داگلاس کلیف / شاتر استوک

در 12 ژوئن سال جاری، آخرین نیروگاه زغال‌سنگ باقی‌مانده بریتانیا از خواب 46 ​​روزه بیدار شد تا تقاضای برق برای راه‌اندازی واحدهای تهویه مطبوع را برآورده کند.

این ها بودند شرایط نادر به عنوان هوای گرم در سراسر کشور همراه با باد کم، یک نیروگاه هسته ای در حال تعمیر و یک اتصال برق معیوب با نروژ. اما هوا فقط گرم‌تر می‌شود و این حادثه نقش حیاتی سیستم‌های خورشیدی پشت بام را در سیستم انرژی آینده ما روشن کرده است.

پوچ بودن توسل به زغال سنگ برای تامین برق دستگاه های تهویه مطبوع در طول تابستان در انگلستان به سختی می توان از دست داد. این امر به‌ویژه با توجه به اینکه سیستم‌های خورشیدی پشت بام به طور منحصربه‌فردی برای پاسخگویی به این تقاضا قرار دارند زیرا دمای بالای تابستان با تابش زیاد خورشید همزمان است. آنها همچنین می توانند به سایه انداختن ساختمان ها کمک کنند و به طور موثر تقاضا برای سرمایش را کاهش دهند و مصرف انرژی را کاهش دهند.

تقاضای خنک کننده به تهویه مطبوع محدود نمی شود و می تواند بسیاری از فرآیندهای انرژی بر دیگر را در خانه ها، سوپرمارکت ها، ادارات، بیمارستان ها، کارخانه ها و غیره شامل شود. در بالا و پایین کشور، موتورها کمپرسورهایی را به حرکت در می‌آورند که برای خنک‌کردن یخچال‌ها، فریزرها، مراکز داده، صنایع پردازش مواد غذایی، کولرهای آبی و بسیاری دیگر استفاده می‌شوند.

این تجهیزات با افزایش دمای هوا با شدت بیشتری کار خواهند کرد. به گفته انگلستان دولت برآورد می کنداوج تقاضا برای سرمایش در طول موج گرما می تواند دو برابر میانگین یک روز تابستانی باشد.

مزایای خنک کننده پنل های خورشیدی پشت بام

خورشیدی پشت بام همچنین می تواند با نگه داشتن ساختمان ها در سایه، تقاضا برای سرمایش را کاهش دهد. آ مطالعه انجام‌شده توسط دانشگاه ایالتی آریزونا نشان داد که حتی یک گروه کوچک از پنل‌های خورشیدی که نیمی از سقف را سایه می‌اندازند، بسته به عواملی مانند مکان، نوع سقف و سطوح عایق، می‌توانند منجر به کاهش ۲ تا ۱۳ درصدی تقاضای خنک‌کننده شوند.

اگرچه خورشیدی پشت بام در حال نصب است سریعتر از همیشه در بریتانیا، هنوز به میزان زیادی از آن استفاده نمی شود و تنها در یک ساختمان از هر 30 ساختمان استفاده می شود. نقشه برداری سه بعدی اخیر از کل شهرها و شهرها به این معنی است که تخمین پتانسیل با دقت بیشتری ممکن شده است. ابزارهایی مانند Google Environmental Insights تصاویر ماهواره‌ای را نه تنها برای دیدن تعداد ماژول‌هایی که ممکن است در خطوط آسمان شهر ما نصب شوند، تجزیه و تحلیل کنید، بلکه در کجا باید نصب شوند تا سایه‌اندازی به حداقل برسد و بیشترین برق تولید شود.

احتمالات ناتینگهام و کاونتری را در نظر بگیرید، دو شهر در میدلندز انگلستان که در آن کار می کنیم. اگر ناتینگهام پتانسیل سقف خود را به حداکثر برساند، همه آن پانل ها می توانستند نزدیک به 500 مگاوات برق تولید کنند که تقریباً برابر با یک نیروگاه گازی با اندازه متوسط ​​است. کاونتری با 700 مگاوات پتانسیل بیشتری دارد. این ظرفیت‌ها برابر با یک سوم نیاز برق ناتینگهام و تقریباً نیمی از تقاضای برق کاونتری است - فقط از پشت بام‌های آنها.

در حالی که سیاره گرم ترین دمای خود را در آن تجربه می کند حدود 120,000 سال است، خنک نگه داشتن ساختمان ها حیاتی خواهد بود. در حال حاضر، تقاضای سرمایش عمدتاً توسط ساختمان‌های غیر خانگی هدایت می‌شود، اما پیش بینی نشان می دهد که تا پایان قرن حدود 80 درصد ممکن است از خانه ها بیایند.

این باعث می‌شود که همه چیز ناخوشایند باشد، زیرا از دستگاه‌های تهویه مطبوع خانگی بیشتر در عصرها که افراد بعد از کار یا مدرسه برمی‌گردند استفاده می‌شوند - نه در روز که آفتاب می‌تابد. محققان استرالیایی الف راه حل هوشمندانه برای رفع این عدم تعادل با برنامه ریزی واحدهای تهویه مطبوع برای کار همزمان با سیستم های خورشیدی برای خنک کردن ساختمان ها قبل از رسیدن افراد به خانه.

در مواجهه با چالش‌های آب و هوایی در حال تحول، نقش محوری سیستم‌های خورشیدی در رسیدگی به تقاضای سرمایش تابستانی و افزایش انعطاف‌پذیری آب و هوا روز به روز آشکار می‌شود. در حالی که اتکای غیرمعمول به نیروی زغال سنگ برای تهویه مطبوع بر این فوریت در ماه ژوئن تأکید کرد، یک مشاهدات جالب در ماه بعد ظاهر شد: علیرغم اینکه جولای خنک، ابری و بارانی بود، پنل‌های خورشیدی همچنان حدود 8 درصد از تقاضای برق بریتانیا را تشکیل می‌دهند. با وجود رکوردشکنی دمای تابستان در آن تابستان، این از مقدار جولای 2022 فراتر رفت.

چه اتفاقی افتاده بود؟ اگرچه تولید پنل های خورشیدی در ژوئیه امسال 7 درصد کاهش داشت، اما تقاضای کلی برق تا 15 درصد کاهش یافت که بخشی از آن به دلیل کاهش قابل توجه تقاضا برای خنک کننده بود. ارتباط بین این دو بسیار واضح است.

درباره نویسنده

تام راجرز، مدرس ارشد مهندسی انرژی پایدار، دانشگاه ناتینگهام ترنت; امین الحبایفه، استاد سیستم های مهندسی هوشمند، دانشگاه ناتینگهام ترنت; آنجلینز دوناستورگ سوسادستیار مدرس انرژی های تجدیدپذیر و مدیریت انرژی، دانشگاه کالنتریو وحید وحیدی نسبدانشیار گروه سیستم های قدرت و انرژی، دانشگاه ناتینگهام ترنت

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.