شنبه ۱۷ اردیبهشت ۱۴۰۱ - ۱۰:۵۶
کد خبر82497

ترجمه اختصاصی شهریار/
پنل‌های خورشیدی خانه‌ها را به مولدهای برق تبدیل می‌کنند

image-20220507101527-1.png

سرعت رو به رشد مصرف انرژی جهان در حال حاضر نگرانی‌هایی از قبیل اتمام منابع انرژی، مشکلات تأمین آن و اثرات زیست‌محیطی (از بین رفتن لایه ازون، گرم شدن جهان، تغییرات آب و هوا، و غیره) را افزایش داده است. سهم ساختمان‌ها نسبت به مصرف انرژی جهان، اعم از مسکونی و تجاری، به طور پیوسته در حال افزایش است.

شهریار تبریز-مهراب محرابی‌نیا: امروزه حدود ۴۰ درصد انرژی توسط ساختمان‌ها مصرف می‌شوند. در نتیجه، تحقق رویای ساختمان‌های بدون هدر رفت انرژی از اولویت‌های اصلی برنامه‌ریزان شهری محسوب می‌شود.

سلول‌های خورشیدی یکی از این منابع انرژی است که به روش فتوولتاییک نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. در واقع فتوولتاییک ابزار تولید مستقیم انرژی از نور خورشید بدون آسیب رساندن به محیط زیست، ایجاد آلودگی و نگرانی از بابت تامین انرژی ساختمانها در آینده تلقی می‌شود.

طرفداران و علاقه‌مندان پنل‌های خورشیدی درصدد استفاده از تمامی راه‌ها برای تبدیل هرسطح ساختمان اعم از سطح عمودی به منبع انرژی هستند. برای ساکنین شهری که دسترسی کمتری به پشت بام دارند، سیستم جدید شرکت میترکس که در زمینه انرژی خورشیدی فعالیت می‌کند این امکان را فراهم کرده است که استفاده از انرژی خورشیدی را تقریباً در همه خانه ها میسر سازد. کارشناسان پنل‌های خورشیدی کانادا صفحات فوتوولتاییک تلفیقی با ساختمان را ایجاد کرده‌اند که شبیه نمای آجری، سنگی، چوبی و یا شیشه است. این مواد که قابلیت سازگاری با هرنوع طراحی را دارند، آپشن‌های مختلفی را برای تلفیق پنل‌های خورشیدی با ساختارهای کنونی و یا حتی جدید را در اختیار معماران و برنامه‌ریزان شهری قرار می‌دهد.

فوتوولتاییک‌های تلفیقی با ساختمان می‌توانند به عنوان روکش بر روی نماهای قدیمی و یا حتی نماهای اولیه در ساختمان‌ها بکار گرفته‌ شوند. انعطاف‌پذیری این سیستم شامل اندازه و شکل در جهت طراحی مطلوب نمای ساختمان است. فوتوولتاییک تلفیقی با ساختمان در هر قسمت ساختمان از بالکن گرفته تا دیوارهای آن می‌توانند انرژی خورشیدی را به منبع انرژی تبدیل کنند. هر پنل تا ۳۵۰ وات برق تولید می‌کند. این شرکت همچنین روش‌های مختلف پرداخت را به مشتریان ارائه می‌دهد، بطوری‌که آنها هم می‌توانند کل سیستم را خریداری نموده و یا فقط سخت افزار نصب شده را انتخاب کنند. شرکت میترکس تمامی فرآیند نصب را نیز مدیریت می‌کند.

فوتوولتاییک‌های ترکیب شده با ساختمان‌ها مصالحی هستند که بجای مواد معمولی و سنتی استفاده شده و در پوشش بخش هایی از ساختمان مانند پشت بام، پنجره‌ها، سردر و نمای سازه، به عنوان سلول خورشیدی نیز به کار می‌روند. این نوع سلول‌های ترکیبی به طور فزاینده‌ای در سازه‌های جدید به کار گرفته می‌شوند چرا که به علت ماندگاری بسیار خوب می‌توانند هزینه مصرف‌شده برای مصالح ساختمانی را کاهش دهند.

سلول‌های فتوولتاییک ترکیبی معمولا در شیشه‌های رنگی ساخته می‌شوند، و در واقع علاوه بر کاربرد اصلی می‌توانند به منظور زیباسازی نمای ساختمان نیز به کار گرفته شوند. این سلول‌های ترکیبی می‌توانند گزینه خوبی به جای پنل‌های معمول روی سقف خانه باشند. آنها طوری طراحی شده‌اند تا ضمن محافظت از ساختمان به جای سقف معمول، انرژی خورشید را در ساعاتی که نور خورشید به زمین می‌تابد، جمع آوری کنند. از طرفی دیگر، این سلول‌ها را می‌توان برای سایبان به کار گرفت و زاویه و جهت آنها را طوری تنظیم کرد تا ضمن ایجاد سایه، بیشترین انرژی را از خورشید دریافت کنند.

یکی دیگر از کاربردهای این سلولها در طراحی نورگیرها است که وظیفه آن تأمین همزمان نور و برق برای بخشی از فضای داخلی ساختمان است. با توجه به وجود سلول‌های خورشیدی شفاف و غیرشفاف می‌توان معماری‌هایی بسیار زیبا و دیدنی بدین منظور پدید آورد. این نوع سلولهای خورشیدی استفاده‌شده در سرتاسر دنیا نشان‌دهنده این موضوع است که انرژی خورشید می‌تواند هوشمندانه و به زیبایی به طیف وسیعی از معماری‌ها اعمال شود.

شرکت میترکس در کنار طراحی‌های آماده، طراحی‌های مورد دلخواه مشتریان را در رنگهای مختلف نیز ارائه می‌کند. رنگ‌های تیره‌تر بازدهی بیشتری داشته و انرژی بیشتری نیز تولید می‌کنند. بنابراین، برای قسمت‌های سبک‌ترساختمان، این شرکت امکانات اضافی از قبیل روکش که انعکاس نور را بهبود می‌بخشد و هدررفت انرژی را کم می‌کند را دراختیار مشتریان قرار می‌دهد.

انعطاف پذیری نسخه‌های جدید منابع انرژی امکان دسترسی و استفاده راحتتراز آنها را بیشتر می‌کند. نوآوران و مبتکران از مزرعه بادی نصب‌شده بر روی دیوار گرفته که معمولاً برای خانه‌های شخصی مورد استفاده قرار گرفته می‌شوند تا ژنراتور قابل حمل که با انژی بادی، خورشیدی و برق کار می‌کنند، درپی یافتن راه‌هایی برای آوردن انرژی پایداربه همه خانه‌ها و در دسترس‌قراردادن آن برای همه افراد هستند.

شاید در نگاه اول، تامین انرژی و حفظ شفافیت کامل بعید به نظر می‌رسد. فوتوولتاییکها (یکی از انواع سامانه‌های تولید برق از انرژی خورشیدی) انرژی محیط را با همان فرکانسهایی که چشم انسان می‌بیند استفاده کرده و سعی می‌کند برخلاف پنل‌های خورشیدی شفافیت را نیز به همراه داشته باشد.

تحقیقات ۱۰ سال گذشته در دانشگاه میشیگان و دیگر موسسات پژوهشی بالاخص دانشگاه فنی دلفت (Delft) منجر به پیشرفت‌های زیادی در جهت نیل به هر دو این اهداف شده‌اند. بطوری‌که در پی این تحقیقات، تا بحال متمرکزکننده‌های لومینسنت خورشیدی امیدبخش‌ترین فن‌آوری برای ترکیب الکتریسیته و شفافیت به حساب می‌آیند.

متمرکزکننده‌های لومینسنت خورشیدی (دستگاه هایی تمرکز بر تابش، مخصوصاً تابش خورشید به منظور تولید برق) هم تابش مستقیم و هم پراکنده خورشید را جمع آوری می‌کنند. این نور به یک ابزاری به اصطلاح موج‌بر نفوذ کرده و از طریق آن به کناره‌ها پخش می‌شوند بطوریکه توسط سلولهای فوتوولتاییکی جذب و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

بازده و کارایی این فرایند بیشتر به رنگ‌برها(کروموفورها) بستگی دارد بطوریکه برای افزایش بازدهی ذرات موجود در پوشش لومیسنت باید نور را حد ممکن جذب کنند و همزمان این ذرات می‌بایستی طول موج نور را تغییر دهند تا مانع این باشند که ذرات دیگر در همان مسیر نور را دوباره در سلول‌های فتوولتاییک در اطراف پنجره جذب کنند. این کار به افزایش شفافیت و تولید برق بیشتر می‌شود.

یک سیستم معمولی خورشیدی شامل پنلهای خورشیدی، یک مبدل برای تبدیل برق جریان مستقیم به برق جریان متناوب، تجهیزاتی برای نصب پنل‌ها در پشت بام و سیستم نظارت عملکرد برای کنترل تولید برق است. به این تجهیزات می‌توان یک باتری نیز افزود. اما این باطری چه وظیفه‌ای بر عهده دارد؟

اگر سیستم خورشیدی نصب شده روی ساختمان شما بیشتر از مقدار مصرفی ساختمان، برق تولید کند، می‌توان مازاد برق تولیدشده را در باطری ذخیره کرده، آنرا شارژ کرد و در روزهای ابری یا در طول شب که نور خورشید وجود ندارد از انرژی ذخیره‌شده در آن استفاده کرد و دوباره در روزهای آفتابی آن را به طور کامل شارژ کرد. هر چه ظرفیت باطری مورد استفاده بیشتر باشد، می‌توان انرژی بیشتری را در آن ذخیره کرد.

باطری‌ها نیاز شما را به شبکه برق کاهش داده و اگر بتوانند نیاز ساختمان را در ساعات و روزهایی که نور خورشید در دسترس نیست به طور کامل تأمین‌ کنند، شما از شبکه برق مستقل خواهید شد. با این استقلال شما برنامه مصرف انرژی خود را می‌توانید نظارت کنید و متناسب با نیاز خود از مصرف بیهوده انرژی جلوگیری کنید.

_________________________

منابع:

https://www.springwise.com/search/?type=innovation

https://blog.richardvanhooijdonk.com/en/our-homes-will-soon-generate-their-own-power-building-with-solar-bricks-and-solar-roof-tiles/

ارسال نظر

شما در حال ارسال پاسخ به نظر « » می‌باشید.
1 + 5 =