مزيج طاقة مناسب للمجتمعات الصغيرة
اختيار اللغة 📢
تاريخ النشر: ٢٣ يناير ٢٠٢٠ / تاريخ التحديث: ١٧ أغسطس ٢٠٢٠ - المؤلف: Konrad Wolfenstein
التبديل إلى النسخة الإنجليزية
أداة فراونهوفر لانتقال الطاقة في البلديات
© معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية/مارتن كاسلر
الطاقة الشمسية، أم الطاقة الحرارية الأرضية، أم الخلايا الكهروضوئية - أي شكل من أشكال الطاقة هو الأنسب للمجتمع؟ يواجه ممثلو البلديات الصغيرة كمّاً هائلاً من المعلومات، مما يزيد من حالة عدم اليقين القائمة. تُسلط أداة جديدة عبر الإنترنت من معهد فراونهوفر الضوء على هذا المشهد المعقد، وتُحدد مزيج الطاقة الأمثل لكل منطقة، بما في ذلك فرص التمويل المتاحة.
© البيانات المفتوحة تورينجن | VirtualcitySYSTEMS GmbH | التخطيط: دانيال سيبولا (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)
تمثيل بياني لاحتياجات التدفئة لبلدية نيومارك (486 نسمة) على شبكة مربعات أبعادها 100 × 100 متر. تشير الألوان الداكنة إلى ارتفاع احتياجات التدفئة. تم تقدير النتائج بناءً على هياكل المباني.
لقد بدأ التحول في قطاع الطاقة. إلا أن ممثلي المجتمعات الصغيرة غالباً ما يكونون غير متأكدين من شكل هذا التحول بالنسبة لهم. هل ستكون الطاقة الشمسية، أم الخلايا الكهروضوئية، أم الطاقة الحرارية الأرضية هي الخيار الأمثل؟ وما مدى جدوى هذه التقنيات في تلبية احتياجات الطاقة للمجتمع؟ وماذا عن الدعم المالي المحتمل؟
أداة برمجية تحلل الاحتياجات والإمكانيات
هنا يأتي دور أداة من قسم تكنولوجيا الأنظمة التطبيقية (AST) التابع لمعهد فراونهوفر للإلكترونيات الضوئية وتقنيات الأنظمة ومعالجة الصور (IOSB)، والتي طورها باحثون ضمن مشروع "نمذجة تكنولوجيا الطاقة والاقتصاد modTRAIL". تقول ليان روبلاك، العالمة في معهد فراونهوفر IOSB-AST: "يُمكّن برنامجنا رؤساء البلديات الصغيرة من الاطلاع على الإمكانيات التقنية في مجال التحول الطاقي وفرص التمويل المتاحة، بما يتناسب مع احتياجات بلدياتهم. ولا يشترط أن يتم توليد الحرارة والكهرباء بالكامل من مصادر متجددة، بل تعتمد الأداة على مزيج من مصادر الطاقة التقليدية والمتجددة."
في أربع بلديات تجريبية في تورينجيا يقل عدد سكانها عن عشرة آلاف نسمة - تحديدًا كاهلا، وفيرتر، ونيومارك، وغروسوبرينجن - يجري الباحثون حاليًا اختبار الأداة. بالنسبة لصناع القرار في هذه البلديات، تتم العملية على النحو التالي: يُدخلون أولًا اسم بلديتهم، ثم يتلقون معلومات تفصيلية حول الطلب على الكهرباء والتدفئة في مدينتهم. بعد ذلك، يُحددون تفضيلاتهم لإمدادات الكهرباء والتدفئة المستقبلية. ما هي التقنيات التي يرغبون في استخدامها، وما هي التقنيات التي يُفضلون استبعادها؟ تتوفر خيارات عديدة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وتخزين الكهرباء والحرارة، ومراجل التكثيف التي تعمل بالنفط والغاز، ومضخات الحرارة الهوائية، ومضخات الحرارة الجوفية. تستفسر الأداة أيضًا عن التفضيلات المتعلقة بعوامل أخرى. هل يُعد تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون هو الأولوية، أم أن الأمر يتعلق أكثر بتكاليف شراء الطاقة؟ ونتيجة لذلك، يتلقى رؤساء البلديات وغيرهم من صناع القرار معلومات حول شكل مزيج الطاقة والمحطات الذي يُلبي الأهداف المحددة، على سبيل المثال، والذي يتكون من أنظمة الخلايا الكهروضوئية، وتخزين الكهرباء والحرارة، ومحطات توليد الطاقة والحرارة المشتركة. وتشمل المعلومات أيضًا تكاليف التركيب والتشغيل، وتكاليف شراء الطاقة، وكمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وفرص التمويل.
يوضح روبلاك قائلاً: "نهدف من خلال هذه الأداة إلى إطلاق المبادرة وإطلاع رؤساء البلديات في المجتمعات الصغيرة على الإمكانيات التي توفرها مصادر الطاقة المتجددة لمدنهم". استخدم الباحثون في معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية وأنظمة الطاقة الشمسية (IOSB-AST) بيانات الأحمال القياسية للمنازل وبيانات السلاسل الزمنية لمصادر الطاقة المتجددة التي توفرها دائرة الأرصاد الجوية الألمانية (DWD) - وتحديداً بيانات محطة الأرصاد الجوية في تورينغن بالقرب من إرفورت-فايمار - كأساس لهذه الأداة. وتُخزَّن البيانات اللازمة للبلديات التي يقل عدد سكانها عن 10,000 نسمة في تورينغن في النظام بالفعل. ومع ذلك، يمكن استخدام الأداة أيضاً في ولايات ألمانية أخرى تتوفر فيها البيانات المناسبة.
التغلب على عوائق الدخول
سيتم دمج نموذج التحسين هذا كوحدة نمطية في البرنامج الإلكتروني لمشروع TRAIL التعاوني. يهدف مشروع "التحول في المناطق الريفية (TRAIL)" تحديدًا إلى توفير أداة سهلة الاستخدام تحفز عددًا كبيرًا من البلديات الصغيرة على الانخراط بشكل مكثف في قضايا كفاءة إمدادات الطاقة. ويسعى المشروع، على وجه الخصوص، إلى تذليل العقبات الأولية التي تحول دون المشاركة، والمتمثلة في محدودية الموارد البشرية والمالية. سيتم تطوير برنامج إلكتروني يعتمد بشكل أساسي على بيانات نظم المعلومات الجغرافية المتاحة للجمهور، وبيانات التعداد السكاني، وقواعد البيانات الأخرى الموجودة، لتوليد بيانات أولية حول استهلاك الكهرباء والتدفئة في البلديات، واقتراح توصيات لاتخاذ مزيد من الإجراءات.
© معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية/مارتن كاسلر
تتيح أداة TRAILstarter الإلكترونية المبتكرة للبلديات المشاركة وضع تدابير لانتقالها الإقليمي في مجال الطاقة: www.trail-energie.de
© معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية/مارتن كاسلر
الطاقة الشمسية، أم الطاقة الحرارية الأرضية، أم الخلايا الكهروضوئية؟ أيٌّ من مصادر الطاقة هو الأنسب للمجتمع؟ يواجه ممثلو المجتمعات الصغيرة كمًّا هائلًا من المعلومات، ما يزيد في كثير من الأحيان من حالة عدم اليقين. تُسهم أداةٌ إلكترونيةٌ مبتكرةٌ من معهد فراونهوفر في توضيح هذه المسألة المعقدة، وتحديد مزيج الطاقة الأمثل لكل فرد، بما في ذلك خيارات التمويل.
© البيانات المفتوحة تورينجن | VirtualcitySYSTEMS GmbH | التخطيط: دانيال سيبولا (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)
تمثيل بياني لاستهلاك التدفئة في مجتمع نيومارك (486 نسمة) ضمن شبكة مربعة أبعادها 100 × 100 متر. تشير الألوان الداكنة إلى ارتفاع استهلاك التدفئة. تم تقدير النتائج بناءً على هياكل المباني.
إن التحول في قطاع الطاقة بات وشيكاً. ومع ذلك، يتساءل ممثلو المجتمعات الصغيرة غالباً عن شكل هذا التحول بالنسبة لهم. هل ستكون الطاقة الشمسية، أم الخلايا الكهروضوئية، أم الطاقة الحرارية الأرضية؟ ما هو الخيار الأمثل، وإلى أي مدى يمكن لهذه التقنيات أن تساهم في إمدادات الطاقة للمجتمع؟ وماذا عن الدعم المالي المحتمل؟
أداة برمجية تحلل الاحتياجات والإمكانيات
هنا يأتي دور أداة من وحدة تكنولوجيا الأنظمة التطبيقية (AST) التابعة لمعهد فراونهوفر للإلكترونيات الضوئية وهندسة النظم واستغلال الصور (IOSB)، والتي طورها الباحثون في مشروع "modTRAIL" لنمذجة تكنولوجيا الطاقة والاقتصاد. تقول ليان روبلاك، العالمة في وحدة تكنولوجيا الأنظمة التطبيقية (AST) التابعة لمعهد فراونهوفر للإلكترونيات الضوئية وهندسة النظم واستغلال الصور (IOSB): "باستخدام برنامجنا، يمكن لرؤساء البلديات في المجتمعات الصغيرة الاطلاع على الإمكانيات التقنية في مجال تحويل أنظمة الطاقة والإعانات المتاحة، وتُصمم هذه المعلومات خصيصًا لكل مجتمع على حدة". وتضيف: "لا يشترط توليد الحرارة والكهرباء بنسبة مئة بالمئة من مصادر متجددة، ولكن الأداة تركز على مزيج الطاقة الذي يجمع بين محطات التوليد التقليدية والمتجددة".
