تحولات و نوآوری ها در عرصه انرژی با سرعتی خیره کننده در حال گسترش و افزایش هستند و آینده روشن و امیدوارکننده ای را برای صنعت انرژی ترسیم می نمایند. در ادامه به هشت مورد از جدیدترین و تأثیرگذارترین تحولات و نوآوری ها در عرصه انرژی اشاره خواهد شد، نوآوری هایی که می توانند درس آموزنده ای باشند برای مبتکران و شرکت های دانش بنیان و شرکت های تهویه مطبوع که قصد ورود به عرصه انرژی را دارند.
۱) نرم افزاری برای بهینه سازی کارکرد انرژی بادی
در سال های اخیر تلاش های گسترده ای برای طراحی و ساخت توربین های بادی بهتر و بزرگتر صورت گرفته، اما در حال حاضر، ارتقای سطح دانش فنی و نرم افزارهای مخصوص مکان یابی و مدیریت هوشمند مزارع انرژی بادی در اولویت قرار گرفته است. طراحی نرم افزارهای کنترل هوشمند انرژی بادی، عمدتا بر اهداف زیر متمرکز شده اند. با استفاده از داده های هواشناسی و جغرافیای محلی، بفهمیم که کدام مکان برای نصب توربین های بادی مناسب تر است؟ هر توربین در هر سال انرژی می تواند تولید کند؟ با انرژی مازاد تولید شده توسط هر توربین چه می توان کرد؟
خوشبختانه تاکنون اقدامات مطلوبی در زمینه طراحی نرم افزارهایی از این دست صورت گرفته و جدیدترین آنها را هم «شرکت آی.بی.ام» انجام داده است. مهندسان این شرکت توانسته اند ابر کامپیوترهایی را که برای کنترل حجم عظیمی از اطلاعات مرتبط با انرژی باد و مزارع انرژی بادی طراحی شده اند، بسازند تا با استفاده از آنها تمام فرایندهای مرتبط با مکان یابی، نیاز سنجی، نصب توربین، مدیریت انرژی و نگهداری توربین ها توسط نرم افزار های کامپیوتری انجام شود و در کل این فرایند نیازی به حضور و دخالت عامل انسانی نباشد.
۲) نیروگاه خورشیدی خانگی
اگر بخواهید چند پنل خورشیدی را بر روی پشت بام خانه تان نصب و راه اندازی کنید تا از برق تولید شده توسط آنها بهره مند گردید، به طور حتم باید رقم زیادی را برای این کار کنار بگذارید. بدیهی است که انجام چنین امری برای خیلی ها میسر نیست و به همین دلیل، استفاده از انرژی خورشیدی خانگی محدود به کسانی شده که از وضعیت مالی مناسبی برخوردارند، اما این افراد هم در اغلب موارد دغدغه پرداخت قبض برق منزلشان را ندارند و در نتیجه، به دنبال نصب پنل خورشیدی خانگی نیستند، در حالیکه افراد بسیاری هستند که می خواهند در هزینه های انرژی مصرفی خانه شان صرفه جویی کنند، اما استطاعت مالی برای خرید و نصب پنل های خورشیدی را ندارند.
با این همه، گویا خبرهای خوشی برای این افراد در راه است، چرا که شرکت های موفقی چون «سولارسیتی» که بزرگ ترین سازنده و نصب کننده پنل های خورشیدی در آمریکاست و «شرکت گوگل» به طور جدی وارد گود شده اند و می کوشند تا با طراحی و ساخت پنل های خورشیدی ارزان و همچنین ابتکاراتی همچون اجاره به شرط تملیک پنل های خورشیدی و فروش اقساطی آنها، زمینه ای را به وجود آورند که افراد مزبور بتوانند به جای پرداخت قبوض برق منازل شان، قسط پنل های خورشیدی را که شرکت سازنده در اختیارشان قرار داده، پرداخت نماید.
۳) توربین های بادی غول پیکر
هنگامی که به هزینه های مربوط به نصب، راه اندازی و نگهداری توربین های بادی نگاهی می اندازیم، درمی یابیم که تفاوت چندانی در هزینه نصب یک توربين متوسط با توان تولید دو مگاوات ساعت برق، با هزینه مربوط به یک توربین بزرگ با توان تولید شش مگاوات ساعت برق یا بیشتر وجود ندارد. پس چه بهتر که تمرکزمان را بر روی طراحی و ساخت توربین های بزرگتر، به ویژه در دریاها و سواحل قرار دهیم، چرا که در این حالت، می توان انرژی بیشتری را با صرف هزینه کمتری تولید نمود. شاید به همین دلیل هم هست که اخیرا مسابقه هیجان انگیزی بین شرکت های تولید کننده توربین های بادی برای طراحی و ساخت توربین های بادی غول پیکر آغاز شده و جدیدترین شاهکار بیرون آمده از این مسابقه هم یک توربین بادی عظیم الجثه است که «شرکت زیمنس» آن را ساخته است. طول هر کدام از پره های این توربین حدود ۸۰ متر است که با طول دو بال یک فروند هواپیمای مسافربری مدل A380 برابری می کند. شعاع حرکتی پره های آن هم به بیش از ۱۵۴ متر می رسید.
4) روبات هایی برای نصب پنل های خورشیدی
این نوآوری ارزشمند و تاثیرگذار نیازی به توضیح چندانی ندارد. همه ما می دانیم که نصب تعداد زیادی پنل خورشیدی هم فرایندی تکراری و کسل کننده است و هم پرخطر و پرهزینه، چون معمولا باید هزاران قطعه پنل خورشیدی به درستی در کنار هم قرار بگیرند تا یک نیروگاه خورشیدی بکار بیفتد. انجام همه این کارها توسط انسان ها هم معمولا با خطا و خسارت هایی همراه است و بازدهی آنچنانی نیز به دنبال ندارد. اما اخيرا روباتی طراحی و ساخته شده است که وظیفه نصب و تنظیم پنل های خورشیدی را با دقت بسیار بالایی انجام می دهد و طی مدت کوتاهی تمام پنل های خورشیدی یک مزرعه خورشیدی را نصب می کند. مهمتر از آن اینکه وظیفه مهم و حساس تمیز کردن، شستن و نگهداری بهینه این پنل ها را هم بر عهده می گیرد. بدون تردید، به کارگیری این روبات در مزارع خورشیدی می تواند هزینه های نصب و راه اندازی و نگهداری پنل های خورشیدی را به نصف کاهش دهد و در نتیجه، تا حد زیادی از هزینه های تولید برق خورشیدی در آینده بکاهد.
5) باتری های فلزی مایع
یکی از محدودیت ها در زمینه استفاده از انرژی های تجدیدپذیری، چون انرژی خورشیدی و انرژی باد، به محدودیت در ذخیره سازی و توان باتری هایی مربوط می شود که در کنار پنل های خورشیدی یا توربین های بادی نصب می شوند و مورد استفاده قرار می گیرند. این باتری ها هم گران هستند و هم توان ذخیره سازی شان نسبتا پایین است. بنابراین، محققان استرالیایی موفق به ساخت باتری های جدیدی شده اند که چندین برابر باتری های کنونی قابلیت ذخیره سازی انرژی خورشیدی و بادی دارند و می توانند به خوبی به نیازهای انرژی حتی در ساعات اوج مصرف پاسخ بگویند. این باتری ها را «شرکت LMBC» طراحی کرده و ساخته و جدیدترین نمونه آن با توان ذخیره سازی دو مگاوات ساعت برق به زودی روانه بازارهای بین المللی خواهد شد.
6) حرکت آهسته و پیوسته انرژی امواج
نوآوری ها و تکنولوژی های مربوط به انرژی امواجی که همیشه و طور پیوسته در حرکت هستند، در حال پیشرفته تر شدن است و می توان امیدوار بود که انرژی امواج نیز همانند دو خویشاوند نزدیکش، یعنی انرژی خورشیدی و باد، در سرتاسر جهان گسترش یابد. شاید به همین دلیل هم هست که کشورهای برخوردار از امواج سهمگین، از جمله اسکاتلند، نروژ و آمریکا مدتی است که به طور پی در پی در حال صدور مجوزهای تجاری برای ساخت و توسعه نیروگاه های امواج برای تأمین برق مورد نیاز شهرهای ساحلی شان هستند.
۷) ساخت پنل های خورشیدی بسیار نازک با کمک کوره های اپتیکال
در سال های گذشته، محققان کوشیده اند تا برای ساخت پنل های خورشیدی پوشیده شده از سیلیکون نازکتر و یا استفاده از موادی غیر از سیلیکون راهی را بیابند. در جدیدترین تحول در این زمینه، کوره های اپتیکالی طراحی شده اند که قادرند قطر سیلیکون مورد استفاده در پنل های خورشیدی را به نصف کاهش دهند، این امر به معنای کاهش چشمگیر هزینه و همچنین وزن پنل های خورشیدی در آینده ای نزدیک خواهد بود. در این کوره ها سیلیکون تا بدان حد داغ می شود که ضخامتش را تا حد قابل توجهی از دست می دهد، بدون اینکه به توان جذب کنندگی اش لطمه ای وارد شود. خروجی اصلی این نوآوری هم تولید پنل های خورشیدی سبکتر، ارزانتر و انعطاف پذیرتر است.
۸) پشت بام های پیش ساخته برای نصب پنل های خورشیدی
یکی از موانع اصلی بر سر راه نصب پنل های خورشیدی خانگی، زمان بر بودن و پرهزینه بودن فرایند آماده سازی و نصب پنل ها بر روی پشت بام خانه های مسکونی و یا ساختمان های اداری است. به علاوه، برخلاف مزارع انرژی خورشیدی که در محوطه های مسطح قرار دارند و برای نصب پنل های خورشیدی در آنها می توان از روبات ها کمک گرفت، فرایند نصب پنل های خورشیدی بر روی پشت بام ساختمان ها فقط از عهده انسان بر می آید که این کار هم پرهزینه است و هم وقت گیر، چرا که پنل ها می بایستی با زاویه های خاصی در برابر تابش نور خورشید نصب شوند و همین مسأله به زیرسازی و آماده سازی پشت بام ساختمان ها نیاز دارد که چندین روز وقت می گیرد و مستلزم ایجاد تغییراتی در وضعیت پشت بام است. اما اخیرا تعدادی از شرکت های دانش بنیان برای رفع این نیاز و تسریع در فرایند نصب و راه اندازی پنل های خورشیدی خانگی، دست به کار شده اند و صفحات پیش ساخته ای را طراحی کرده اند و ساخته اند که مخصوص نصب پنل های خورشیدی هستند. در نتیجه، با استفاده از این صفحات، می توان تعداد زیادی پنل خورشیدی را تنها طی یک روز بر روی آنها نصب کرد و راه اندازی نمود. بدیهی است که این پشت بام های پیش ساخته کار را برای نصب کنندگان سیستم های انرژی خورشیدی خانگی و البته صاحبان منازل بسیار آسان، کم هزینه و سریع خواهند ساخت.
به طور قطع هر چه به استفاده از انرژی خورشیدی در پروژه های مسکونی و تجاری نزدیک شویم، می تواند نقطه عطفی برای شرکت های فعال در حوزه تهویه مطبوع باشد .
به این دلیل که یکی از دغدغه های اصلی در این سیستم، مصرف برق است و اگر بهینه سازی برای پنل های خورشیدی انجام شود، به صورت مستقیم در صنعت تاسیسات تاثیر ویژه خواهد داشت .
منبع:مجله تاسیسات
