کاربرد فناوری فتوولتائیک در صنعت حمل و نقل

photovoltaic technology

تاریخ انتشار:

1400/11/25

Post-Pandemic Economic and Development Challenges for Solar industry

وزارت حمل و نقل بریتانیا در گزارش سالانه خود در سال 2021، دریافت که در سال 2019 حمل و نقل داخلی، به استثنای هواپیماها، چیزی معادل 122 میلیون تن دی اکسید کربن تولید کرده است. صنعت حمل و نقل بزرگ ترین تولید‌کننده گازهای گلخانه‌ای است که 27 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای را در بریتانیا تشکیل می‌دهد. به همین دلیل هم هست که در این سال‌ها علاقه عمومی به وسایل نقلیه الکتریکی (EV) افزایش یافته است. در ادامه این مقاله دانکن کلارک، مدیر عملیات شرکت تحقیقاتی فناوری نانو(NextGen Nano)، توضیح می‌دهد که چگونه فناوری فتوولتائیک می‌تواند قدرت را در خودروهای الکتریکی، حمل‌ونقل عمومی و هواپیماها افزایش دهد.

در شرایط فعلی، فناوری فتوولتائیک هنوز نمی‌تواند مقدار انرژی مورد نیاز برای تامین کامل وسایل نقلیه الکتریکی مانند اتومبیل‌ها و اتوبوس‌ها را تولید کند. با این حال، فناوری فتوولتائیک می‌تواند به دوام بیشتر باتری‌ها کمک کند. این فناوری همچنین نی‌تواند انرژی مورد نیاز برخی قسمت‌ها  مانند تهویه مطبوع و استریو انرژی را تولید کند. فتوولتائیک خورشیدی (PV) یک فناوری در حال تکامل است که نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. هنگامی که یک فوتون به سطحی که از مواد خاصی ساخته شده است برخورد می کند، الکترون آزاد می شود. این با حرارت خورشیدی متفاوت است که برای گرم کردن سیالات به نور خورشید متکی است.

فتوولتائیک‌های آلی (OPV) به دلیل هزینه کمتر، مواد سمی کمتر و تأثیر زیست‌محیطی کمتر نسبت به سایر سلول‌های خورشیدی سیلیکونی تجاری مورد توجه گسترده‌ای قرار گرفته‌اند. شیشه فتوولتائیک نیز یک فناوری نوظهور است که می‌تواند قدرت را در وسایل نقلیه الکتریکی افزایش دهد. به خصوص به دلیل ماهیت شیشه‌مانند آن، می‌توان از آن برای ساخت پنجره‌ها یا سایر کاربردهای شیشه‌ای استفاده کرد.

ماشین‌های برقی

از آنجایی که خودروها به جز زمان‌هایی که در پارکینگ‌های مسقف هستند بیشتر طول عمر مفید خود را زیر سقف آسمان سپری می‌کنند و در معرض تابش نور خورشید هستند. بنابراین استفاده از فناوری فتوولتائیک می‌تواند گزینه خوبی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی خودروها باشد. باقراردادن سلول‌های PV روی سقف خودروها می‌توان به شارژ باتری های الکتریکی کمک کرد. در حال حاضر فناوری فتوولتائیک قادر نیست برق کافی برای شارژ کامل خودرو را تولید کند، اما می‌تواند در تامین انرژی لازم برای لوازم جانبی خودرو موثر باشد. برخی از خودروسازان در حال حاضر از پنل های خورشیدی برای کمک به باتری‌های الکتریکی استفاده می‌کنند. برای مثال پلاگین تویوتا پریوس دارای یک پنل خورشیدی بر روی سقف است که در هنگام پارک خودرو شارژ می‌شود. سپس از انرژی خورشیدی برای تامین انرژی قایق ماهواره‌ای و تهویه مطبوع استفاده می‌شود.

از طرف دیگر، پارکینگ‌هایی که شارژ وسایل نقلیه الکتریکی را ارائه می‌دهند، می‌توانند درگاه‌های خودرو با پوشش PV  نصب کنند، تا برقی که تولید می‌کنند از انرژی خورشیدی باشد. این درگاه‌های خودرو نه تنها خودرو را در برابر آسیب‌های جوی پوشش می‌دهند، بلکه برق نیز تولید می‌کنند. از این پنل‌های PV می‌توان در مکان‌های مختلف از جمله سوپر مارکت ها، مراکز خرید یا خدمات بزرگراه‌ها استفاده کرد.

حمل و نقل عمومی

تغییر سیستم حمل و نقل عمومی، به ویژه در شهرها، در راستای رسیدن به اهداف کربن‌زدایی، امری ضروری است. بر اساس گزارش نیویورک تایمز، آلودگی تولید شده در شهرها بیش از دو سوم انتشار دی اکسید کربن جهانی را تشکیل می‌دهد.

اولین اتوبوس خورشیدی جهان در سال 2013 در استرالیا ساخته شد، اگرچه هیچ پنل خورشیدی روی اتوبوس نصب نشد، اما باتری این اتوبوس، قبل از سفر به اطراف شهر، در ایستگاه مرکزی با استفاده از انرژی خورشیدی شارژ می‌شود. مانند خودروهای الکتریکی، بهترین راه برای بهینه‌سازی سلول‌های فتوولتائیک برای حمل و نقل، استفاده از آن‌ها، نه تنها بر روی خودرو، بلکه در محیط اطراف خودرو است.

استفاده از انرژی خورشیدی می تواند در دراز مدت برای شوراها ارزان تر باشد. تجزیه و تحلیل هزینه مالکیت توسط گروه کمپین حمل و نقل پاک، حمل و نقل و محیط زیست (T&E) نشان داد که پس از در نظر گرفتن هزینه‌های خارجی، اتوبوس‌عای برقی از نظر هزینه عملیاتی ارزان‌تر از اتوبوس های دیزلی هستند.

هواپیماهای برقی

طبق گزارش سالانه وزارت حمل و نقل در سال 2021، هوانوردی بین المللی از دوره 1990 تا 2019 به میزان 138 درصد افزایش یافته است. این صنعت اکنون چیزی معادل 37 میلیون دی اکسید کربن منتشر می‌کند. اگرچه برخی ممکن است امیدوار باشند که بتوان معضل آلودگی ناشی از هواپیماها را با استفاده از انرژی خورشیدی حل کرد اما باید بدانید که این ایده در حال حاضر غیرممکن است.

اگر قرار باشد یک هواپیما به طور کلی فقط و فقط با انرژی خورشیدی کار کند باید بتوان با تعداد پنل‌های خورشیدی محدودی که روی بال‌ها‌ی هواپیما قرار می‌گیرند انرژی مورد نیاز برای پرواز را تامین کرد. هواپیمای Solar Impulse، اگرچه قادر به دور زدن جهان تنها با استفاده از انرژی خورشیدی بود، اما باید بدانید که طول بال‌های آن 71.9 متر بود تا بتواند بیش از 17000 سلول خورشیدی را روی بال های خود حمل کند، در نتیجه دیگر قادر به حمل وزن مسافران نبود و تنها سرنشین این هواپیما شخص خلبان بود. این بدان معناست که در حال حاضر با فناوری فتوولتائیک فعلی امکان پرواز با هواپیمای خورشیدی وجود ندارد.

با این حال، نیروی دریایی ایالات متحده در حال حاضر در حال توسعه یک وسیله نقلیه جدید با انرژی خورشیدی است که می تواند به مدت 90 روز بدون سرنشین پرواز کند، واضح است که علی‌رغم محدودیت های فعلی هنوز هم علاقه به پرواز خورشیدی وجود دارد. این هواپیماها ممکن است قادر به حمل محموله‌های سنگین یا حتی افراد نباشند، اما می‌توان از آن‌ها برای ثبت تصاویر یا به عنوان رله‌های ارتباطی استفاده کرد.

آینده حمل و نقل الکتریکی

اگر استفاده از انرژی الکتریکی جز جدایی ناپذیری از آینده صنعت حمل و نقل است، نباید تنها به شبکه برق متکی باشد. حمل و نقل باید از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی برق تولید کند تا واقعاً بر انتشار کربن تأثیر بگذارد. اگرچه استفاده از انرژی خورشیدی برای حمل و نقل به دلیل تعداد پانل های قابل نصب بر روی وسایل نقلیه محدود شده است اما روش‌های مبتکرانه جدیدی برای استفاده از انرژی خورشیدی در حال ایجاد است.

شواهد نشان می دهد که فناوری فتوولتائیک در حال پیشرفت است.  پیشرفت های اخیر در نیمه هادی‌های آلی منجر به ایجاد سلول‌های خورشیدی پلیمری (PSCs) شده است. با استفاده از یک فناوری انحصاری ثبت شده و توسعه یافته توسط NextGen Nano، PSC های کارآمد برای ایجاد پنل‌های خورشیدی انعطاف پذیر و نیمه شفاف، طراحی شده برای سازگاری با بسیاری از برنامه‌های کاربردی در صنعت حمل و نقل استفاده می شوند. همچنین این PSC ها نسبت به سلول‌های مبتنی بر سیلیکون موجود که مواد خطرناکی مانند ترکیبات کادمیوم، تتراکلرید سیلیکون و سرب را در طول ساخت و دفع تولید می‌کنند، با محیط زیست سازگارتر هستند.

منبع: altenergymag.com

About the Author

0 0 رای ها
Article Rating
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 Comments
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها

You may also like these