استفاده از قدرت خورشید در آب‌وهواهای اقلیم‌های بسیار سرد
محققان دانشگاه فیرات در ترکیه با بررسی استفاده از پنل‌های خورشیدی در شرایط قطبی، گام‌های مهمی به سوی انرژی پایدار برداشته‌اند. دکتر محمد داش از دانشکدۀ مهندسی مکانیک دانشگاه فیرات به همراه تیمی از متخصصان، از داده‌های جمع‌آوری شده از قطب جنوب برای ایجاد یک مدل هوش مصنوعی (AI) استفاده می‌کند. این مدل هدف دارد تا کارایی پنل‌های خورشیدی در شرایط اقلیمی مختلف را پیش‌بینی کند و احتمالاً نحوه استفاده از انرژی تجدیدپذیر را نوسازی کند.
تولید انرژی خورشیدی تحت شرایط قطبی
در پیمانده ششم علمی قومی قطب جنوب که از ۲۷ ژانویه تا ۳ مارس برگزار شد و توسط دکتر بورجو اوزسوی از TÜBİTAK MAM هماهنگ شده بود، دکتر محمد داش دستگاه نمونۀای را برای اندازه‌گیری داده‌های اقلیمی مثل تابش خورشید، رطوبت، دما و سرعت باد ساخت. این دستگاه با ظرفیت ۲۵ وات می‌باشد و از چهار نوع مختلف پنل خورشیدی تشکیل شده است. دکتر محمد داش اعلام کرد که دستگاه عملکرد قابل توجهی داشته است و در شرایط قطب جنوبی نزدیک به حد بالایی انتظار برای یک پنل تکی داشته است.
چالش‌ها و نوآوری‌ها در انرژی تجدیدپذیر قطبی
با وجود هوائی سخت که باعث محدود شدن جمع‌آوری داده به شش روز شد، تیم توانست الهامات ارزشمندی را جمع آوری کند و داده‌های زمان‌واقعی ۲۱ وات از یک پنل خورشیدی را به دست آورد. بخش هوش مصنوعی تحقیقات در حال حاضر در حال تمرکز بر فرمولاسیون معادلات ریاضی است که توان تولید انرژی را در طول مناطق اقلیمی مختلف پیش‌بینی خواهد کرد. دکتر محمد داش بر اهمیت استفاده از انرژی تجدیدپذیر برای کمینه‌سازی گازهای کربنی و حفظ اکوسیستم حساس قطب جنوبی تأکید کرد. هدف نهایی این پروژه ادغام راه‌حل‌های انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی باد، انرژی موجی و انرژی خورشیدی برای حمایت از همچنین تحقیقات در ناحیه و گردشگری پایدار است، بدون تأثیر منفی بر محیط زیست.
سوالات و پاسخ‌های مهم:
1. چه پتانسیلی برای قدرت خورشیدی در مناطق قطبی وجود دارد؟
پتانسیل قدرت خورشیدی در مناطق قطبی در ماه‌های تابستان قابل توجه است که نور خورشیدی می‌تواند تقریباً پیوسته باشد. تحقیقات انجام‌شده توسط دکتر محمد داش و تیمش هدف دارد که بهبود درک و بهره‌وری از پنل‌های خورشیدی در این شرایط اقلیمی خاص را بهبود ببخشد.
2. چگونه هوش مصنوعی به استفاده از قدرت خورشیدی در مناطق قطبی کمک می‌کند؟
هوش مصنوعی به تجزیه و تحلیل داده‌ها و پیش‌بینی بهره‌وری پنل‌های خورشیدی در شرایط هواشناسی مختلف کمک می‌کند که در فرموله سازی استراتژی‌های انرژی که با چالش‌های منحصر به فرد محیط قطبی مطابقت دارد، به کمک شود.
3. چه چالش‌های اصلی برای استفاده از قدرت خورشیدی در مناطق قطبی وجود دارد؟
چالش‌های اصلی شامل دمای بسیار سرد که می‌تواند به بهره‌وری پنل‌ها آسیب بزند، احتمال برف و یخ‌زدایی بر روی پنل‌ها و زاویه متغیر مشاهدۀ نور خورشیدی است. همچنین محدودیت نور خورشیدی در ماه‌های زمستان نیز تولید انرژی را محدود می‌کند.
چالش‌ها و اختلافات اصلی:
– تغییرپذیری نور خورشید: مناطق قطبی تغییرات شدیدی در نور خورشید تجربه می‌کنند، با روزافزونی پیوسته در تابستان و تاریکی در زمستان. این تغییر فصلی چالش فنی را در طراحی سیستم‌هایی که بتوانند به طور موثر در طول سال کار کنند، ایجاد می‌کند.
– تأثیر بر جانوران و اکوسیستم: در حالی که هدف استفاده از انرژی تجدیدپذیر در این مناطق کاهش تأثیرات زیست‌محیطی است، از نگرانی ها نسبت به اثرات ممکن بر جانوران محلی و اکوسیستم پراکنده به وجود آمده است.
– ماندگاری فناوری: شرایط محیطی سخت باعث پیش بینی مشکلاتی در خصوص ماندگاری فناوری خورشیدی و افزایش هزینه‌های مرتبط با توسعۀ تجهیزات قوی برای پشتیبانی از عملیات در چنین اقلیم‌هایی می‌شود.
مزایاي قدرت خورشیدی در مناطق قطبی:
– انرژی تمیز: منبع انرژی تجدیدپذیری فراهم می‌کند که می‌تواند وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و رد پا کربنی را کمینه کند.
– استقلال انرژی: این فرصت را برای ایستگاه‌های تحقیقاتی و جوامع محلی فراهم می‌سازد تا از لحاظ انرژی خودکفا باشند.
– استفاده از ماه‌های تابستان: از نزدیک به پیوستگی نور خورشیدی در ماه‌های تابستان برای تولید انرژی قابل توجه استفاده می‌شود.
معایب قدرت خورشیدی در مناطق قطبی:
– محدودیت‌های زمستان: تولید قابل توجهی از نظر مصرف انرژی خورشیدی به طولانی شدن دوره‌های تاریکی در زمستان باید هرگز تولید نخواهد شد.
– شرایط آب‌وهوایی سخت: ترکیبات حساس به آسیب‌ها از سرما، طوفان‌ها و پوسیدگی ناشی از یخ‌زدایی، منجر به احتمال مشکلات نگهداری و قابلیت اطمینان می‌شود.
– هزینه‌های آغازین بالا: هزینه نصب و نگهداری زیرساخت‌های خورشیدی در مکان‌های دورافتاده و بی مهماتی بسیار مهم است.
برای دسترسی به پیوندهای مرتبط، می‌توانید وب‌گاه اصلی دانشگاه فنی استانبول (İTÜ) را بازدید کنید، زیرا TÜBİTAK MAM بخشی از İTÜ است. علاوه بر این، برای دریافت اطلاعات گسترده دربارۀ انرژی خورشیدی و پیشرفت‌های تکنولوژی در این زمینه، می‌توانید به دامنۀ اصلی سازمان انرژی بین‌المللی (IEA) و آزمایشگاه انرژی تجدیدپذیر ملی (NREL) مراجعه کنید.