به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، افزایش تقاضا برای شهرنشینی منجر به رشد تقاضا برای برق پایدار، حمل‌ونقل، گرمایش و سرمایش می‌شود. شهرها در خط مقدم انتقال انرژی قرار دارند و انرژی خورشیدی یکی از راه‌حل‌های کلیدی برای حمایت از شهرها در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با انرژی و ایجاد دسترسی به انرژی ارزان و قابل اعتماد برای همه است. علاوه بر این، شهرها فضاهای ساختمانی زیادی مانند پشت‌بام‌ها، برای قرار دادن پنل‌های خورشیدی ارائه می‌کنند و می‌توانند به عنوان شرکای مهمی برای استقرار پنل‌ها باشند مدیران شهری به دنبال راه‌حل‌هایی هستند تا بتوانند بهره‌وری از انرژی خورشیدی را به بیشترین حد ممکن برسانند، زیرا علاوه بر در اختیار داشتن ساختمان‌های عمومی، می‌توانند قوانینی را برای برنامه‌ریزی شهری و صدور مجوزهای نصب پنل خورشیدی تنظیم کنند.
افزایش استفاده از انرژی خورشیدی در شهرها
راه‌حل‌های مختلفی برای رسیدگی به مشکلات استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد از جمله آگاه‌سازی شهروندان، پشت‌بام‌های چندمنظوره، تعیین استانداردهای بام خورشیدی و تبدیل شدن شهرها به یک نقطه تبادل واحد که اجرای این راه‌کارها و میزان موفقیتشان بسته به عواملی مانند سیاست‌های دولت و سرمایه‌گذاری از مکانی به مکان دیگر متفاوت است. در ادامه به مثال‌هایی از این راه‌کارها که در بعضی شهرها اجرا شده است اشاره می‌شود.
آگاه‌سازی شهروندان، بروکسل و زاگرب
به منظور افزایش اطلاعات شهروندان محلی در مورد پتانسیل خورشیدی شهرها، شهر بروکسل یک نقشه خورشیدی ایجاد کرده است که تخمین اولیه‌ای از پتانسیل خورشیدی پشت‌بام را برای تمام پشت‌بام‌های منطقه بروکسل ارائه می‌دهد. این نقشه خورشیدی فرصت‌های مالی، زیست‌محیطی و انرژی موجود برای نصب پنل‌های خورشیدی در محدوده ۱۲ کیلووات‌برثانیه را در پشت‌بام‌های خاص نشان می‌دهد که برای همه شهروندان و شرکت‌های خصوصی قابل دسترسی است.
در سال ۲۰۲۲، شهر زاگرب در کرواسی به همراه آژانس منطقه‌ای انرژی و آب‌وهوای شمال غربی کرواسی (REGEA)، تعدادی ابزار فناوری اطلاعات مرتبط با انرژی را برای شهروندان توسعه داد که از جمله این ابزار می‌توان به اطلس انرژی زاگرب، و مانیتور بازسازی ساختمان عمومی اشاره کرد.
پشت‌بام‌های خورشیدی چند منظوره، اسلو و برلین
در سال ۲۰۲۲، یک استارتاپ نروژی، پروژه آزمایشی با پنل‌های خورشیدی دو وجهی عمودی روی بام سبز (بام بیوسولار) مدارس اسلو را راه‌اندازی کرد. نتیجه این پروژه آزمایشی دسترسی به تقریباً پنج کیلووات‌برثانیه انرژی مفید بود و در سال ۲۰۲۳، نصب تجهیزات به ۵۰ کیلووات‌برثانیه افزایش یافت تا کل پشت‌بام را پوشش دهد.
در برلین، از اول ژانویه ۲۰۲۳، ساختمان‌های جدید و ساختمان‌های موجود که مورد بازسازی اساسی قرار می‌گیرند، باید در پشت‌بام ساختمان خود و یا در نمای ساختمان به سیستم خورشیدی مجهز شوند. ساختمان‌های جدید باید حداقل ۳۰ درصد از سطح ناخالص بام و ساختمان‌های موجود حداقل ۳۰ درصد از سطح خالص بام را با سیستم‌های فتوولتائیک پوشش دهند.
شهرها به عنوان یک نقطه انتقال انرژی، پرچ کرواسی
شهر پرچ در کرواسی به عنوان اولین امضاکننده میثاق شهرداران، متعهد به کاهش ۴۰ درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای تا سال ۲۰۳۰ شد. مدیران این شهر، شهروندان را تشویق می‌کنند تا با مشارکت در طرح‌های انرژی در انتقال انرژی نقش مؤثر داشته باشند. پرچ در حال راه‌اندازی مدل‌های مالی جدید و قابل دوام برای بهسازی انرژی در ساختمان‌های عمومی تاریخی، با استفاده از یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر متعلق به جامعه است. علاوه بر این، در ابتدای سال ۲۰۲۳، پرچ «دفتر آفتابی» خود را افتتاح کرد، مکانی که علاقه‌مندان به استقرار تأسیسات انرژی خورشیدی می‌تواند پشتیبانی رایگان دریافت کند.
انتظار می‌رود با پیشرفت تحقیق و توسعه در زمینه انرژی خورشیدی، راندمان پنل‌های خورشیدی در آینده بهبود یابد. تحقیقات کنونی بر افزایش کارایی سلول‌های خورشیدی، توسعه مواد و ابزار جدید برای استفاده در پنل‌های خورشیدی و یافتن راه‌هایی برای کاهش هزینه‌های تولید متمرکز است. برخی کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که راندمان پنل‌های خورشیدی می‌تواند در آینده به ۵۰ درصد برسد که افزایش قابل‌توجهی نسبت به سطوح فعلی خواهد بود. علاوه بر این، انتظار می‌رود استفاده از انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) و پنل‌های خورشیدی هیبریدی (دو وجهی) در آینده رایج‌تر شود و کارایی کلی سیستم‌های انرژی خورشیدی را بیشتر کند.
نمونه‌های تحقیقاتی در انرژی خورشیدی
تلاش‌های تحقیقاتی زیادی در زمینه انرژی خورشیدی با پیشرفت‌ها و اکتشافات جدید به طور مرتب انجام می‌شود. برخی از آخرین تحقیقات در زمینه انرژی خورشیدی عبارتند از:
سلول‌های خورشیدی پروسکایت نوع جدیدی از سلول‌های خورشیدی هستند که از ماده‌ای به نام پروسکایت ساخته شده‌اند و از نام ساختار کریستالی آنها الهام گرفته است. سلول‌های پروسکایت نسبت به سلول‌های خورشیدی سیلیکونی سنتی، پتانسیل عملکرد بالاتر و هزینه تولید پایین‌تری دارند.
سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ از رنگ برای جذب نور خورشید و تبدیل آن به برق استفاده می‌کنند. آنها نسبت به سلول‌های خورشیدی سنتی کارایی کمتری دارند اما هزینه تولیدشان نیز بسیار کمتر است.
سلول‌های خورشیدی آلی از مواد آلی ساخته شده‌اند و سبک و انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند با هزینه کمتری نسبت به سلول‌های خورشیدی سنتی تولید شوند.
سلول‌های خورشیدی چندلایه از چندین لایه سلول خورشیدی برای افزایش کارایی استفاده می‌کنند. آنها پتانسیل تبدیل بیش از ۳۰ درصد نور خورشید را به الکتریسیته دارند که به طور قابل‌توجهی بالاتر از سلول‌های خورشیدی سیلیکونی سنتی است.
پنل‌های خورشیدی هیبریدی ترکیبی از انواع مختلف سلول‌های خورشیدی هستند تا کارایی کلی پنل را افزایش دهند، به عنوان مثال یک پنل هیبریدی می‌تواند از ترکیب سلول‌های سیلیکونی و پروسکایتی تشکیل شود.
سیستم خورشیدی متمرکز ( CSP) از آینه‌ها برای متمرکز کردن نور خورشید بر روی گیرنده استفاده می‌کنند. هرچند این سیستم‌ها نسبت به سلول‌های خورشیدی سنتی کارایی کمتری دارند، اما در مواقعی که خورشید نمی‌تابد هم پتانسیل تولید برق را دارند.
راه‌کارهای انرژی خورشیدی در ساختمان‌های مسکونی
راه‌حل‌های مختلفی برای استفاده از انرژی خورشیدی در منازل مسکونی وجود دارد، که رایج‌ترین و شناخته شده‌ترین آنها، نصب پنل‌های خورشیدی روی پشت‌بام ساختمان‌ها است. این پنل‌ها نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند و می‌توان از آن برای تأمین برق ساختمان استفاده کرد یا انرژی تولیدی را مستقیماً به شبکه ارسال کرد و در ازای آن یک حساب اعتباری برای قبوض برق و آب دریافت کرد.
آبگرمکن‌های خورشیدی یکی دیگر از راه‌کارهای استفاده از انرژی خورشیدی در منازل هستند که از انرژی خورشیدی برای گرم کردن آب ساختمان برای مصارف خانگی مانند حمام و لباسشویی استفاده می‌کنند و می‌توان آن را در ترکیب با سیستم‌های گرمایش آب سنتی برای کارایی بیشتر استفاده کرد. علاوه بر این، با توجه به کاهش هزینه باتری‌ها، صاحبان خانه‌های بیشتری در حال نصب سیستم‌های ذخیره باتری برای ذخیره برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی خود برای استفاده در ساعات تاریکی هوا هستند.
در بعضی ساختمان‌ها، فن‌های اتاق‌های به اصطلاح زیرشیروانی یا انبار از انرژی خورشیدی برای تهویه و کاهش تجمع گرما در خانه استفاده می‌کنند که می‌تواند بار سیستم‌های تهویه مطبوع و هزینه‌های انرژی را کاهش دهد. سیستم‌های گرمایش استخر خورشیدی نیز یکی دیگر از کاربردهای انرژی خورشیدی در ساختمان‌های مسکونی است که از آن برای گرم کردن استخرها استفاده می‌کنند و در نتیجه می‌توانند فصل شنا را طولانی کنند و نیاز به برق یا گاز برای گرم کردن استخر را کاهش دهند.
سیستم‌های خورشیدی هیبریدی، ترکیبی از انواع مختلف راه‌حل‌های انرژی خورشیدی مانند پنل‌های خورشیدی و یک ژنراتور پشتیبان هستند که یک منبع مطمئن برق فراهم می‌کند حتی زمانی که نور خورشید در دسترس نیست. هر کدام از این راه‌حل‌ها مجموعه‌ای از مزایا و معایب خاص خود را دارند و بهترین گزینه برای یک خانه خاص، به نیازهای انرژی، بودجه و مکان خانه بستگی دارد.
چشم‌انداز آینده شهرهای با انرژی خورشیدی
چشم‌انداز آینده شهرهایی که از انرژی خورشیدی در کاربری‌های مختلف استفاده می‌کنند بسیار امیدوارکننده است زیرا با این کار راهی به سوی کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و متعاقباً کاهش ردپای کربن می‌یابند. این شهرها در آینده شاهد تغییراتی خواهند بود که به عنوان نمونه به بعضی از آنها اشاره می‌شود.
افزایش نصب پنل‌های خورشیدی
احتمالاً در آینده شاهد نصب بیشتر پنل‌های خورشیدی در شهرها، منازل مسکونی و ساختمان‌های تجاری باشیم. این پنل‌ها علاوه بر پشت‌بام، بر نمای ساختمان نیز قابل نصب هستند و به افزایش مقدار کلی برق تولید شده توسط انرژی خورشیدی در شهرها کمک می‌کنند.
توسعه شهرهای هوشمند
در یک شهر هوشمند که منبع انرژی آن، انرژی خورشیدی است، بر تقاضا و عرضه انرژی نظارت می‌شود و با توزیع کارآمدتر انرژی، از فناوری‌های پیشرفته برای بهبود کیفیت زندگی ساکنان و کاهش اثرات‌زیست محیطی آنها استفاده می‌شود.
توسعه ریزشبکه‌ها
ریزشبکه‌ها سیستم‌های انرژی محلی هستند که می‌توانند مستقل از شبکه برق سنتی عمل کنند. آنها به عنوان راهی برای افزایش امنیت انرژی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی در شهرها رایج‌تر می‌شوند. در شهری که انرژی خورشیدی دارد، ریزشبکه‌ها عمدتاً از انرژی خورشیدی تأمین می‌شوند.
وسایل نقلیه الکتریکی
وسایل نقلیه الکتریکی در شهرها محبوبیت بیشتری پیدا می‌کنند و با افزایش تعداد وسایل نقلیه الکتریکی در جاده‌ها که با انرژی خورشیدی کار می‌کنند، تقاضا برای برق تولید شده توسط خورشید نیز افزایش می‌یابد.
فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان (BIPV)
فتوولتائیک یکپارچه ساختمان، نوعی پنل خورشیدی است که به جای اینکه بعداً به ساختمان اضافه شود، در زمان ساخت، با ساختمان ادغام می‌شود. BIPV این پتانسیل را دارد که میزان انرژی خورشیدی تولید شده در شهرها را تا حد زیادی افزایش دهد، زیرا امکان استفاده از سطح بیشتری را برای نصب پنل‌های خورشیدی فراهم می‌کند.
سیستم خورشیدی متمرکز (CSP)
CSP فناوری است که از آینه‌ها برای بازتاب و تمرکز نور خورشید بر روی گیرنده استفاده می‌کند که گرما را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این فناوری بیشتر برای تولید برق در مقیاس بزرگ مناسب است و می‌تواند راه‌حلی عالی برای شهرهایی با انرژی خورشیدی باشد.
سایبان خورشیدی
سایبان‌های خورشیدی و سیستم‌های سایه‌انداز راه‌حلی عالی برای مناطق شهری هستند که علاوه بر تولید برق، سایه‌ای را برای عابران پیاده و وسایل نقلیه فراهم می‌کنند. این سیستم‌ها را می‌توان در پارکینگ‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس و سایر فضاهای بیرونی استفاده کرد.
چراغ‌های خیابانی با انرژی خورشیدی
بسیاری از شهرها در حال جایگزینی چراغ‌های خیابانی سنتی با چراغ‌های خیابانی هستند که با انرژی خورشیدی کار می‌کنند. این یک راه‌حل مقرون‌به‌صرفه است زیرا علاوه بر کاهش مصرف انرژی، نیاز به کندن زمین و سیم‌کشی زیرزمینی را از بین می‌برد.
سیستم خورشیدی شناور
سیستم‌های خورشیدی شناور روی بدنه‌های آبی مانند دریاچه‌ها، مخازن یا کانال‌های آب نصب می‌شوند. این سیستم‌ها می‌توانند راه‌حلی عالی برای مناطق شهری به‌ویژه مناطق ساحلی باشند، زیرا از فضای بدون کاربرد استفاده می‌کنند و علاوه بر تولید برق، می‌توانند به کاهش تبخیر آب کمک کنند.
انرژی خورشیدی اشتراکی
پروژه‌های خورشیدی اجتماعی به مشتریان متعدد اجازه می‌دهد تا یک تأسیسات خورشیدی واحد را به اشتراک بگذارند. این راه برای مناطق شهری نتایج سودمندی دارد و به ساکنانی که توانایی نصب پنل‌های خورشیدی در ملک خود را ندارند، اجازه می‌دهد همچنان از انرژی خورشیدی بهره مند شوند.
با این حال، شایان ذکر است که ایجاد یک شهر با انرژی خورشیدی مستلزم سرمایه‌گذاری قابل‌توجه در زیرساخت‌ها و فناوری و همچنین تغییر در ذهنیت شهروندان است. اجرای این راه‌کارها و میزان موفقیتشان بسته به عواملی مانند سیاست‌های دولت، سرمایه‌گذاری و آگاهی عمومی از شهری به شهر دیگر متفاوت خواهد بود.
نظر شما