توسط : بحران آب و هوایی، قویترین محرک ساخت شهرهای هوشمند پایدار است. در آستانه دهه سوم قرن بیست و یکم، لازم است که شهرها به چند هدف سبز دست یابند. هر چه میگذرد، پنجره فرصت برای محدودسازی تغییرات آب و هوایی کوچک و کوچکتر میشود. جهان در تلاش است تا صرفهجویی انرژی در شهرهای هوشمند را عملیاتی کند.
شهرهای هوشمند در سراسر جهان توجه خود را به طرق گوناگون جایگزینی سوختهای فسیلی با انرژیهای تجدید پذیر معطوف کردهاند. تلاشهایی نیز در جهت بهبود بهرهوری انرژی و کاستن از انتشار CO2 مشاهده میشود.
لازم به گفتن نیست که همه این تلاشها باید همراستا با تحقق اهداف صرفهجویی در انرژی صورت گیرند. از جمله مسئولیتهای دیگر شهرهای هوشمند، تلاش برای تبدیل شدن به اقتصادهای صفر-کربنی است (اقتصادهایی که میزان انتشار آلایندههای کربنی در آنها صفر است).
در اینجا چهار طرح پیشگامانه زیبا و جذاب در زمینه صرفهجویی در مصرف انرژی را مورد بررسی قرار دادهایم، با این امید که آنچه از فعالیتهای برخی شهرها آموختهایم را در اختیار شهرهای دیگر قرار دهیم.
«برلین، زیست آینده» (Future Living Berlin)
در روز نخست ماه جولای ۲۰۲۰، پاناسونیک آغاز یک طرح پیشگامانه با نام «برلین، زیست آینده» را اعلام کرد. شرکت پاناسونیک با این پروژه، یک راهکار صرفهجویی انرژی برای ساختمانهای مسکونی ارائه میکند که در نوع خود اولین میباشد. تمرکز این پروژه، به عنوان بخشی از دیگر طرحهای پیشگامانه کلان-مقیاس پاناسونیک، بر کربنزدایی از محیط زندگی خواهد بود.
«برلین، زیست آینده» اُس و اساس یک زندگی سبز، پایدار، دیجیتال و متصل به شبکه را در خود گرد آورده است. پاناسونیک درصدد نصب راهکارهای انرژی هوشمند است که شامل پمپهای حرارتی هوا-به-آب با راندمان بالا، صفحات خورشیدی، و باتریهای ذخیرهسازی خواهد بود. تمامی اینها در یک سیستم مدیریت انرژی هوشمند و کارآمد یکپارچه میگردند.
جونیچی سوزوکی، مدیرعامل Panasonic Europe B.V. میگوید که تخصصی که پانسونیک طی ۶۰ سال گذشته در زمینه گرمایش و سرمایش کسب کرده است و همچنین چندین دهه تجربه این شرکت در زمینه ساخت و توسعه راهکارهای فوتوولتائیک و مرتبط با باتری، در این پروژه گرد آمده است.
مولفه اصلی این پروژه، مجموعه پمپهای حرارتی هوا-به-آب “Aquarea” است. راندمان انرژی این فناوری بسیار بالا است و در صورتی که از برق حاصل از ۶۰۰ عدد پنل HIT پاناسونیک، با توان حداکثری ۱۹۵ کیلووات، برای آن استفاده شود، میزان انتشار آلودگی کربنی آن تقریبا صفر خواهد بود. همچنین، استفاده از فناوری سیلیکون ابداعی پاناسونیک برای سیستمهای فوتوولتائیک، راندمان آنها را ۱۰٪ افزایش داده است.
کل این مجموعه در خدمت گرمایش، تهیه آب گرم و همچنین سرمایش خواهد بود. برای ارتقاء بیش از پیش عملکرد، یک امکان «ابر سرویسدهی Aquarea» نیز اضافه گشته است که به کاهش انتشار گاز دی اکسیدکربن کمک میکند؛ همچنین کمک میکند تا بازدیدهای تعمیرات و نگهداری به نحو کارآمدتری سازمان یابند و تا اندازهای از راه دور مدیریت شوند.
این راهکارهای انرژی، تحت «ابر هوشمند Aquarea» در خواهند آمد و به این ترتیب ساکنین قادر خواهند بود با مرتبط ساختنم این تجهیزات به تلویزیونها و اسپیکرهای هوشمند پاناسونیک، بر میزان مصرف انرژی نظارت داشته و تنظیمات دمایی را مدیریت کنند. گفته میشود که این سیستم مدیریت انرژی در آزمونی که از آن گرفته شده است توانسته است مصرف انرژی را به میزان ۱۵٪ بهبود ببخشد.
بهسازی ساختمانی انرژیمحور در لیسبون، یک پروژه بیسابقه
به تازگی تنها بنای تاریخی شهر لیسبون پرتغال، که قدمتش به سال ۱۸۸۰ میرسد، بهسازیای را در ارتباط با انرژی از سر گذرانده است. این بنای تاریخی به واقع محل کار شورای شهر لیسبون، شهردار و بیش از ۱۰۰ تن از کارکنان شهرداری میباشد.
این پروژه توسط «برنامه شهرهای سهیم» (Sharing Cities Programme) – که بخشی از راهبرد وفقدهی آبوهوایی «پایتخت سبز اروپا» محسوب میشود – به انجام رسیده است. هدف از آن، فراهم آوردن یک مثال حی و حاضر برای چگونگی بهبود عملکرد انرژی در ساختمانهای دولتی و بناهای تاریخی است، بی آنکه دراین میان به معماری و خصوصیات بنا آسیبی برسد.
کار با تهیه یک مدل سهبعدی از ساختمان آغاز گشت، به این منظور که خصوصیات پایهای و اولیه ساختمان مشخص گردد، منجمله مصالح به کار رفته در ساختمان، الگوهای مصرف، وضعیت سکونت در اتاقها، سیستمهای روشنایی، دمای و مصرف برق تجهیزات. استفاده از مدل سهبعدی و یک نرمافزار شبیهسازی پویای انرژی و آب و هوا، این امکان را فراهم کرد تا مناسبترین رویکرد اتخاذ شود.
طی این بهسازی، سیستم HVAC تعویض شد، همه چراغها با لامپهای LED جایگزین شدند، و برای تولید برق هم یک سیستم فوتوولتائیک نصب شد. تنها تغییری که در ظاهر ساختمان اعمال شد، بازسازی خاصی بود که بر روی پنجرههای کنونی انجام گرفت چرا که به در گذر زمان فرسوده شده بودند.
مولفه هستهای کل این بهسازی، یک سیستم مدیریت انرژی پایدار است که توسط «برنامه شهرهای سهیم» تهیه شده گردیده است. این سیستم، بار مصرف وارد بر صفحات فوتوولتائیک، HVAC و سایر تجهیزات کوچکتر را مورد نظارت قرار میدهد. با این تغییرات، در فاصله ژوئن ۲۰۱۹ تا فوریه ۲۰۲۰ ، ۳۶٪ صرفهجویی انرژی در ساختمان حاصل شد. به طور میانگین ۹۰٪ برق تولید شده توسط صفحات خورشیدی به مصرف خود ساختمان میرسید.
کار پروژه با کمک ۲۴ میلیون پوندی برنامه تحقیقاتی و نوآوری اتحادیه اروپا به نام Horizon 2020 انجام گرفت. گام بعدی آن است که از بینشهایی که از بررسی دادههای این ساختمان به دست آمده است برای تعیین خطمشیهای آتی در زمینه انرژی استفاده شود.
بکپرس را در لینکدین دنبال کنید !
ساخت سطوح کسبِ انرژی (energy-harvesting)
شهرهای هوشمند با نصب صفحات خورشیدی در پشتبامها آشنا هستند و این برای آنها پدیده جدیدی نیست. اما طرحی که به شما معرفی خواهیم کرد نشان میدهد که حتی از نمای ساختمان نیز می توان برای کسب انرژی استفاده کرد. این پروژهای با نام ENVISION است که به کاوش در فناوریهایی برای کسب انرژی از سطوح اطراف ساختمانها پرداخته است.
تخمین زده میشود که در اروپا نزدیک به ۶۰ میلیارد متر مربع نمای ساختمان وجود دارد و این برای رسیدن به هدفِ محیط انسانساخت خنثی-بهلحاظ-انرژی در سال ۲۰۵۰ مهم است. محققین و شرکتهای درگیر در پروژه ENVISION بر آن هستند تا کارایی انرژی آپارتمانها را افزایش دهند.
ساختمانها این روز بیش از گذشته انرژی مصرف میکنند و این پروژه قصد دارد تا برای کسب انرژی حرارتی یا الکتریکی، چهار فناوری جدید را در نمای ساختمانها با یکدیگر تلفیق کند. نخستین فناوری، پنجرههای فوتوولتائیک است که انرژی الکتریکی کسب میکنند.
در شیشه این پنجرهها، که میتوان در راهپلهها یا جاهایی که به نور محیط نیاز است ازشان استفاده کرد، نوارهایی وجود دارد که کار کسب انرژی را انجام میدهند. دومین فناوری استفاده از یک نوع رنگ خاص است که بسته به اینکه به چه رنگی باشد از ۴۰ تا ۹۸ درصد نور خورشید را جذب میکند. صفحات رنگشده به پمپهای حرارتی خاص متصل هستند که میتوانند حرارت ایجاد کرده یا آب گرم فراهم آورند.
بکپرس؛ تنها رسانه تخصصی تخصصی شهر هوشمند و اینترنت اشیا در ایران
سومین فناوری، صفحاتی با شیشه رنگشده است که امکان کسب حرارت را دارند. از این صفحات رنگارنگ در عین حال نمای ساختمان را هم زیبا میکنند. چهارمین و آخرین فناوری نیز یک پنجره با تهویه مخصوص است که در تابستانها از گرمای ساختمان میکاهد.
شیشههای شفاف این پنجرهها، تشعشعات نزدیک به موج مادون قرمز را از نور آفتاب کسب میکنند. سپس با حرکت دادن هوا از خلال مجاری تعبیه شده در درون شیشه، حرارت برطرف میگردد. به طور کلی بخش زیادی از حرارت ایجاد شده در شهرها ناشی از آفتابی است که از شیشههای پنجرهها منعکس میگردد، که به این اثر «جزایر گرمایی شهری» میگویند.
در حال حاضر شیشه فوتوولتائیک را در ساختمانی در اطریش مورد آزمایش قرار دادهاند. پنجرههای دارای تهویه نیز در ساختمانی در دانشگاه جنوا ایتالیا مورد آزمایش قرار گرفتهاند، و رنگهای گردآورنده حرارت نیز در آپارتمانی در هلند تحت آزمایش قرار دارد.
۱۰۰٪ برق سیدنی از منابع تجدیدپذیر تامین میشود
از روز نخست ماه جولای ۲۰۲۰، ۱۰۰٪ برق موردنیاز برای روشنایی خیابان، منابع آب، انبارهای کالا و ساختمانهای سیدنی از منابع تجدیدپذیر تامین میگردد. این تغییر، ماحصل معاملهای به ارزش ۶۰ میلیون دلار است که بزرگترین معاملهای است که تاکنون در زمینه انرژی سبز انجام گرفته است.
تخمین زده میشود که طی دهه آتی، صرفهجویی سالانه ناشی از این تغییر به ۵۰۰ میلیون دلار هم برسد. تاثیر آن بر کاهش انتشار گاز دیاکسید کربن تقریبا ۲۰ هزار تن در سال خواهد بود، که برابر است با دیاکسید کربنی که از مصرف انرژی ۶۰۰۰ خانوار در سال تولید میشود.
کلاور مور، شهردار سیدنی، دیگر منافع حاصل از این پروژه را ایجاد شغل و پشتیبانی از نواحیای میداند که در نتیجه پاندمی COVID-19 آسیب اقتصادی دیدهاند؛ ضمن اینکه فرصتهای جدیدی نیز در «نیو ساث ولز» ایجاد کرده، ایالتی که خشکسالی تاثیرات بدی بر آن داشته است.
به گفته شهردار سیدنی، با توجه شرایط اضطراری آب و هوایی در جهان، تمامی سطوح دولت باید حرکت به جانب منابع انرژی تجدیدپذیر را سرلوحه کار خود قرار دهند. انرژی سبز سیدنی از سه محل متفاوت تامین خواهد شد.
اولی مزرعه خورشیدی Shoalhaven است که در پایان کار ساختش شامل ۱۰ هزار صفحه خورشیدی خواهد بود و می تواند برق ۱۵۰۰ خانه را تامین کند.
دومی، مزرعه خورشیدی ۱۲۰ مگاواتی Bomen با بیش از ۳۱۰ هزار صفحه خورشیدی است که ناحیهای به وسعت ۲۵۰ هکتار را پوشش میدهد. این نخستین پروژه در استرالیا است که در آن از صفحات خورشیدی دو-رویه استفاده میشود یعنی صفحاتی که از هر دو طرف خود آفتاب را جذب میکنند. به علاوه، یک فناوری ردگیری نیز دارد که در طول روز صفحات را در جهت سیر خورشید حرکت میدهد تا بیشترین میزان انرژی را از آن دریافت کنند.
سومین محل نیز مزرعه بادی Sapphire در نزدیکی Inverell است که ۷۵ توربین ۲۰۰ متری دارد و با طرفیت ۲۷۰ مگاوات، بزرگترین مزرعه کسب انرژی در بین این سه مزرعه می باشد.
طرحهای پیشگامانه کنونی برای مبارزه با تغییرات سوء اقلیمی اینها هستند اما در آینده ممکن است شاهد فناوریهای سبز شگفتانگیزتری باشیم.
