منوعات

تحمل الحرارة والبرودة الشديدة إمكانات غير مستغلة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح

إن الظروف التي تصاحب عادة الطقس الحار والبارد الشديد الذي يجهد شبكات الطاقة قد توفر أيضًا فرصًا أكبر لالتقاط الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وجدت دراسة أجرتها جامعة ولاية واشنطن أن أحداث درجات الحرارة المتطرفة والواسعة النطاق غالبًا ما تكون مصحوبة بإشعاع شمسي أكبر وسرعات رياح أعلى يمكن التقاطها بواسطة الألواح الشمسية وتوربينات الرياح. ووجدت الدراسة، التي بحثت في موجات الحرارة والبرودة واسعة النطاق عبر ست مناطق من شبكة الطاقة الأمريكية المترابطة بين عامي 1980 و2021، أن كل منطقة شهدت انقطاع التيار الكهربائي خلال هذه الأحداث على مدار العقد الماضي.

النتائج مفصلة في المراجعة رسائل البحوث البيئيةتشير إلى أن زيادة استخدام الطاقة المتجددة في هذه الأوقات يمكن أن يساعد في تعويض الطلب المتزايد على الكهرباء، مع قيام المزيد من الأشخاص والشركات بتشغيل سخاناتهم أو مكيفات الهواء.

“هذه الأحداث المتطرفة لن تختفي في أي وقت قريب. في الواقع، تشهد كل منطقة من مناطق الولايات المتحدة حدثًا واحدًا على الأقل من هذا القبيل كل عام تقريبًا. يجب أن نكون مستعدين لمخاطرها ونضمن حصول الناس على الطاقة بشكل موثوق عندما يحتاجون إليها”. “من المحتمل أن نتمكن من إنتاج المزيد من الطاقة من الموارد المتجددة على وجه التحديد عندما نواجه أحداثًا متطرفة واسعة النطاق تؤدي إلى زيادة الطلب على الطاقة”.

وأظهرت الدراسة زيادة إمكانات الطاقة الشمسية في جميع مناطق الولايات المتحدة الست خلال درجات الحرارة القصوى، وفي جميع المناطق باستثناء منطقة واحدة خلال فترات البرد، وهي المنطقة التي تغطيها الشبكة التي تديرها ولاية تكساس. ولاحظ الباحثون أن التلال الجوية أو الأنظمة الجوية ذات الضغط العالي التي تسبب حرارة شديدة، مثل موجة الحر التي ضربت شمال غرب المحيط الهادئ في عام 2021، غالبا ما تتميز بسماء زرقاء صافية. تسمح السماء الصافية بوصول المزيد من أشعة الشمس إلى الأرض، والتي يمكن تحويلها إلى كهرباء عن طريق الألواح الشمسية.

كانت ظروف طاقة الرياح أكثر تقلبًا، لكن ثلاث مناطق على الأقل زادت قدرتها على التقاط هذا النوع من الطاقة خلال هذه الأحداث الدافئة والباردة: الشمال الشرقي أثناء انتشار البرد، وشبكة تكساس وشبكة الغرب الأوسط الرئيسية أثناء موجات الحرارة.

وفي هذا التحليل، استخدم سينغ وزملاؤه بيانات مناخية تاريخية طويلة المدى بالإضافة إلى بيانات انقطاع التيار الكهربائي من إدارة معلومات الطاقة الأمريكية. وقد درس الباحثون على وجه التحديد موجات الحرارة والبرودة الكبيرة، بدلاً من الأحداث المحلية، لأنها يمكن أن تفرض ضغطًا أكبر على شبكة الطاقة بأكملها.

أظهرت الأبحاث السابقة أن تغير المناخ يغير خصائص درجات الحرارة القصوى. بالإضافة إلى هذه الأدلة، أظهر هذا التحليل أن تواتر موجات الحرارة الكبيرة آخذ في الازدياد، خاصة فوق شبكات غرب الولايات المتحدة وتكساس، بنسبة 123% و132% على التوالي. وفي الغرب، تزداد أيضًا شدتها ومدتها ومداها، مما يعني أنها أكثر سخونة وتستمر لفترة أطول وتؤثر على مساحة أكبر.

ومن ناحية أخرى، فإن وتيرة الأحداث الباردة الشديدة آخذة في التناقص، ولكنها تظل كما هي في الأساس من حيث الشدة والمدة والمدى. ومن الأمثلة البارزة على ذلك موجة البرد الباهظة التكلفة التي حدثت في فبراير 2021 والتي اجتاحت البلاد بأكملها تقريبًا. وتسبب الحدث في أضرار تقدر بنحو 24 مليار دولار، بما في ذلك انقطاع التيار الكهربائي لعدة أيام في ولاية تكساس، وخلف 226 قتيلا، وفقا لتقرير صادر عن الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي.

وسواء كان هناك انقطاع أم لا، فإن جميع المناطق تشهد زيادة في الطلب على الطاقة خلال درجات الحرارة القصوى هذه، مما يضع ضغطًا على شبكات الطاقة الخاصة بها، مما يدل على الحاجة إلى حلول بديلة.

وقال سينغ إن تطوير الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لديه القدرة على تحسين مرونة أنظمة الطاقة أثناء الأحداث المتطرفة لتقليل انقطاع الخدمة والآثار السلبية المرتبطة بها، والتي غالبًا ما تكون محسوسة بشكل أكثر حدة بين المجتمعات الضعيفة والمثقلة بالأعباء. بالإضافة إلى زيادة قدرة البنية التحتية للطاقة في البلاد على الصمود أمام تغير المناخ، سلطت الضوء أيضًا على أن مصادر الطاقة المتجددة هذه لها فوائد متعددة.

وقالت: “على الأقل، تقوم الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشيء رئيسي آخر: الحد من تلوث الهواء المرتبط بحرق الوقود الأحفوري والذي يضر بصحتنا وصحة أنظمتنا البيئية”. “تعزز الطاقة الشمسية وطاقة الرياح أيضًا نظام طاقة أكثر توزيعًا. ويمكن تركيبهما بالقرب من المجتمعات التي يتم استخدامها فيها، مما يمكن أن يساعد في تعزيز المساواة في الطاقة والوصول إليها.”

ويشير المؤلفون إلى أن هذه الدراسة تحدد بشكل فريد إمكانات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح للمساعدة في تقوية شبكات الطاقة. هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتطوير لزيادة قدرة شبكات الطاقة على مواجهة التقلبات المناخية والظواهر المتطرفة.

وقال سينغ: “الأمر معقد لأننا بحاجة إلى التفكير في نقاط الضعف في البنية التحتية للنقل والتوزيع بالإضافة إلى التأثير البيئي لتوسيع أنظمة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ولكننا نأمل أن تعطينا هذه الفوائد أسبابًا إضافية لتسريع انتقالنا إلى الطاقة المتجددة”. . . “هناك أيضًا تحسينات تكنولوجية يمكن أن تسمح لنا بالاستفادة من الطاقة المتجددة عند الحاجة. والقدرة موجودة.”

تلقت هذه الدراسة الدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم وWSU.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى