند، آب زیرزمینی را پمپاژ کنند و این امر کاهش آب زیرزمینی را تسریع می‌کند.

 

 در عین حال، برای کاهش خطر سقوط سطح آب، کشاورزان باید علاوه بر پمپ خورشیدی، یک سیستم آبیاری قطره ای نیز نصب کنند.

از بحث و گفتگو با کشاورزان در ماه مه 2023 در طی کارگاه آموزشی در مورد آبیاری خورشیدی در دانشگاه خواجه فرید پاکستان، که توسط NEXUS Gains Initiative ثبت شد، به سرعت مشخص شد که سیستم یارانه ای، که با هزینه ها و مالیات های اضافی مختلف همراه است، برای کشاورزان گران تر از  یک پمپ خورشیدی در بازار آزاد میباشد. سه چهارم شرکت کنندگان احساس کردند که فقط کشاورزان در مقیاس بزرگ از برنامه یارانه دولتی بهره می برند. علاوه بر این، آبیاری قطره ای فقط برای مدت کوتاهی مناسب است و هزینه های نگهداری آن بالاست.

 با این حال، این برنامه از طرف پرورش دهندگان میوه و سبزیجات که قبلاً به آبیاری دسترسی نداشتند، و همچنین کشاورزانی با خاک های شنی حمایت شد. اما حتی بدون یارانه، کشاورزان در پنجاب پاکستان به طور فزاینده ای در سیستم های پمپاژ خورشیدی سرمایه گذاری می کنند. بر اساس نظرسنجی موسسه بین المللی مدیریت آب از 300 کشاورز که چنین سیستم هایی را خریداری کرده اند، دلیل اصلی را افزایش هزینه انرژی و سایر هزینه های تولید کشاورزی مطرح نموده‌اند. این بررسی در ارتباط با پروژه آبیاری خورشیدی برای مقاومت کشاورزی با حمایت آژانس توسعه و همکاری سوئیس انجام شد.

 

 

 

شرکت کنندگان در کارگاه به تعدادی از عوامل اشاره کردند که تاثیر منفی بر خرید پمپ های خورشیدی دارند. اینها شامل پنل های خورشیدی ضعیف و تجهیزات مرتبط، استاندارد نبودن پمپ ها و هزینه اولیه بالای پمپ های خورشیدی است. علاوه بر این، بانک‌ها و سایر مؤسسات مالی برای خرید پمپ‌های خورشیدی تسهیلات مالی ارائه نمی‌دهند، درحالیکه عمدتاً برای کودها و بذرهای ارزان‌قیمت وام می‌دهند.

 

شرکت کنندگان همچنین از خطری که سطح آب را تهدید می کرد آگاه بودند. بیش از 80 درصد گفتند که سطح آب های زیرزمینی در دهه گذشته کاهش یافته است و 72 درصد معتقد بودند که پمپ های خورشیدی (در مقایسه با پمپ های دیزل) سطح آب های زیرزمینی را بیشتر کاهش می دهد.

 

چگونه می توان انرژی خورشیدی را بهتر در آبیاری جای داد؟

برای پیشرفت انرژی های تجدیدپذیر، باید راه حل‌هایی یافت که به طور همزمان اهداف اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی را برآورده کنند. برنامه CGIAR NEXUS Gains بر روی دسترسی به فناوری های انرژی تجدیدپذیر برای کشاورزان فقیرتر در جنوب آسیا و جنوب صحرای آفریقا تمرکز دارد.

 

برای این منظور، به چندین موضوع می پردازیم:

 

در مرحله اول، ارائه اطلاعات بهتر در مورد منابع برداشت آب با انرژی تجدیدپذیر (پمپ های آب خورشیدی) و همچنین جمع آوری داده ها در مورد بهینه سازی اندازه سیستم های انرژی تجدیدپذیر روستایی مهم است. سیستم های با اندازه نامناسب یا هزینه زیادی دارند یا انرژی بسیار کمی تولید می کنند. ابعاد می تواند با استانداردسازی تجهیزات انرژی های تجدیدپذیر همراه باشد.

 

گام دوم تقویت محیط سیاسی و مالی برای سیستم‌های انرژی های تجدیدپذیر است. مدل های تجاری و مالی باید ایجاد شود که برای کشاورزان فقیر جذاب باشد. این شامل ارائه اطلاعات جامع به کشاورزان و به ویژه کشاورزان زن در مورد گزینه های تامین مالی موجود و دسترسی به منابع مالی برای سیستم های انرژی تجدیدپذیر می شود.

 

سوم، افزایش سرمایه گذاری در سیستم های انرژی تجدیدپذیر روستایی که از استفاده مولد حمایت می‌کنند، ضروری خواهد بود. این اجازه می دهد تا هزینه سیستم ها حتی بدون برنامه های یارانه ای که فقط به کشاورزان ثروتمند می رسد بازیابی شود.

 

علاوه بر این، نهادهای محلی برای مدیریت بهتر آب‌های زیرزمینی نیاز به حمایت دارند تا جوامع روستایی بتوانند خودشان آب های زیرزمینی خود را مدیریت کنند.

 

مؤسسه IFPRI و NEXUS Gains نیز با پروژه ای در هند که توسط دولت آلمان و دیگران حمایت می شود، روی این موضوع دشوار کار می کنند. هدف آن بهبود دانش محلی و درک سیستم های آب زیرزمینی و حمایت از مدیریت جمعی منابع آب زیرزمینی است.

 

به عنوان یک گام نهایی و فراگیر، دولت ها و سایر سرمایه گذاران باید بر اقدام در انزوا غلبه کنند. مداخلات در بخش های انرژی، آب و غذا نباید به صورت مجزا و جدا از یکدیگر دیده شوند. باید اطمینان حاصل شود که سرمایه گذاری در انرژی های تجدیدپذیر هم تامین آب و انرژی و هم امنیت غذایی را (به طور همزمان) بدون آسیب رساندن به محیط زیست بهبود می بخشد. تنها در این صورت است که می توان به مزایای آبیاری با انرژی های تجدیدپذیر به طور کامل و پایدار پی برد.

 

نویسنده: مهدی پارساوند

 

منابع:

https://doi.org/10.1126/science.adi9497?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news

 

Xie, H., C. Ringler and A. Mondal. 2021. Solar or Diesel: A Comparison of Costs for Groundwater-Fed Irrigation in Sub-Saharan Africa Under Two Energy Solutions. Earth’s Future 9(4): e2020EF001611

 

طراحی جدید برای پمپ های حرارتی ترموالکتریک به خروجی بالاتر و ضریب عملکرد بهتر انجامید

 

به گزارش آرا نیرو دانشمندان در بریتانیا ترکیب پمپ های حرارتی ترموالکتریک مسکونی را با مخازن ذخیره گرما پیشنهاد کرده اند و دریافته اند که این راه حل، خروجی حرارت بالاتر، ضریب کارایی بالاتر و زمان گرمایش کوتاه‌تر را ارائه می دهد. آنها تاکید کردند که پمپ های حرارتی ترموالکتریک به راحتی با نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک DC قابل ترکیب هستند.

 

محققان دانشگاه دورهام در بریتانیا طرح جدیدی را برای پمپ‌های حرارتی ترموالکتریک (TeHPs) پیشنهاد کرده‌اند که دارای تمامی مزایایی است که فناوری پمپ حرارتی ارائه می‌دهد، به‌ویژه زمانی که در ساختمان‌های مسکونی، بهره‌برداری می‌شود.

 

 آنها توضیح دادند که TeHP ها می توانند به طور مستقیم توسط پنل های خورشیدی فتوولتائیک تغذیه شوند، در حالی که عملکرد بی صدا و قابلیت اطمینان بالا را به دلیل عدم وجود قطعات متحرک ارائه می‌دهند.  با این حال، آنها همچنین اذعان کردند که ضریب عملکرد آنها در حال حاضر کمتر از پمپ های تراکم حرارتی بخار معمولی است.

 

 نوآوری رویکرد پیشنهادی شامل ادغام TeHP با ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی فصلی (SSES) است که به گفته دانشمندان، عدم تطابق فصلی مربوط به توان حرارتی تولید شده، توسط هر دو سیستم فتوولتائیک و سیستم حرارتی خورشیدی (PVT) را جبران می‌کند.

 

 آنها توضیح دادند: “تا جایی که ما می دانیم، مطالعات کمی چنین راه حلی را در نظر گرفته اند.”  آنها با اشاره به امکان سنجی فنی-اقتصادی این سامانه و کمیت‌سازی، مزایایی که می تواند به همراه داشته باشد، گفتند: هدف گروه ما پر کردن این خلاء است و برای این کار باید دو موضوع مهم حل شود.

 

 به گزارش آرا نیرو در مقاله “مدل سازی و خصوصیات تجربی پمپ حرارتی ترموالکتریک آب به هوا با ذخیره انرژی حرارتی” که در مجله انرژی منتشر شده است، گروه تحقیقاتی بیان کرده که سیستم آزمایشی یک واحد TeHP با برق DC، یک مخزن ذخیره گرما و یک آزمایش را ادغام می کند، همراه با یک سیستم ثبت اطلاعات. واحد TeHP بر اساس یک ماژول ترموالکتریک (TeM)، یک هیت سینک با پره آلومینیومی در سمت گرم TeM و یک صفحه خنک کننده با آب در سمت سرد TeM است.

 

 

دانشگاهیان توضیح دادند: “ظرفیت گرمایش کل واحد TeHP را می توان با افزایش تعداد کل TeMها افزایش داد.” برای افزایش انتقال حرارت بین TeM و هیت سینک و همچنین انتقال حرارت بین TeM و صفحه خنک‌شده با آب، یک خمیر با رسانایی حرارتی بالا در دو طرف TeM قرار داده شد تا مقاومت‌های حرارتی تماس را کاهش دهد. ”

 

آنها همچنین یک فن با جریان متقاطع را در سمت هیت سینک قرار دادند تا تبادل حرارت بین جریان هوا و هیت سینک افزایش یابد. آنها با اشاره به اینکه از آب به عنوان سیال انتقال حرارت و ذخیره گرما استفاده می شود، افزودند: مخزن ذخیره حرارت ساخته شده از فولاد ضد زنگ دارای قطر داخلی 25 میلی متر، ارتفاع 250 میلی متر و ضخامت 2 میلی متر است. علاوه بر این، یک حلقه گردش آب پمپ شده، مخزن ذخیره گرما را به صفحه خنک‌شده با آب متصل می‌کند.

 

در یک سری شبیه‌سازی که از طریق ابزار شبیه‌سازی TRNSYS اجرا شد، تیم تحقیقاتی گرمای بالقوه تولید شده از سیستم‌های PVT یا کلکتورهای حرارتی خورشیدی و عملکرد خروجی واحد TeHP را در مقایسه با یک سیستم مرجع بدون ذخیره‌سازی گرما محاسبه کردند. این نشان داد که ادغام TeHP ها با مخازن ذخیره گرما سه مزیت اصلی دارد.

ابتدا، دانشگاهیان متوجه شدند که مخزن ذخیره سازی خروجی حرارت TeHP را در مقایسه با TeHP بدون مخزن 3 درجه سانتیگراد افزایش می دهد.  سپس، آنها دریافتند که COP TeHP با ذخیره گرما 1.97 و TeHP بدون مخزن 1.5 بود. علاوه بر این، شبیه سازی نشان داد که زمان مورد نیاز برای گرم کردن جعبه آزمایش به میزان 18 متر کاهش یافته است، که طبق گزارش ها دستیابی سریع به دمای مورد نظر را تضمین می کند.

 

 دانشمندان گفتند، اگرچه این نتایج امیدوارکننده است، اما امکان‌سنجی فنی-اقتصادی این سیستم هنوز نامشخص است. آنها با اشاره به دوره بازپرداخت فعلی سیستم تاکید کردند: “این به این دلیل است که اگرچه استفاده از ذخیره سازی حرارتی عملکرد خروجی TeHP را افزایش می دهد، اما برای تاسیسات ذخیره سازی گرما در مقایسه با TeHP مستقل هزینه‌های اضافی ایجاد می کند.” فلذا 8.5 سال تخمین زده می‌شود.

 

 با نگاه به آینده، گروه تحقیقاتی قصد دارد پیکربندی سیستم را بر روی یک ساختمان واقعی در بریتانیا آزمایش کند.

 

نویسنده: Emiliano Bellini

– نیروگاه خورشیدی در مقیاس کوچک یا اصطلاحا نیروگاه خورشیدی خانگی، برای محیط زیست بهترین است، اما agrivoltaics ممکن است پاسخ بهتری داشته باشد؛

 

تجزیه و تحلیل چرخه حیات نشان می دهد که اگرچه برای محیط زیست بهتر است که خورشیدی را روی سقف قرار دهد، اما ترکیبی از هر دو مورد نیاز است.

 

مطالعه‌ای که در دانشگاه وسترن انتاریو انجام شد، تأسیسات خورشیدی بزرگ و کوچک را با هم مقایسه کرد و به این نتیجه رسید که سیستم‌های خورشیدی در مقیاس کوچک حتی از بزرگترین، کارآمدترین پروژه خورشیدی در مقیاس کاربردی، برای محیط زیست بهتر هستند.

 

 بر اساس گزارش انرژی و منابع ارنست اند یانگ، که اشاره می کند که میانگین موزون جهانی، انرژی خورشیدی در ایالات متحده و کانادا تا حدودی در حال افزایش است زیرا امروزه انرژی خورشیدی کم هزینه‌ترین شکل برق جدید در بسیاری از بازارها است.  هزینه یکسان شده برق (LCOE) برای انرژی خورشیدی 29 درصد کمتر از ارزان ترین جایگزین سوخت فسیلی است.

 

 برای از بین بردن انتشار کربن و برآورده کردن اهداف انرژی پاک ایالات متحده و کانادا، تعداد زیادی پنل خورشیدی باید نصب شود.  مطالعه‌ای که به پتانسیل agrivoltaic در کانادا نگاه کرد، پیش‌بینی کرد که اگر مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ نصب کنیم، تنها به ۱٪ از زمین‌های کشاورزی کانادا برای جبران سوخت‌های فسیلی برای تولید برق نیاز داریم. در حالی که این مقدار کمی از زمین است، محققان دانشگاه غربی انتاریو این سوال را مطرح کردند که آیا برای محیط زیست بهتر است چند مزرعه خورشیدی در مقیاس بزرگ وجود داشته باشد یا بسیاری از سیستم‌های کوچکتر روی پشت بام.

 

 مطالعه تجزیه و تحلیل چرخه حیات که توسط ریا روی و جاشوا ام. پیرس انجام شد، سیستم‌های خورشیدی پشت بام را با سیستم‌های PV خورشیدی در مقیاس چند مگاواتی از زمان تولید تا از کار افتادن مقایسه کرد. آنها دریافتند که سیستم های خورشیدی پشت بام 21 تا 54 درصد انرژی ورودی کمتری نیاز دارند، 18 تا 59 درصد معادل دی اکسید کربن کمتری را در انتشار گازهای گلخانه ای تولید می کنند و مقدار کمتری از آب را بین 1 تا 12 درصد در هر کیلووات پیک مصرف می کنند.

Source: ClimateRealityProject.org

بنابراین محققان محاسبه کردند که زمان بازگشت سرمایه نیروگاه‌های خورشیدی پشت بامی تقریباً 51 تا 57 درصد کمتر از سیستم‌های خورشیدی نصب‌شده روی زمین در همه مکان‌ها است، دلیل اصلی آن این است که سیستم‌های پشت بام به فنس یا نگهبان مورد استفاده در فضای بزرگ نیاز ندارند. به علاوه اینکه پروژه های نیروگاه خورشیدی مقیاس کوچک معمولاً به خطوط انتقال نزدیکتر هستند، در حالی که بسیاری از نیروگاه‌های بزرگ مقیاس نیاز به اضافه کردن خطوط انتقال برق تا پست محلی دارند که در صورت اجرای مسافت طولانی باید تلفات انتقال را محاسبه کنند.

Source: Joshua M. Pearce

محققان دریافتند که کاهش دی اکسید کربن برای تاسیسات خورشیدی در مقیاس بزرگ در سطح زمین، 378 تا 428 درصد بیشتر است، در مقایسه با خورشیدی روی پشت بام برای همان ماژول‌ها.

 

واقعیت

 

در حالی که تحقیقات نشان می‌دهد که نصب‌ نیروگاه‌های خورشیدی کوچک و پشت بامی برای محیط‌زیست بهتر هستند، محققان به این نتیجه رسیدند که ترکیبی از هر دو مورد نیاز است زیرا اگر گرمایش و حمل‌ونقل را در نظر بگیریم، سقف‌های کافی برای رفع نیازهای برق‌رسانی وجود ندارد. به گفته نویسندگان این مطالعه، Agrivoltaics، که دارای کاربرد دوگانه است، مزایایی دارد زیرا از زمین هم برای تولید انرژی و هم برای تولید غذا استفاده می کند.

 

منبع:

pv-magazine