يختبر الباحثون حاليًا الأداة في أربع مدن نموذجية في تورينجيا يقل عدد سكانها عن عشرة آلاف نسمة، وتحديدًا في كاهلا، وفيرتر، ونيومارك، وغروسوبارن. بالنسبة لصناع القرار في هذه البلديات، تتمثل العملية فيما يلي: يُدخلون أولًا اسم بلديتهم، ثم يتلقون معلومات أكثر تفصيلًا حول احتياجات مدينتهم من الكهرباء والتدفئة. بعد ذلك، يُدخلون تطلعاتهم بشأن إمدادات الكهرباء والتدفئة المستقبلية، ويحددون التقنيات التي يرغبون في الاعتماد عليها، وتلك التي يفضلون استبعادها. تتوفر خيارات عديدة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وتخزين الكهرباء والحرارة، ومراجل التكثيف التي تعمل بالنفط والغاز، ومضخات الحرارة الهوائية، ومضخات الحرارة الجوفية. كما تستفسر الأداة عن متطلبات تتعلق بعوامل أخرى، مثل التركيز على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، أو بالأحرى تكاليف شراء الطاقة. ونتيجة لذلك، يتلقى رؤساء البلديات أو غيرهم من صناع القرار معلومات حول مزيج الطاقة والمحطات الذي يُلبي الأهداف المحددة، كأن يتكون من أنظمة كهروضوئية، وتخزين الكهرباء والحرارة، ومحطات توليد الطاقة والحرارة المشتركة. وتشمل المعلومات أيضًا تكاليف التركيب والتشغيل، وتكاليف شراء الطاقة، وكمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وإمكانيات الحصول على الدعم.
يوضح روبلاك قائلاً: "نهدف من خلال أداتنا إلى إطلاق هذه المبادرة وإطلاع رؤساء البلديات في المجتمعات الصغيرة على الإمكانيات التي توفرها مصادر الطاقة المتجددة لمجتمعاتهم". استخدم باحثو معهد فراونهوفر IOSB-AST بيانات الأحمال القياسية للمنازل، بالإضافة إلى السلاسل الزمنية لمصادر الطاقة المتجددة المخزنة لدى هيئة الأرصاد الجوية الألمانية - وتحديداً محطة الأرصاد الجوية في تورينغن بالقرب من إرفورت-فايمار - كبيانات أساسية للأداة. بالنسبة للمجتمعات التي يقل عدد سكانها عن 10,000 نسمة في تورينغن، فإن البيانات اللازمة مخزنة بالفعل في النظام. ومع ذلك، يمكن استخدام الأداة أيضاً مع البيانات المماثلة في الولايات الألمانية الأخرى.
التغلب على عوائق الدخول
سيتم دمج نموذج التحسين هذا كمكون (وحدة) في البرنامج الإلكتروني للمشروع المشترك "TRAIL". يهدف المشروع المشترك "التحول في المناطق الريفية (TRAIL)" إلى توفير أداة سهلة الاستخدام تُحفز عددًا كبيرًا من المجتمعات الصغيرة على معالجة قضايا الإمداد الفعال بالطاقة بشكل مكثف. ويسعى المشروع تحديدًا إلى تذليل العقبات المتمثلة في محدودية الموارد البشرية والمالية. سيتم تطوير برنامج إلكتروني يعتمد بشكل أساسي على بيانات نظم المعلومات الجغرافية المتاحة للجمهور، وبيانات التعداد السكاني، وقواعد البيانات الأخرى الموجودة، وذلك لإنشاء بيانات أولية حول استهلاك الكهرباء والتدفئة في البلديات، واقتراح توصيات لاتخاذ مزيد من الإجراءات.
© معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية/مارتن كاسلر
باستخدام أداة TRAILstarter الإلكترونية المبتكرة، يمكن للبلديات المشاركة استخلاص تدابير لتحويل نظام الطاقة الإقليمي الخاص بها: www.trail-energie.de
أبق على اتصال
