مواقف السيارات الشمسية: أنظمة مواقف السيارات الشمسية وأنظمة مواقف السيارات الشمسية - النوع المستدام من الخلايا الكهروضوئية على الأسطح الإسفلتية

تعتبر الأسطح الإسفلتية شائعة في العديد من المدن وتوفر مساحة كبيرة يمكن استخدامها لتركيب مواقف السيارات الشمسية وأنظمة مواقف السيارات الشمسية. يعتبر هذا النوع من الخلايا الكهروضوئية مستدامًا بشكل خاص لأنه يتم تركيبه في المناطق الموجودة ولا يشغل أي مناطق جديدة. وفي الوقت نفسه، يساعد التظليل على منع ارتفاع درجة حرارة المدن، حيث تعد الشوارع شديدة الحرارة واحدة من أكبر مشاكل المناخ في التحضر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمرائب الشمسية وأنظمة مواقف السيارات الشمسية أن تساعد في تقليل التأثير البيئي من خلال توليد الكهرباء الخالية من الانبعاثات.

تعد مشكلة ارتفاع درجة حرارة المدن مشكلة كبيرة وخطيرة، لكن معظم الناس لا يعرفون ماذا يفعلون حيال ذلك. يعد التخطيط الحضري عاملاً رئيسياً في مكافحة ارتفاع درجة حرارة البيئات الحضرية. وبحسب الباحث المناخي د. إيبي كريبتون "79% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية تُعزى بشكل مباشر أو غير مباشر إلى الأنشطة الحضرية." توضح هذه النسبة المرتفعة من اللوم عن انبعاثات الغازات الدفيئة مدى الضغط الذي تتعرض له مدننا مع زيادة الكثافة السكانية. لسوء الحظ، يميل العديد من المهندسين المعماريين ومخططي المدن المعاصرين إلى قبول الحرارة كعنصر لا مفر منه في تصاميمهم. ولكن هناك أمل - إذا تحمسنا للحلول المعمارية المتكيفة مع المناخ وقمنا بتنفيذها، فقد يساعد ذلك في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري بما لا يتجاوز 1.5 درجة مئوية إلى 2 درجة مئوية.

المزيد عنها هنا:

• المدينة الذكية الخضراء: بنية تحتية خضراء وإمدادات طاقة خالية من الانبعاثات

المدينة الذكية: البنية التحتية الخضراء وإمدادات الطاقة – الصورة: Xpert.Digital / studiostoks|Shutterstock.com

دراسة أجرتها شركة "De Lorean Power" من سويسرا أن سلوك الموظفين في مواقف السيارات يتوافق بشكل مثالي مع كمية الطاقة الشمسية المولدة. يمكن تغطية الأميال اليومية التي تقطعها السيارة الكهربائية في أي طقس تقريبًا ويمكن تغذية الفائض في الشبكة. يتوافق توليد الطاقة الشمسية السنوي في ساحة انتظار السيارات مع احتياجات السيارة من الطاقة. تتمتع أماكن وقوف السيارات بالطاقة الشمسية بأكبر إمكانية لتوليد الكهرباء في جميع مناطق البنية التحتية. هناك مكانان تقريبًا لوقوف السيارات متاحان لكل سيارة مسجلة في سويسرا. وفي المناطق المتاحة، يمكنها توليد أكثر من 10 تيراواط ساعة من الطاقة الشمسية سنويًا (15% من استهلاك الكهرباء الحالي). يقول مؤلفو الدراسة: "من المثير للدهشة قلة عدد النباتات التجريبية الموجودة". بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا السقف يحمي السيارة من العناصر ويقلل من حرارة السيارة في الصيف.

وفقا لتقييم أجراه المكتب الفدرالي للإحصاء (FSO)، يوجد في سويسرا ما لا يقل عن 5 ملايين مكان لوقوف السيارات فوق الأرض (6400 هكتار) مع حوالي 4.7 مليون سيارة مسجلة. تم تسجيل مناطق وقوف السيارات هذه باستخدام عملية رقمية تتعرف فقط على المناطق المجاورة الكبيرة وليس أماكن وقوف السيارات الفردية. ولذلك يتوقع خبراء المرور وجود 8 إلى 10 ملايين مكان لوقوف السيارات. هذا حوالي 2 لكل سيارة.

ووفقا للدراسة الأخرى "توليد الطاقة الشمسية لمرافق البنية التحتية ومناطق التحويل"، تتمتع مناطق وقوف السيارات فوق الأرض أو المفتوحة بأكبر إمكانات الطاقة الكهروضوئية في جميع مناطق البنية التحتية. يمكن لهذه المناطق توفير ما يصل إلى 10 تيراواط/ساعة من الكهرباء الكهروضوئية سنويًا. وهذا يعني أن إجمالي إنتاج الكهرباء في سويسرا يبلغ 65.5 تيراواط في الساعة.

متوسط ​​مساحة مواقف السيارات 12.5 متر مربع (2.5 متر × 5 متر). هذه أيضًا هي المنطقة التي يجب أن يحتوي عليها السقف الشمسي. يعتمد إنتاج الطاقة للنظام الكهروضوئي على عوامل كثيرة، بما في ذلك الإشعاع الشمسي وكفاءة المكونات واتجاه الوحدة. في تورجاو، مع 1 كيلوواط من الطاقة الكهروضوئية المركبة، يمكن توليد حوالي 1000 كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويًا (1000 كيلوواط ساعة لكل 1 كيلوواط أقصى).

اعتمادًا على الوحدات الكهروضوئية المستخدمة، يتطلب 1 كيلووات أقصى سعة مركبة تتراوح من 4 إلى 8 أمتار مربعة. في هذه الدراسة تم حساب 5 م2 لكل كيلوواط. وهذا يعني أنه يمكن تركيب مكان لوقوف السيارات بمساحة 12.5 مترًا مربعًا بقدرة إنتاجية 2.5 كيلو وات، مما يولد 2500 كيلو وات ساعة من الطاقة الشمسية سنويًا. يبلغ متوسط ​​استهلاك الأسرة السويسرية حوالي 4500 كيلووات في الساعة سنويًا (باستثناء التدفئة والتهوية والمركبات الكهربائية).

يعتبر الهيكل المعياري لنظام المرآب مفيدًا ويسمح لك بتكييف السقف مع أي مكان لوقوف السيارات تقريبًا، وبالتالي ضمان الاستخدام الجيد المستمر لمساحة وقوف السيارات وضمان قابلية التوسع.

باستخدام وحدات ثنائية الجانب، يمكن جعل المرآب شفافًا. يعد هذا أمرًا مثيرًا للاهتمام من الناحية البصرية ويؤدي إلى زيادة إنتاجية الطاقة الشمسية، حيث يمكن للوحدات الكهروضوئية المقابلة أيضًا استخدام الضوء القادم من الأسفل وبالتالي توفير إنتاجية إضافية بنسبة 10-20٪. لا يتم استخدام التكنولوجيا ثنائية الوجه كثيرًا حاليًا لأنها ليست بالضرورة فعالة من حيث التكلفة بسبب ارتفاع أسعار الوحدات. ومع ذلك، فمن المفترض أن يتم إنشاء هذه التكنولوجيا في السنوات القليلة المقبلة.

في نظام مرآب الطاقة الشمسية المعياري والقابل للتطوير 4+2+، حيث يتم استخدام وحدات شفافة جزئيًا وثنائية الجانب، تنطبق هذه النقاط وهي الآن أيضًا بديل للسعر :

متغيرات الأسقف الشمسية المخصصة للمركبات – الصورة: Xpert.Digital

المزيد عنها هنا:

• الأرقام والبيانات والحقائق: مرآب شمسي، ومرآب بسقف شمسي، ومتغيرات الأسقف بالمقارنة ومساحة وقوف السيارات النموذجية مع إنتاج الكهرباء

لا حدود له: نظام مرآب شمسي معياري وقابل للتطوير للسيارات والشاحنات

لا حدود له: نظام مرآب شمسي معياري وقابل للتطوير للسيارات والشاحنات

البيانات الفنية: نظام مرآب شمسي معياري وقابل للتطوير للسيارات والشاحنات

البيانات الفنية: نظام مرآب شمسي معياري وقابل للتطوير للسيارات والشاحنات

المزايا في لمحة:

• تصميم مرن ومعياري (قابل للتطوير).
• ارتفاع الخلوص للسيارات من 2.66 م (قابل للتوسيع إلى 4.5 م أو أكثر للشاحنات)
• عمق مواقف السيارات يصل إلى 6.1 م مقابل ممكن يصل إلى 12.5 م
  ويعتمد العمق على أبعاد وحدات الطاقة الشمسية المستخدمة
• تم تصميم نظام مرآب الطاقة الشمسية على النحو الأمثل لوحدات الطاقة الشمسية الشفافة جزئيًا
  بنسبة 12٪ / 40٪ من نقل الضوء (!) - مع موافقة معتمدة للتركيب العلوي
• اختياريًا مع إضاءة LED قوية وقابلة للتعتيم ومع التحكم في الحركة
• يمكن استخدامه أيضًا في مواقف السيارات ذات الوضع المائل
• لا توجد تكاليف مخفية فيما يتعلق بالأساسات
  استخدام الأساسات النقطية (البديل الأرخص، لا يوجد حفر معقد للأرض للألواح الخرسانية وما إلى ذلك ضروري للكهرباء الساكنة) أو التثبيت بألواح الأرضية، اعتمادًا على ظروف الأرض/الأسفلت الحالية

مصادر أخرى:

• عامل تكلفة الأساس الأرضي للمواقف الشمسية
• مواقف السيارات الشمسية حيث لم يعد هناك معيار - الحل الأمثل لكل تحد مع الأسقف الشمسية لأماكن وقوف السيارات المفتوحة
• أنظمة مرآب الطاقة الشمسية: ما هو الخيار الأفضل و/أو الأرخص؟
• استراتيجية مرآب الطاقة الشمسية لأماكن وقوف السيارات المفتوحة
• نظام مرآب شمسي معياري لجميع التطبيقات والحالات

نظام مرآب للطاقة الشمسية للشاحنة

نظرًا لأن تقنية العمود 4+2+ هي الحل الأكثر مرونة (سواء من الناحية الفنية أو من حيث السعر) لنظام تسقيف أماكن وقوف السيارات، فيمكن أيضًا توسيعها بسهولة واستخدامها للمركبات الأكبر حجمًا مثل الشاحنات مع التعديلات المناسبة .

يعد ارتفاع درجة حرارة المدن مشكلة عالمية. وفي السنوات الأخيرة، ارتفعت درجة الحرارة في المناطق الحضرية في جميع أنحاء العالم بمعدل 0.5 إلى 1 درجة مئوية. ويرجع هذا الاحترار في المقام الأول إلى امتصاص الأسفلت والأسطح الداكنة الأخرى لأشعة الشمس.

ويتفق العلماء على أن تأثير الجزر الحرارية الحضرية هو نتيجة للاحتباس الحراري. ومع ذلك، فإن الاختلافات في درجات الحرارة بين المناطق الحضرية والريفية يمكن أن تتأثر أيضًا بعوامل أخرى مثل الغطاء النباتي والرياح والبناء.

ويكون التأثير ملحوظًا بشكل خاص في المدن الكبيرة، حيث يعيش معظم الناس وتقود معظم السيارات. ترتفع الحرارة عن طريق السيارات وترتفع في الهواء. ثم يتم رميها من قبل المباني الشاهقة وتعلق في الأخاديد الحضرية.

إن مشكلة ارتفاع درجة الحرارة في المدن ذات شقين: من ناحية، الامتصاص المباشر لضوء الشمس بواسطة الأسفلت والأسطح المظلمة الأخرى، ومن ناحية أخرى، الحرارة التي تثيرها حركة المرور.

الحل المحتمل لمشكلة ارتفاع درجة الحرارة في المدن هو تركيب مواقف السيارات الشمسية وأنظمة مواقف السيارات الشمسية. يمكن لهذه الأنظمة أن تقلل من امتصاص ضوء الشمس وتشتت الحرارة.

مواقف السيارات الشمسية هي أماكن مغطاة لوقوف السيارات ومجهزة بوحدات كهروضوئية. تقوم هذه الوحدات بتحويل ضوء الشمس الساقط إلى طاقة كهربائية. وفي الوقت نفسه، تتبدد الحرارة الناتجة عن ضوء الشمس ولا تنتقل إلى المناطق المحيطة. هذا يمكن أن يقلل من درجة الحرارة تحت المرآب بما يصل إلى 10 درجات مئوية.

يعد تركيب مواقف السيارات الشمسية وأنظمة مواقف السيارات الشمسية وسيلة فعالة للحد من ارتفاع درجة الحرارة في المدن. ومع ذلك، فإن هذه الأنظمة لا تقدم حلاً لمشكلة الحرارة الزائدة فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا لتوليد الطاقة المتجددة.

المزيد عنها هنا:

• تأثير التحضر: جزيرة الحرارة الحضرية (UHI) - يتم تجنبها من خلال الأسقف الشمسية أثناء توليد الكهرباء

الجزيرة الحرارية الحضرية هي منطقة حضرية أو حضرية أكثر دفئًا بشكل ملحوظ من المناطق الريفية المحيطة بها بسبب النشاط البشري. عادة ما يكون الفرق في درجات الحرارة أثناء الليل أكبر منه أثناء النهار ويكون أكثر وضوحًا عندما تكون الرياح خفيفة. يكون UHI ملحوظًا بشكل خاص في الصيف والشتاء. السبب الرئيسي لتأثير UHI هو التغير في سطح الأرض. أظهرت إحدى الدراسات أن الجزر الحرارية يمكن أن تتأثر بقربها من أنواع مختلفة من الغطاء الأرضي، حيث يؤدي القرب من الأراضي القاحلة إلى ارتفاع درجة حرارة التربة الحضرية، في حين أن القرب من الغطاء النباتي يجعلها أكثر برودة. تعتبر الحرارة المهدرة الناتجة عن استخدام الطاقة عاملاً آخر. مع نمو المركز السكاني، تزداد مساحته ويرتفع متوسط ​​درجة الحرارة. يُستخدم أيضًا مصطلح الجزيرة الحرارية؛ يمكن استخدامه في أي منطقة أكثر سخونة نسبيًا من المنطقة المحيطة بها، ولكنها تشير عمومًا إلى المناطق التي يزعجها البشر.

هطول الأمطار الشهري أكبر في المدن، ويرجع ذلك جزئيًا إلى مؤشر UHI. تؤدي زيادة الحرارة في المراكز الحضرية إلى إطالة مواسم النمو وتقليل حدوث الأعاصير الضعيفة. يؤدي ارتفاع مستوى المعيشة إلى تفاقم جودة الهواء من خلال زيادة إنتاج الملوثات مثل الأوزون، كما يؤدي إلى تفاقم جودة المياه مع تدفق المياه الأكثر دفئًا إلى أنهار المنطقة وإجهاد أنظمتها البيئية.

لا تتمتع جميع المدن بجزيرة حرارية حضرية واضحة، وتعتمد خصائص الجزيرة الحرارية بشكل كبير على المناخ الخلفي للمنطقة التي تقع فيها المدينة. يمكن تقليل تأثير جزيرة الحرارة الحضرية عن طريق الأسطح الخضراء، والتبريد الإشعاعي السلبي أثناء النهار، واستخدام الأسطح ذات الألوان الفاتحة في المناطق الحضرية التي تعكس المزيد من ضوء الشمس وتمتص حرارة أقل. وقد أدى التحضر إلى تفاقم آثار تغير المناخ في المدن.

تمت دراسة هذه الظاهرة ووصفها لأول مرة من قبل لوك هوارد في العقد الأول من القرن التاسع عشر، على الرغم من أنه لم يكن هو من أطلق عليها اسم هذه الظاهرة. استمرت الأبحاث في الغلاف الجوي الحضري في القرن التاسع عشر. بين عشرينيات وأربعينيات القرن العشرين، سعى الباحثون في أوروبا والمكسيك والهند واليابان والولايات المتحدة إلى إيجاد طرق جديدة لفهم هذه الظاهرة في المجال الناشئ لعلم المناخ المحلي، أو الأرصاد الجوية على نطاق صغير. في عام 1929، استخدم ألبرت بيبلر مصطلح "الجزيرة الحرارية الحضرية"، والذي يعتبر المثال الأول للجزيرة الحرارية الحضرية. بين عامي 1990 و2000، تم نشر ما يقرب من 30 دراسة سنويًا؛ وبحلول عام 2010، ارتفع هذا العدد إلى 100، وبحلول عام 2015 كان هناك بالفعل أكثر من 300.

المزيد عنها هنا:

• تأثير التحضر: جزيرة الحرارة الحضرية (UHI) - يتم تجنبها من خلال الأسقف الشمسية أثناء توليد الكهرباء