مزيج الطاقة المناسب للمجتمعات الصغيرة

نُشر بتاريخ: 23 يناير 2020 / تحديث من: 17 أغسطس 2020 - المؤلف: كونراد ولفنشتاين

التبديل إلى النسخة الإنجليزية

أداة فراونهوفر لانتقال الطاقة البلدية

© فراونهوفر IOSB-AST/مارتن كاسلر

الطاقة الشمسية، الطاقة الحرارية الأرضية، أو الخلايا الكهروضوئية – ما هو شكل إمدادات الطاقة الأكثر ملاءمة للمجتمع؟ يواجه ممثلو المجتمعات الصغيرة كمية هائلة من المعلومات، مما يزيد في كثير من الحالات من حالة عدم اليقين الحالية. هناك الآن أداة جديدة عبر الإنترنت من Fraunhofer تسلط الضوء على هذه الغابة وتحدد مزيج الطاقة الأمثل لكل فرد، بما في ذلك خيارات التمويل.

© البيانات المفتوحة تورينجيا | VirtualcitySYSTEMS GmbH | التخطيط: دانيال سيبولا (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

متطلبات الحرارة المرئية لبلدية نيومارك (486 نسمة) في شبكة 100 × 100 م. تشير الألوان الداكنة إلى الحاجة إلى حرارة عالية. تم تقدير النتائج على أساس هياكل البناء.

تحول الطاقة قادم. ومع ذلك، غالبًا ما يكون ممثلو المجتمعات الصغيرة في حيرة من أمرهم بشأن الشكل الذي يمكن أن يبدو عليه هذا الأمر بالنسبة لهم. الطاقة الشمسية أم الخلايا الكهروضوئية أم الطاقة الحرارية الأرضية؟ ما هو المنطقي وإلى أي مدى يمكن أن تساهم هذه التقنيات في إمدادات الطاقة للمجتمع؟ ماذا عن التمويل المحتمل؟

أداة برمجية تحلل الاحتياجات والإمكانيات

تظهر هنا أداة من قسم تكنولوجيا الأنظمة التطبيقية AST التابع لمعهد فراونهوفر للإلكترونيات الضوئية وتكنولوجيا الأنظمة وتحليل الصور IOSB، والتي طورها الباحثون في مشروع "هندسة الطاقة والنمذجة الاقتصادية modTRAIL". تقول ليان روبيلاك، العالمة في Fraunhofer IOBS-AST: "من خلال برنامجنا، يمكن لرؤساء بلديات المجتمعات الصغيرة التعرف على الإمكانيات التقنية في مجال تحول الطاقة والتمويل المقابل - المصمم بشكل فردي للمجتمع". "ليس من الضروري توليد الحرارة والكهرباء بنسبة 100% من مصادر متجددة؛ بل تعتمد الأداة على مزيج الطاقة من أنظمة التوليد التقليدية والمتجددة."

يقوم الباحثون بالفعل باختبار الأداة في أربعة مجتمعات نموذجية في تورينجيا يقل عدد سكانها عن عشرة آلاف نسمة - وبالتحديد في كاهلا وفيرتر ونيومارك وغروسوبارين. يبدو الأمر بالنسبة لصناع القرار في المجتمعات كما يلي: يقومون أولاً بإدخال اسم مجتمعهم ثم يتلقون معلومات أكثر تفصيلاً حول متطلبات الكهرباء والحرارة في منطقتهم. ثم يعلنون عن رغباتهم فيما يتعلق بإمدادات الكهرباء والحرارة في المستقبل. ما هي التقنيات التي ترغب في الاعتماد عليها وأيها تفضل استبعادها؟ هناك العديد من الخيارات للاختيار من بينها، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتخزين الكهرباء والحرارة وغلايات تكثيف النفط والغاز ومضخات الهواء الحرارية ومضخات الحرارة الأرضية. تطلب الأداة أيضًا طلبات تتعلق بعوامل أخرى. فهل يتم التركيز على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أم بالأحرى على تكاليف شراء الطاقة؟ ونتيجة لذلك، يتلقى رؤساء البلديات أو غيرهم من صناع القرار معلومات حول الشكل الذي يمكن أن يبدو عليه مزيج الطاقة والنظام الذي يلبي الأهداف المعلنة، على سبيل المثال، يتكون من الأنظمة الكهروضوئية وتخزين الكهرباء والحرارة ومحطات الحرارة والطاقة المجمعة. تتضمن المعلومات أيضًا تكاليف التركيب والتشغيل، وتكاليف شراء الطاقة، وكمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وخيارات التمويل.

يوضح روبيلاك: "نريد استخدام أداتنا لبدء العمل وإظهار لرؤساء البلديات في المجتمعات الصغيرة الإمكانات التي توفرها مصادر الطاقة المتجددة لمناطقهم المحلية". كبيانات أساسية للأداة، استخدم الباحثون في Fraunhofer IOSB-AST ملفات تعريف الحمل القياسية للأسر بالإضافة إلى السلاسل الزمنية لمصادر الطاقة المتجددة المخزنة من قبل خدمة الأرصاد الجوية الألمانية - في هذه الحالة تلك من محطة الأرصاد الجوية تورينغن بالقرب من إرفورت-فايمار. . بالنسبة للمجتمعات التي يقل عدد سكانها عن 10000 نسمة في تورينجيا، يتم بالفعل تخزين البيانات الضرورية في النظام. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام الأداة في الولايات الفيدرالية الأخرى مع البيانات ذات الصلة.

التغلب على حواجز الدخول

سيتم دمج نموذج التحسين هذا كمكون (وحدة) في البرنامج عبر الإنترنت لمشروع TRAIL المشترك. الهدف المحدد للمشروع المشترك "التحول في المناطق الريفية (TRAIL)" هو توافر أداة سهلة الاستخدام تساعد على تحفيز عدد كبير من المجتمعات الصغيرة لمعالجة قضايا كفاءة إمدادات الطاقة بشكل مكثف. وعلى وجه الخصوص، ينبغي التغلب على عقبات الدخول التي يمكن رؤيتها في محدودية الموارد البشرية والمالية. ويجري تطوير أداة برمجية على الإنترنت تعمل على إصدار بيانات أولية عن استهلاك الكهرباء والحرارة في المجتمعات المحلية وتقترح توصيات لاتخاذ مزيد من الإجراءات، وذلك في المقام الأول على أساس بيانات نظام المعلومات الجغرافية المتاحة للجمهور وبيانات التعداد وقواعد البيانات الموجودة الأخرى.

© فراونهوفر IOSB-AST/مارتن كاسلر

يمكن للبلديات المشاركة استخلاص التدابير اللازمة لانتقال الطاقة الإقليمية باستخدام الأداة المبتكرة عبر الإنترنت TRAILstarter: www.trail-energie.de

© فراونهوفر IOSB-AST/مارتن كاسلر

الطاقة الشمسية أم الطاقة الحرارية الأرضية أم الخلايا الكهروضوئية – ما هو شكل إمدادات الطاقة الأكثر ملاءمة للمجتمع؟ ويواجه ممثلو المجتمعات الصغيرة كمية هائلة من المعلومات، الأمر الذي يزيد في كثير من الحالات من حالة عدم اليقين الحالية. تقوم الآن أداة مبتكرة عبر الإنترنت من Fraunhofer بتسليط الضوء على هذه الغابة وتحديد مزيج الطاقة الأمثل لكل فرد، بما في ذلك خيارات التمويل.

© البيانات المفتوحة تورينجيا | VirtualcitySYSTEMS GmbH | التخطيط: دانيال سيبولا (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

تصور الطلب على الحرارة لمجتمع نيومارك (486 نسمة) في شبكة 100 × 100 متر. تشير الألوان الداكنة إلى ارتفاع الطلب على الحرارة. تم تقدير النتائج على أساس هياكل البناء.

تحول الطاقة وشيك. ومع ذلك، غالبًا ما يتساءل ممثلو المجتمعات الصغيرة عن الشكل الذي يمكن أن يبدو عليه هذا الأمر بالنسبة لهم. الطاقة الشمسية أم الخلايا الكهروضوئية أم الطاقة الحرارية الأرضية؟ ما هو المنطقي وإلى أي مدى يمكن أن تساهم هذه التقنيات في إمدادات الطاقة للمجتمع؟ ماذا عن الإعانات المحتملة؟

أداة برمجية تحلل الاحتياجات والإمكانيات

هذا هو المكان الذي تلعب فيه أداة AST Technology Applied Systems Technology في معهد Fraunhofer للبوكس وهندسة النظم واستغلال الصور IOSB ، والتي طورها الباحثون في مشروع "ModTrail Energy Technology and Modeling Economic". يقول ليانن روبلاك ، عالم في Fraunhofer IOBS-ast: "من خلال برامجنا ، يمكن لرؤساء البلديات من المجتمعات الأصغر إبلاغهم بالاحتمالات التقنية في مجال تحويل نظام الطاقة والإعانات المقابلة-هذه المعلومات هي شحن فردي للمجتمع". "لا يجب توليد الحرارة والكهرباء مائة في المائة من المصادر المتجددة ، لكن الأداة تركز على مزيج من الطاقة من التوليد التقليدي والمتجدد.

يقوم الباحثون بالفعل باختبار الأداة في أربعة مجتمعات نموذجية في تورينجيا يقل عدد سكانها عن عشرة آلاف نسمة - وبشكل أكثر دقة في كاهلا وفيرتر ونيومارك وغروسوبارين. بالنسبة لصانعي القرار في البلديات، فإن الوضع هو كما يلي: يقومون أولاً بإدخال اسم بلديتهم ومن ثم يحصلون على معلومات أكثر تفصيلاً عن متطلبات الكهرباء والحرارة في بلدتهم. ثم يقومون بإدخال رغباتهم فيما يتعلق بإمدادات الكهرباء والحرارة المستقبلية. ما هي التقنيات التي يرغبون في الاعتماد عليها، وما هي التقنيات التي يفضلون استبعادها؟ هناك العديد من الخيارات للاختيار من بينها، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتخزين الكهرباء والحرارة وغلايات تكثيف النفط والغاز ومضخات الهواء الحرارية ومضخات الحرارة الأرضية. تستعلم الأداة أيضًا عن الطلبات المتعلقة بعوامل أخرى. هل التركيز على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أم بالأحرى تكاليف شراء الطاقة؟ ونتيجة لذلك، يتلقى رؤساء البلديات أو غيرهم من صناع القرار معلومات حول الشكل الذي يمكن أن يبدو عليه مزيج الطاقة والمحطات الذي يلبي الأهداف المحددة، على سبيل المثال، يتكون من الأنظمة الكهروضوئية وتخزين الكهرباء والحرارة ومحطات الحرارة والطاقة المجمعة. تتضمن المعلومات أيضًا تكاليف التركيب والتشغيل، وتكاليف شراء الطاقة، وكمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وإمكانيات الدعم.

"من خلال أدنا ، نريد الحصول على الكرة المتداول ونظهر لرؤساء البلديات من المجتمعات الصغيرة إمكانية توفر مصادر الطاقة المتجددة لمجتمعها" ، يوضح RuBlack. استخدم باحثو Fraunhofer iOSB-ast ملامح الحمل للأسر بالإضافة إلى السلسلة الزمنية لمصادر الطاقة المتجددة المخزنة من قبل خدمة الطقس الألمانية في هذه الحالة ، وهي محطة الطقس Thuring بالقرب من Erfurt-Weim-as the Basic Data for tool. بالنسبة للمجتمعات التي تحتوي على أقل من 10000 نسمة في Thuringia ، يتم تخزين البيانات اللازمة بالفعل في النظام.

التغلب على عوائق الدخول

يجب دمج نموذج التحسين هذا كمكون (وحدات) في البرامج عبر الإنترنت لممر المشروع المشترك. الهدف الملموس للمشروع المشترك "التحول في المناطق الريفية (TRAIL) هو توافر أداة سهلة T-FROM تساعد على تحفيز عدد كبير من المجتمعات الأصغر للتعامل بشكل مكثف مع قضايا إمدادات الطاقة الفعالة. على وجه الخصوص ، يهدف المشروع إلى التغلب على حواجز الدخول التي تظهر في الموارد البشرية والمالية المحدودة. سيتم تطوير أداة البرمجيات عبر الإنترنت ، والتي تستخدم بيانات GIS التي يمكن الوصول إليها للجمهور وبيانات التعداد وقواعد البيانات الحالية الأخرى لإنشاء بيانات أولية حول استهلاك الكهرباء والحرارة في البلديات واقتراح توصيات لمزيد من الإجراءات.

© فراونهوفر IOSB-AST/مارتن كاسلر

باستخدام أداة TRAILstarter المبتكرة عبر الإنترنت، يمكن للبلديات المشاركة استخلاص تدابير لتحويل نظام الطاقة الإقليمي الخاص بها: www.trail-energie.de