الطاقة الشمسية على أسطح محطات المترو في بنغلاديش.. خطوة مرتقبة (تقرير)

حدّد باحثون بنغلاديشيون نماذج الإمكانات التقنية والاقتصادية لدمج أنظمة الطاقة الشمسية على أسطح محطات خط مترو دكا رقم 6، ويأتي هذا في إطار السعي للاستفادة من قدرات الطاقة المتجددة بيئيًا واقتصاديًا.

ووجد الباحثون أن نظامًا بقدرة 20.38 ميغاواط يُمكنه تعويض جزء كبير من الطلب على الكهرباء الإضافية مع تحقيق إيرادات مالية مجزية، بحسب تقرير طالعته منصة الطاقة المتخصصة.

ويمتد خط -دخل الخدمة في أواخر عام 2022 بصفته أول نظام مترو في بنغلاديش- على مسافة 21.26 كيلومترًا، ويسهم في توفير خدمات التنقل في منطقة مكتظة السكان.

تجدر الإشارة إلى أن خط مترو دكا رقم 6 يعمل على مسار مرتفع من محطة أوتارا الشمالية في شمال دكا إلى محطة موتجيهيل في الجنوب، ويخدم 16 محطة.

منهجان متكاملان للمحاكاة

يقول الباحث الرئيس، راحة رضوان، لمجلة بي في ماغازين، إن هذه الدراسة تجمع بين منهجين متكاملين للمحاكاة، بحسب تقرير نشرته مجلة “بي في ماغازين”.

ويوضح أن الباحثين استعملوا برمجية بي في سيست (PVsyst) للنماذج التقنية عالية الدقة لكل محطة على حدة، عبر جميع المحطات الـ16ومرافق الصيانة الـ5، وبرمجية هومر برو (HOMER Pro) للتحسين التقني والاقتصادي لأنظمة الطاقة الشمسية الهجينة المتصلة بالشبكة والبطاريات.

ويرى أن هذه الدراسة تُعدّ الأولى التي تجمع بين تصميم تفصيلي لأنظمة الطاقة الشمسية على أسطح محطات المترو، والتحسين الهجين القائم على المناطق، وتحليل الحساسية الكامل لنظام مترو في جنوب آسيا.

ويضيف رضوان أن الفريق يخطط لتوسيع نطاق العمل على تركيب الطاقة الشمسية على أسطح محطات المترو في عدّة اتجاهات.

ويشير إلى أن الباحثين يعتزمون دمج بيانات الأحمال المقاسة فعليًا من المحطات العاملة بدلًا من جداول التشغيل المفترضة المستعمَلة في الدراسة.

ويدرس الفريق دمج أنظمة الطاقة الشمسية على جانبي السكة وفي المسارات المرتفعة، إلى جانب أنظمة الأسطح التي حُددت نماذجها في هذه الدراسة، ويخطط لإجراء مقارنة تقنية واقتصادية معمّقة لأنواع البطاريات وخيارات إعادة تدويرها لتطبيقات محطات المترو في بنغلاديش.

باستعمال برمجية بي في سيست، وضع الفريق نماذج جميع المحطات الـ16المرتفعة و5 مبانٍ تابعة لمستودع دياباري في محطة أوتارا، شمال مدينة دكا.

وحُدِّد مدى توافر أسطح المباني بعد مراعاة الأجزاء الشفافة منها وفقدان 10% من مساحتها، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وبلغ إجمالي مساحة الأسطح التي تم تقييمها 250,469.61 مترًا مربعًا، منها 60,347 مترًا مربعًا موزعة على المحطات و67,052.8 مترًا مربعًا موزعة على مبانٍ مختارة من المستودع.

ألواح كهروضوئية أحادية البلورة

استعمل الفريق ألواحًا كهروضوئية أحادية البلورة بقدرة 595 واط متوفرة تجاريًا، وحدّد نماذج اتجاه الوحدات، وتكوين العاكس، وتأثيرات التظليل، وفقدان الكهرباء في النظام لتقدير إنتاج الطاقة السنوي، ونسبة الأداء، وكفاءة النظام الإجمالية.

وتضمنت عمليات المحاكاة بيانات مناخية خاصة بالموقع لمدينة دكا، بما في ذلك الإشعاع الشمسي الأفقي العالمي (GHI)، والإشعاع الشمسي المباشر العمودي (DNI)، والإشعاع الشمسي الأفقي المنتشر (DHI)، ودرجة الحرارة المحيطة، والرطوبة النسبية، وسرعة الرياح، وعكارة لينكه.

وصُمِّم النظام المقترح بصفته تركيبًا مرتبطًا بالشبكة الكهربائية، مزودًا ببطاريات فوسفات الحديد والليثيوم لتخزين الكهرباء، وتدفّق كهرباء ثنائي الاتجاه، واستهلاك ذاتي مُعطى الأولوية، وتصدير الكهرباء إلى الشبكة الوطنية وفقًا لتعرفات التغذية.

وقد افترض الباحثون عمرًا افتراضيًا للمشروع يشمل انخفاضًا سنويًا بنسبة 2% في كفاءة الألواح الكهروضوئية.

وأسفرت عملية تحديد النماذج عن نظام كهروضوئي شمسي بقدرة 20.38 ميغاواط موزع على 21 موقعًا – 16 محطة و5 مبانٍ للمستودعات – يُولّد أكثر من 25.5 غيغاواط ساعة سنويًا.

ويُغطي النظام جزءًا كبيرًا من الطلب الإضافي على الكهرباء في محطات المترو، ويُحقق فوائد بيئية كبيرة، إذ يُجنّب انبعاث ما يقارب 235,297 طنًا من ثاني أكسيد الكربون على مدى 20 عامًا.

الجدوى الاقتصادية لتطبيق النقل العام

نبّه الباحث الرئيس راحة رضوان إلى قوة الجدوى الاقتصادية لتطبيق النقل العام: مدة استرداد رأس المال 6 سنوات، وعائد على الاستثمار بنسبة 234.1%، وصافي قيمة حالية قدرها 20.05 مليون دولار، على الرغم من أن المشروع مموّل ذاتيًا بالكامل دون أيّ ديون.

ثم أُجريَ تحسينٌ مناطقي باستعمال برمجية التحسين الهجين لموارد الطاقة المتعددة هومر برو، حيث قُسِّمَ ممر المترو إلى 3 مناطق: المنطقة أ (أوتارا)، والمنطقة ب (أغارغاون، وشيورابارا، وكازيبارا)، والمنطقة ج (موتجيهيل، وجامعة دكا، والأمانة العامة).

وقد مكّن هذا من تصميم نظام محلي مُصمَّم خصوصًا لأنماط الأحمال والظروف البيئية المحددة.

وبرزت المنطقة ب أكثرَ المناطق فعالية من حيث التكلفة، حيث سجلت أدنى صافي قيمة حالية (NPV) بلغت 1.63 مليون دولار أميركي، وتكلفة مُستوية للكهرباء (LCOE) تتراوح بين 0.063 و0.125 دولار أميركي/كيلوواط ساعة.

أمّا المنطقة ج، فرغم أنها أغلى قليلًا، فقد حققت انخفاضًا أكبر في الانبعاثات بفضل دمج مصادر الطاقة المتجددة بشكل أكبر.

ويضيف رضوان أن المنطقة (ج) حققت أعلى نسبة من الطاقة المتجددة بلغت 70% على الرغم من عدم وجود أيّ نظام لتخزين الكهرباء بالبطاريات، إذ تعتمد كليًا على الطاقة الشمسية وتفاعلها مع الشبكة، ومع ذلك، ما تزال تُحقق أفضل أداء من حيث الانبعاثات بين المناطق الـ3.

ويوضح أن تحليل الحساسية أظهر مدى قوة تأثير تعرفات بيع الكهرباء من الشبكة والإشعاع الشمسي في تحديد ما إذا كان التكوين الأمثل هو نظام يتضمن بطاريات أم لا، إذ يمكن لتغييرات طفيفة في التعرفات أن تُغيّر بنية النظام المُفضلة تمامًا.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصدر: