يبدو أن المنازل غير الفعالة في المملكة المتحدة، والتي تم بناؤها منذ عقود، يمكنها التخلص من غلايات الغاز الخاصة بها والحصول على جميع احتياجاتها من الطاقة خارج الشبكة عن طريق تحديث مجموعة من تقنيات الطاقة المتجددة الحالية.
وتدعي الدراسة، التي أجراها البروفيسور أنطون إياناكييف من جامعة نوتنغهام ترنت (NTU)، أن هذا النهج قابل للتطبيق على الملايين من العقارات الموجودة في المملكة المتحدة.
وهي تركز على الجمع بين تكنولوجيا العزل الحالية والألواح الشمسية الكهروضوئية، ومضخات الحرارة الهوائية أو الأرضية، وتوربينات الرياح الصغيرة الحجم المشتركة، والبطاريات الكبيرة الحجم ومرافق تخزين الحرارة المشتركة.
وتقع تكنولوجيا الطاقة المتجددة أيضًا بالقرب من العقارات، لذا لا يحتاج نشرها إلى انتظار ترقيات الشبكة.
ونشرت الدراسة في مجلة إلسفير مجلة الطاقة الذكية، ويستند إلى بحث تم إجراؤه على 27 منزلاً في نوتنغهام تم عزلها بعزل الجدران الخارجية، بقلب من الصوف الزجاجي بسمك 200 ملم.
للوصول إلى مستوى الصفر من الكربون، تتطلب المنازل القائمة ما يلي:
- اثنين من توربينات الرياح ذات المحور الرأسي صغيرة الحجم (VAWT) – التي تدور عموديًا بشكل مشابه لشفرة المروحية – والتي يتم تقاسمها بين 27 عقارًا
- ثلاث مضخات حرارية أرضية المصدر بقدرة 41.4 كيلووات بين 27 منزلاً
- بطارية بقدرة 40 كيلوواط لتخزين الكهرباء الزائدة والتي يمكن استخدامها خلال فترات ذروة الطلب، مشتركة بين 27 منزلاً
- مخزن طاقة حرارية مائي بسعة 12 متراً مكعباً لتوفير الطاقة الحرارية الزائدة لفترات الذروة، مشترك بين 27 منزلاً
- 21 لوحًا شمسيًا كهروضوئيًا لكل منزل لتسخير ما يصل إلى 2.7 كيلووات لكل منزل يوميًا
وقال البروفيسور إياناكييف، من كلية الهندسة المعمارية والتصميم والبيئة المبنية: “في المناطق الحضرية، تتميز توربينات الرياح ذات الوصول الرأسي بانبعاثات ضوضاء منخفضة ويمكنها تسخير طاقة الرياح من أي اتجاه، أثناء الرياح المنخفضة والعالية، على مدار 24 ساعة في اليوم. مما يجعلها مفيدة بشكل خاص خلال أشهر الشتاء العاصفة.
"لاستكمال هذه التوربينات، عندما تنخفض إمكانات طاقة الرياح خلال أشهر الصيف المعتدلة، يمكن للخلايا الشمسية الكهروضوئية الاستفادة من الطاقة من الشمس خلال ساعات النهار الطويلة.
"يمكن تخزين كل الكهرباء الزائدة في بطارية كبيرة مشتركة يمكن الاعتماد عليها خلال فترات الذروة، مثل أمسيات الشتاء.
"وبالمقابل، يمكن لثلاث مضخات حرارية أرضية المصدر فقط توفير الطاقة الحرارية على مدار السنة، مع توفر مرفق مشترك لتخزين الحرارة يمكن الاعتماد عليه أثناء ذروة الطلب."
تم تجهيز المنازل السبعة والعشرين في نوتنجهام، ومقرها في سنينتون، بتكنولوجيا الطاقة المستدامة ــ باستثناء VAWTs ــ كجزء من مشروع ريموربان على مستوى أوروبا. تم تطبيق VAWTs على الدراسة تقريبا.
وقال البروفيسور إياناكييف: "تظهر هذه الدراسة ما هو مطلوب للسماح للمنازل المتوسطة في المملكة المتحدة بأن تصبح خالية تمامًا من الكربون. إنه يعتمد على الجمع بين تقنيات الطاقة المتجددة المتاحة للشراء في السوق المفتوحة اليوم.
"ما نحتاجه الآن هو أن يتم تحديث هذه التكنولوجيا على نطاق وطني، وجعلها في متناول المستهلكين، بحيث يمكن للانتقال إلى صافي الصفر أن يتخذ الخطوات اللازمة للأمام حتى عام 2050 عندما - يجب تحقيق الأهداف المناخية المهمة."
ضم فريق البحث الدكتور كيفين نايك من شركة التكنولوجيا المستدامة، Ecolibrium، والدكتور أحمد جالادانشي من جامعة إكستر، والدكتور جورجيو كوكا (دكتوراه سابق في جامعة NTU والآن مع De Blasio Associati)، ومرشح الدكتوراه في جامعة NTU Shubham Shubham والبروفيسور مينغ صن، العميد المشارك. للبحث في كلية التصميم المعماري والبيئة المبنية بجامعة NTU.
استثمرت جامعة NTU مؤخرًا 1.5 مليون جنيه إسترليني لإطلاق مركز البناء المستدام والتحديث لتطوير الحلول والمهارات والدعم محليًا ووطنيًا لتمكين الانتقال إلى صافي الصفر داخل قطاع البيئة المبنية.
وقال الدكتور نايك، الذي عمل في الدراسة كجزء من رسالة الدكتوراه في جامعة نوتنغهام ترنت: "يقدم هذا البحث نهجا عمليا لتحقيق منازل خالية من الطاقة من خلال تسخير طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
"لقد أثبت أن التقنيات اللازمة متاحة بالفعل، وعندما يتم دمجها، فإنها تخلق الكتلة الحرجة اللازمة لتزويد المنازل بالطاقة بشكل مستدام من مصادر متجددة للمساعدة في تجنب كارثة مناخية تلوح في الأفق."
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://envirotecmagazine.com/2024/01/23/a-bundle-of-tech-can-replace-gas-boilers-and-help-millions-of-homes-go-off-grid-says-study/
