كشفت نتائج اختبار تشغيل المنازل المتنقلة بالألواح الشمسية في اليابان تحديات تتعلق بالاستهلاك الفعلي، مع ظهور فجوة بين الإنتاج والطلب على الكهرباء.

واختلفت نتائج التجربة تبعًا لمستوى الإشعاع الشمسي ولدرجات الحرارة في 6 مدن يابانية، حسب التفاصيل التي تابعتها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وتُستعمل هذه المنازل خلال وقوع الكوارث الطبيعية المتكررة في طوكيو، إذ تضم غرفًا متكاملة ومرافق رئيسة.

وتؤدي الطاقة المتجددة دورًا في إكساب المنازل المتنقلة المزيد من المرونة، إذ تساعد الألواح الشمسية المثبتة في تقليص الاعتماد على الشبكة ومصادر الكهرباء التقليدية.

وطوّر التجربة باحثون من جامعة ناغويا، بالتعاون مع شركة "كمبرلاند" المعنية بتصنيع المنازل المتنقلة.

تشغيل المنازل المتنقلة بالألواح الشمسية

يسمح تشغيل المنازل المتنقلة بالألواح الشمسية بتعزيز قدرتها على مواجهة الكوارث الطبيعية -مثل الزلازل وغيرها- والتقلبات المناخية.

وعكف باحثون على إعداد دراسة جدوى للحلول اللازم دمجها في هذه المنازل، وبدؤوا تطبيقها تجريبيًا في اليابان لاختبار معايير ملاءمتها للتقلبات الجوية، وفق ما نشرته مجلة بي في ماغازين.

واستهدفوا عبر تجربتهم قياس قدرة المنازل على الاكتفاء الذاتي من الكهرباء، عبر تثبيت الألواح ودمجها مع بطارية تخزين فائض الإنتاج.

وطُبِّق الاختبار على منزل متاح تجاريًا، ويضم مكيف هواء واحدًا فقط، يعوَّل عليه لتلبية أغراض التبريد والتدفئة، في حين ثُبتت أجهزة لسحب الملوثات "شفاطات" في الغرف والملحقات لضمان التهوية المناسبة.

وزُوِّد المنزل بـ8 ألواح كهروضوئية بقدرة 300 واط لكل منها، بإجمالي 2.400 واط، وبطارية فوسفات حديد الليثيوم للتخزين، بقدرة 3 كيلوواط/ساعة.

أداء الألواح الشمسية

اختبر باحثو جامعة ناغويا في اليابان أداء الألواح الشمسية في درجة حرارة تتراوح من 3.8 درجات مئوية في المتوسط إلى حدّ أقصى 7.4 درجات، ظهر يوم 19 يناير/كانون الثاني 2024.

وأنتجت الألواح المثبتة في المنازل المتنقلة 4.2 كيلوواط/ساعة، ويعكس ذلك فجوة في الأداء، إذ استهلك مكيف الهواء وحده 8.3 كيلوواط/ساعة.

وتباينَ أداء الألواح على مدار يوم الاختبار، إذ بلغ متوسط كفاءتها 16%، وهو أقل من متوسط الكفاءة المُعلَن ضمن مواصفات المنازل المتنقلة والمُقدَّر بنسبة 19.3%.

وكرّر الباحثون التجربة في 5 مدن يابانية أخرى -بجانب ناغويا-، من بينها العاصمة طوكيو، لإعداد دراسة جدوى حول إمكان تشغيل المنازل المتنقلة في ظروف جوية مختلفة خلال أوقات الكوارث.

وأسفرت التجربة عن ضرورة العمل على: تطوير زاوية تثبيت الألواح وتعديل مساحتها، وزيادة قدرة البطارية على التخزين، وإعادة النظر في التكلفة.

قدرة إنتاج الكهرباء

تصل قدرة إنتاج الكهرباء من المنازل المتنقلة المزودة بألواح شمسية إلى ما يزيد على 3 آلاف كيلوواط/ساعة سنويًا.

وفي ظل توافر البطاريات بقدرة تخزين 3 كيلوواط/ساعة، يمكن للألواح الشمسية تلبية طلب المنازل المتنقلة دون الحاجة إلى إمدادات خارجية، غير أن غالبية منازل المدن الـ6 التي شهدت تطبيق التجربة واجهت تحديات في الطلب على التدفئة، مع تسجيل انخفاضات قياسية في درجات الحرارة.

وأدت زيادة الألواح وسعة التخزين إلى رفع معدل كفاية الإنتاج بنسبة تزيد على 80% في المناطق متوسطة انخفاضات درجات الحرارة، ولم يظهر التحسن ذاته في المناطق الأشد برودة.

وحدّد الباحثون أفضل نطاق لزاوية تثبيت اللوح الشمسي في المناطق الأشد برودة بين 59 و63 درجة لزيادة إنتاج الكهرباء شتاءً، ويمكن تقليص هذه الزاوية كلما انتقل المنزل إلى منطقة أكثر دفئًا.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر: