نقش انرژی خورشیدی در توسعه شهر هوشمند | ندای مردم
عضویت در خبرنامه الکترونیک
كارشناس سخت افزار و شبكه صنايع روشنايی مازی نور :

نقش انرژی خورشیدی در توسعه شهر هوشمند

کد خبر: 80510
تاریخ انتشار: ۰۳ آذر ۱۳۹۵ - ۱۲:۴۸ ب.ظ

با توجه به آنكه زيرساخت پياده‌سازی و توسعه اكثر زيرسيستم‌های شهر هوشمند انرژی است، هوشمندسازی انرژی بخصوص الكتريسيته در الويت قرار می‌گيرد تا حدی که تامین منابع انرژی الکتریسیته اصلی‌ترین نیاز یک شهر هوشمند خواهد بود

به گزارش نداي مردم، سيده باهره حسن پور كارشناس سخت افزار و شبكه صنايع روشنايی مازی نور در خصوص اهمیت انرژی خورشیدی در توسعه‌ی شهر هوشند در یادداشتی نوشت: امروزه محدوديت‌ منابع انرژی‌های فسيلی و مضرات آنها بر كسی پوشيده نيست. تاثيرات نامطلوب ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلايندگی شديد منابع زيست محيطی توجه همگان را به سمت انرژی‌های نو و تجديدپذير جلب كرده است. بطوركلی منابع انرژیهای تجديدپذير به منابعی طبيعی گفته می‌شود كه در متوسط زمان طول عمر انسان‌ها به طور مداوم تجديد مي‌شوند. منابعی نظير باد، آب، امواج، جذر و مد، نور خورشيد و حرارت زمين. اين انرژی‌ها اغلب در چهار حوزه توليد برق، گرم/سردكنندگی آب و هوا، حمل و نقل و مصارف روستايی (دسترسی‌های خارج از شبكه) مورد استفاده قرار می‌‌گيرند. براساس آخرين گزارش نهاد سياست گذاری شبكه انرژی‌های تجديدپذير قرن ۲۱ام (REN21)، به ترتيب ۲/۱۹% و ۳/۲۷% از توليدات برق دنيا در سال‌های ۲۰۱۴ و ۲۰۱۵ از انرژی‌های تجديدپذير تامین شده است كه از ميان انواع آن، بيشترين سهم تولید به انرژی خورشیدی اختصاص دارد. بطوركلی سرمايه‌گذاری برروی انرژیهای تجديدپذير در كشورهايی نظير ايالات متحده و چين در سال ۲۰۱۵ به بيش از ۲۸۶ ميليارد دلار رسيده است. با توجه به ميزان سرمايه‌گذاری وسيع در بخش انرژي‌های تجديدپذير در اين دو كشور و اهميت بهره‌برداری از اين منابع در سال ۲۰۱۵ تعداد ۷/۷ ميليون فرصت شغلی در صنايع وابسته به انرژیهای تجديدپذير ايجاد شده است كه از ميان انرژی خورشيدی و صنايع وابسته به آن بيشترين ميزان سهم در توليد اشتغال را دارا هستند. نمودار زیر سهم مناطق مختلف جهان در انرژی‌های تجدیدپذیر را نشان می‌دهد.

از سوی ديگر پارادايم شهر هوشمند سالهاست که به عنوان چشم‌انداز توسعه شهری يكي از مهمترين راه‌حل‌ها برای رسيدن به توسعه اقتصادي و صنعتي و رفع مشکلات کنونی است. هدف از ساخت يك شهر هوشمند بهبود كيفيت زندگی، رفع نياز شهروندان و بهبود بهره‌وری از خدمات با استفاده از انفورماتيك و تكنولوژی شهری است. فناوری اطلاعات و ارتباطات اجازه می‌دهد تا مسوولان شهری به طور مستقيم با جامعه و زيرساخت‌های شهری تعامل داشته و همچنين بر حوادث، چگونگی پيشرفت شهر و افزايش كيفيت زندگي نظارت داشته باشند. در پياده‌سازی شهر هوشمند با ادغام چندين راه‌حل در حوزه‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) و اينترنت اشيا (IoT) در يك فضای امن مديريت دارايی‌های شهری صورت می‌گيرد. دارايي‌های شهری شامل سيستم‌های اطلاعاتی ادارات دولتی، كتابخانه‌های مدارس، سيستم‌های حمل و نقل، شبكه‌های توزيع آب، مديريت دفع زباله، اجراي قوانين و ديگر خدمات اجتماعي است. با استفاده از حسگرهای يكپارچه و سيستم‌های نظارت برخط، داده‌ها و اطلاعات مربوط به شهرواندان و دستگاه‌ها جمع‌آوری می‌شوند. اين اطلاعات و دانش بدست آمده از سطح شهر هوشمند می‌تواند به عنوان راه حلی اساسی و جدی براي بهبود ناکارآمدی‌ها، اتلاف منابع و بخشی‌نگري‌های كنوني مورد استفاده قرار گيرد. راهكارهای فناوری اطلاعات و ارتباطات كيفيت، عملكرد و تعامل خدمات شهری را به منظور كاهش هزينه‌ها، مصرف منابع و تماس ميان شهروندان و دولت بهبود می‌بخشند.
برنامه‌های مرتبط با شهر هوشمند با هدف بهبود مديريت جريان شهری و چالش‌های پاسخ‌دهی آنی توسعه يافته‌اند. بنابراين يك شهر هوشمند نسبت به شهری با رابطه ساده تراكنشی ميان شهروندان خود از آمادگی بيشتری در پاسخگويی آنی به چالش‌ها برخودار است. با توجه به آن که در سال‌های اخير در کشور خود شاهد افزايش بی‌رويه نرخ مهاجرت از روستاها به شهر‌ها، گسترش كلان شهرها و بروز مشكلاتی نظير ترافيك، محيط زيست، آلودگی هوا، تضعیف مديريت شهری و كاهش كيفيت سرويس‌دهی به شهروندان بوده‌ایم. به نظر می‌رسد که شیفت پارادایم از شهرهای سنتی به شهرهای هوشمند بتواند میزان کنترل‌پذیری و مدیریت را تا سطح بالایی افزایش دهد. به عنوان مثال در حال حاضر وجود زیرساخت‌هایی مانند کارت ملی هوشمند، کارت سوخت هوشمند، دوربین‌های کنترل ترافیک هوشمند و سایر زیرساخت‌های موجود مدیریت شهری را با تحولات خوبی همراه کرده‌است. فراتر از این‌ها یک شهر هوشمند نيازمند امكانات هوشمند در زيرسيستم‌های مختلف نظير اقتصاد هوشمند، حمل و نقل هوشمند، تجارت هوشمند، انرژي هوشمند و غيره است. با توجه به آنكه زيرساخت پياده‌سازی و توسعه اكثر زيرسيستم‌های ذكر شده انرژی است، هوشمندسازی انرژی بخصوص الكتريسيته در الويت قرار می‌گيرد تا حدی که تامین منابع انرژی الکتریسیته اصلی‌ترین نیاز یک شهر هوشمند خواهد بود. تامین برق به روش‌های کنونی و با انرژی‌های فسیلی و به صورت متمرکز نمی‌تواند چشم‌انداز روشنی برای شهرهای هوشمند باشد لذا ضرورت تامین برق به صورت توزیع شده، پاک، ارزان و پایدار مشهود است. از طرفی دسترس‌پذيری بالای انرژی خورشيدی، فناورانه بودن پنل‌هاي خورشيدي و همچنين امكان هوشمندسازي پنل‌ها با تجهيز آن‌ها به تكنولوژی اينترنت اشيا (IoT) سبب می‌شود انرژی خورشیدی گزینه اصلی برای تامین انرژی‌های هوشمند باشد.

اهميت مشكلات نامبرده و همچنين لزوم توسعه همه‌ جانبه و فناورانه كلان شهرها نياز به هوشمندسازی در بحث انرژی و همچنين توليد و سرمايه‌گذاری در زمينه توليد محصولات مبتنی بر آن را افزايش می‌دهد. در اين ميان، کشور ایران با قرارگيری در ميان مدارهای ۲۵ تا ۴۰ درجه عرض شمالی در منطقه‌ای واقع شده است که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. اين مساله شانس توليد و بهره‌برداری موفق در زمينه انرژی خورشيدی به عنوان مكمل و يا جايگزين براي سوخت‌های فسيلی را افزايش می‌دهد. متاسفانه انرژی ارزان و سود بانکی بالا باعث شده است تا سرمايه‌گذاری در سیستم برق خورشیدی در کشور ما مقرون به صرفه به نظر نیاید حال آنكه در دراز مدت استفاده از این سیستم‌ها بسیار مقرون به صرفه بوده و تاثیر بسزایی در کم کردن آلودگی هوا خواهند داشت. هر متر مربع از سطح زمين که خورشید – در یک روز بدون ابر و آلودگی – بر سطح آن می‌تابد حدودا ۱۰۰۰ وات توان تابشی دریافت می‌کند. این انرژی تقریبا شامل تمام طیف‌های مرئی و نامرئی نور بوده و تبدیل تمام آن به الکتریسیته ممکن نیست. پنل‌های خورشیدی موجود در بازار تجاری، راندمانی در حدود ۱۲ تا ۱۷ درصد دارند و با توجه با اینکه تمامی سطح یک پنل خورشیدی شامل سیلیکون‌های دریافت انرژی نیست، هر متر مربع از این پنل‌ها حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ وات دریافت انرژی می‌توانند داشته باشند. البته باید توجه کرد که این ميزان انرژی در صورت تابش عمود نور خورشید به پنل است و زاویه پنل‌ها در فصول مختلف سال باید براساس حداكثر ميزان دريافت تابش تنظیم شود. برای مثال در مناطق مرکزی ایران در تابستان زاويه تابش تقریبا عمود بوده و در زمستان حدود ۴۰ درجه نسبت به خط عمود انحراف دارد. نکته دیگری که باید به آن توجه کرد تغيير ميزان نور خورشيد در طول روز است. در ساعات زیادی از شبانه ‌روز به خصوص در زمستان پنل‌ها انرژی قابل توجهی تولید نمی‌کنند و حتی در روزهای ابری، هر پنل خورشیدی تقریبا یک دهم یا کمتر دریافت انرژی خواهد داشت. البته اين مساله با توجه به آنكه در کشور ما به طور متوسط سالیانه بیش از ۲۸۰ روز آفتابی گزارش شده است، مشكل چندانی در مقوله توليد انرژي از منابع خورشيدی در ايران ايجاد نمي‌كند. همچنین باید توجه داشت که استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند در کنار سایر روش‌های تولید برق قرار گرفته و به مرور مسیر تکامل خود را طی کند. به صورتی که در روزهای بارانی و ابری می‌توان از نیروگاه‌های سنتی برای تامین نیرو و یا از انرژی ذخیره شده در باتری جاسازی شده در کنار پنل‌های خورشیدی استفاده کرد. مسایل مرتبط با بازار برق، خرید و فروش برق به کشورهایی که با ما مسافت زیادی فاصله دارند و بهره بردن از اختلاف ساعت، مباحث ذخیره‌سازی انرژی و قابلیت اطمینان از جمله مهم‌ترین موضوعات برای تجهیز یک کلان شهر به نیروگاه‌ها و پنل‌های خورشیدی و تولید توزیع شده برق در آن است و باید بیش از پیش مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد.

دیدگاه کاربران