جامعة خليفة وشركة مصدر وشركة أزيليو تتعاونان لتطوير تكنولوجيا حديثة تهدف إلى زيادة إنتاج الطاقة المتجددة في محطة معهد مصدر للطاقة الشمسية التابعة للجامعة

Today, the world is turning its sights towards making use of more sustainable energy sources than the fossil fuels that we depend heavily on in our daily lives. Solar energy technologies are considered one of the most promising renewable energy technologies, especially in the UAE, where the opportunity to generate energy from sunlight is remarkable. Despite the abundance of sunlight as a source of energy, some fluctuations may occur that prevent the use of sunlight, such as sunset in the evening, for example, in which it is not possible to rely on solar energy until the next morning.

يمكن شحن البطاريات التقليدية، والتي تقوم على حفظ الطاقة بطريقة كهروكيميائية، بالطاقة الشمسية خلال فترة النهار لتقوم بتزويد الطاقة لعدة ساعات خلال الليل، إلا أن فعالية تلك البطاريات محدودة جداً، كما أنها مصنوعة من مواد غير متوفرة بكثرة.

وفي هذا الإطار، قام فريق من جامعة خليفة، وبالتعاون مع الشركة السويدية المتخصصة بالطاقة الشمسية "أزيليو" وشركة أبوظبي لطاقة المستقبل "مصدر" بتطوير تكنولوجيا حديثة في مجال حفظ الطاقة.

تُستخدم الطاقة الشمسية خلال النهار لإنتاج الكهرباء بطريقة اقتصادية تتمثل بالاستعانة بالألواح الكهروضوئية أو إنتاج طاقة حرارية وطاقة كهربائية في آنٍ واحد من خلال ما يُعرف بنظام (الطاقة الشمسية المركزة)، حيث يمكن الاستفادة من هذه الطاقة المستدامة في عملية انصهار بعض المواد القابلة لتغير حالتها، والتي تبرد عندما تنخفض درجات الحرارة وتتصلب من جديد لتطلق الحرارة الكامنة التي يتم تحويلها لاحقاً إلى كهرباء بواسطة محرك ستيرلينغ.

ويسعى الفريق البحثي إلى الاستفادة من عملية تحول طور المادة من خلال استخدام سبيكة من الألومنيوم لإنتاج الطاقة الكهربائية بالحرارة أثناء الليل وبعد غروب الشمس.

وفي هذا السياق، قال الدكتور نيكولاس كالفيت، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة خليفة: "تعتبر هذه التكنولوجيا أول بحث عملي لشركة أزيليو. ونقوم في الوقت الحالي بدراسة فعالية النظام على المدى البعيد وضمان استمراريته لمدة لا تقل عن 25 سنة. لذلك، نهدف إلى تقييم نظام الـ (تس بود) لمدة سنة كاملة وجمع البيانات المتعلقة به والتحقق من أدائه. ويسعدنا هذا التعاون الرامي إلى تعزيز إنتاج الطاقة، لا سيما وأنه يعتمد على سبائك الألومنيوم المعاد تدويرها والتي ستحدث تغييراً واضحاً في مجال الطاقة المتجددة".

وقد وضع كل من الدكتور نيكولاس وفريقه سبيكة الألومنيوم في منتصف نظام شركة أزيليو لحفظ الطاقة في محطة معهد مصدر للطاقة الشمسية، والتي تعد المحطة الشمسية الأولى في دولة الإمارات وتشكل فرصة للبحث والتطوير في مجال الطاقة الشمسية المركزة والتكنولوجيات الحرارية المستخدمة في حفظ الطاقة.

ويمكن وصف آلية عمل تكنولوجيا أزيليو كالآتي، تقوم الألواح الكهروضوئية بتوليد الطاقة الكهربائية خلال النهار، ثم تستخدم هذه الطاقة في عملية انصهار المواد القابلة لتغير حالتها، وذلك بالاستعانة بمصدر حراري مقاوم للكهرباء أو طاقة الرياح أو شبكة الكهرباء، ويمكن أيضاً الاستفادة من تكنولوجيا الطاقة الشمسية المركزة في توليد الحرارة التي تعمل على انصهار سبيكة الألومنيوم لتبرد فيما بعد ثم تتحول للحالة الصلبة، حيث تقوم خلال عملية التحول بإطلاق الحرارة التي تستخدم في توليد الكهرباء.

وأضاف الدكتور نيكولاس: "يتيح لنا محرك شركة أزيليو إنتاج 50 كيلو واط من الكهرباء جميع أيام الأسبوع والذي يعني أن محطة معهد مصدر للطاقة الشمسية أصبحت مستقلة في مجال إنتاج الطاقة المتجددة، فهي قادرة على إنتاجها خلال جميع أوقات النهار والليل وطيلة أيام الأسبوع.

يذكر أنه تم افتتاح محطة معهد مصدر للطاقة الشمسية عام 2015 تأكيداً على الدور الهام الذي تقوم به أنظمة الطاقة الشمسية المركزة والدور الذي ستلعبه أنظمة حفظ الطاقة الحرارية في تحقيق الهدف المرجو في دولة الإمارات في مجال الطاقة المتجددة وهو إنتاج %44 من مجموع نسب الطاقة الصادرة عن موارد متجددة بحلول العام 2050. وتهدف محطة معهد مصدر للطاقة الشمسية إلى توفير  فرصة البحث والاختبار لجميع المعاهد البحثية المحلية والدولية وشركات حفظ الطاقة ومنحهم فرصة اختبار أنظمة الطاقة الشمسية المركزة وتقنيات حفظ الطاقة الحرارية، إضافة لرفع مستوى كفاءة تكنولوجيات الطاقة.