استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در دکل های مهاری و خودایستا
امروزه با افزایش نگرانی ها پیرامون تغییرات اقلیمی و نیاز به کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی بهره گیری از انرژی های تجدیدپذیر در صنایع مختلف از جمله در دکل های مهاری و خودایستا به یک راهکار جذاب تبدیل شده است. دکل های مهاری و خودایستا به طور گسترده ای در صنایع مخابراتی نیروگاه های بادی و سیستم های نظارتی استفاده می شوند. این مقاله به بررسی اصول عملکرد اجزای اصلی کاربردهای صنعتی و مثال های عملی استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در این دکل ها می پردازد.
اصول عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در دکل ها
فونداسیون پیش ساخته تهران و خودایستا معمولاً برای انتقال داده ها نصب تجهیزات مخابراتی و حتی در برخی موارد برای حمل سیستم های نظارتی در ارتفاعات مختلف استفاده می شوند. به دلیل نیاز مستمر این تجهیزات به برق استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند پنل های خورشیدی و توربین های بادی کوچک به عنوان منابع تأمین انرژی اهمیت ویژه ای یافته است.
در این سیستم ها انرژی خورشیدی و باد به الکتریسیته تبدیل شده و از طریق باتری های ذخیره ساز انرژی به کار گرفته می شود. این فرایند نه تنها باعث کاهش هزینه های انرژی می شود بلکه به پایداری و دوام سیستم ها نیز کمک می کند.
اجزای اصلی سیستم تجدیدپذیر در دکل ها
برای درک بهتر اجزای اصلی این سیستم ها را معرفی می کنیم :
- پنل های خورشیدی : وظیفه تولید برق از انرژی خورشید را بر عهده دارند. این پنل ها از مواد نیمه رسانا ساخته شده اند و با جذب نور خورشید آن را به جریان الکتریکی تبدیل می کنند.
- توربین های بادی کوچک : این تجهیزات قادر به تولید برق از طریق تبدیل انرژی باد به انرژی الکتریکی هستند و معمولاً در مناطق با باد متوسط تا قوی نصب می شوند.
- کنترلرهای شارژ : وظیفه مدیریت و تنظیم شارژ باتری ها را بر عهده دارند تا از پر یا خالی شدن بیش ازحد باتری ها جلوگیری کنند.
- باتری های ذخیره ساز : انرژی تولیدی توسط پنل ها و توربین ها در این باتری ها ذخیره می شود تا در زمان هایی که خورشید یا باد در دسترس نیست از آن استفاده شود.
- سیستم های پشتیبانی الکتریکی : شامل اینورترها کابل ها و تجهیزات محافظتی است که جریان برق تولیدشده را به برق مصرفی موردنیاز دکل و تجهیزات تبدیل می کنند.
کاربردهای صنعتی انرژی های تجدیدپذیر در دکل ها
فونداسیون پیش ساخته این سیستم ها بسیار متنوع هستند و در صنایع مختلفی استفاده می شوند. به چند مورد از این کاربردها اشاره می کنیم :
صنایع مخابراتی
دکل های مهاری و خودایستا در برج های مخابراتی به منظور تامین برق پایدار برای تجهیزات انتقال داده اغلب به منابع تجدیدپذیر مانند پنل های خورشیدی مجهز می شوند. این روش به ویژه در مناطق دورافتاده که دسترسی به شبکه برق وجود ندارد بسیار کاربردی است.
سیستم های نظارتی و حفاظتی
در بسیاری از پروژه های نظارتی دوربین ها و سیستم های حفاظتی در دکل های مرتفع نصب می شوند. بهره گیری از سیستم های خورشیدی و بادی برای تامین برق این تجهیزات هزینه های عملیاتی را کاهش داده و پایداری را بهبود می بخشد.
نیروگاه های بادی کوچک
برخی از دکل های خودایستا به توربین های بادی کوچک مجهز هستند که علاوه بر پشتیبانی از تجهیزات مخابراتی برق موردنیاز سایر تجهیزات صنعتی را نیز تامین می کنند. استفاده از باد به عنوان یک منبع تجدیدپذیر به ویژه در مناطق بادخیز می تواند به بهره وری بیشتری منجر شود.
مثال های عملی
مثال ۱ : استفاده از پنل های خورشیدی در دکل های مخابراتی کوهستانی
در یکی از فونداسیون پیش ساخته بتنی های مخابراتی در نواحی کوهستانی به دلیل عدم دسترسی به شبکه برق پنل های خورشیدی به همراه باتری های ذخیره ساز برای تامین برق استفاده شده اند. این پروژه به کاهش هزینه های حمل ونقل سوخت و افزایش پایداری منجر شده است.
مثال ۲ : توربین های بادی در سیستم های نظارتی مناطق مرزی
در برخی از مناطق مرزی که نیاز به سیستم های نظارتی مداوم وجود دارد دکل های خودایستا با استفاده از توربین های بادی کوچک انرژی موردنیاز را تامین می کنند. این سیستم ها به کاهش هزینه های عملیاتی و افزایش استقلال انرژی کمک کرده اند.
استانداردهای بین المللی
در طراحی و استفاده از سیستم های تجدیدپذیر در دکل های مهاری و خودایستا رعایت استانداردهای بین المللی ضروری است. برخی از این استانداردها عبارتند از :
- IEC ۶۱۷۳۰ : استانداردهای مربوط به ایمنی پنل های خورشیدی.
- IEC ۶۱۴۰۰ : استانداردهای طراحی توربین های بادی.
- ISO ۹۰۰۱ : استانداردهای مدیریت کیفیت در طراحی و ساخت تجهیزات تجدیدپذیر.
این استانداردها تضمین می کنند که تجهیزات نصب شده در شرایط مختلف آب وهوایی به خوبی عمل کرده و عمر مفید بالایی داشته باشند.
نکات فنی مهم در استفاده از انرژی تجدیدپذیر
- موقعیت جغرافیایی : دکل ها باید در نقاطی نصب شوند که بیشترین تابش خورشید یا باد مناسب را دریافت کنند.
- ظرفیت ذخیره سازی : برای اطمینان از پایداری برق باتری ها باید ظرفیت مناسبی برای ذخیره سازی انرژی داشته باشند.
- نگهداری : پنل ها و توربین ها به نگهداری دوره ای نیاز دارند تا عملکرد بهینه خود را حفظ کنند.
|
اجزا |
وظایف |
|
پنل های خورشیدی |
تولید برق از انرژی خورشید |
|
توربین های بادی |
تبدیل انرژی باد به برق |
|
باتری ها |
ذخیره سازی انرژی |
|
کنترلرها |
تنظیم شارژ باتری ها |
نتیجه گیری
استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در دکل های مهاری و خودایستا نه تنها به کاهش هزینه ها و افزایش پایداری انرژی کمک می کند بلکه به کاهش آلودگی محیط زیستی نیز منجر می شود. در صنایع مختلفی مانند مخابرات سیستم های نظارتی و نیروگاه های بادی بهره گیری از این منابع انرژی رو به افزایش است و نقش حیاتی در آینده انرژی جهانی دارد.
پرسش و پاسخ
۱. آیا استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در دکل ها هزینه بر است؟
هرچند هزینه های اولیه ممکن است بالا باشد اما در بلندمدت به کاهش هزینه های انرژی و نگهداری کمک می کند.
۲. چه نوع انرژی تجدیدپذیری برای دکل های مهاری مناسب تر است؟
بسته به موقعیت جغرافیایی پنل های خورشیدی و توربین های بادی هر دو گزینه های مناسبی هستند.
۳. آیا امکان ترکیب انرژی خورشیدی و بادی در یک دکل وجود دارد؟
بله استفاده از سیستم های ترکیبی انرژی خورشیدی و بادی می تواند پایداری بیشتری به سیستم ببخشد و در زمان هایی که یکی از منابع در دسترس نیست از دیگری بهره برد.