د. حسين كاظم الوائلي
رئيس مجموعة ابحاث الطاقة المتجددة وتكنولوجيا الاستدامة
استاذ مشارك وخبير طاقة – جامعة صحار
تشير البيانات الى ان استهلاك الكهرباء في سلطنة عمان وصل الى 33.547.000 جيجاواط في الساعة في ديسمبر 2018. وهذا يسجل زيادة عن الرقم السابق البالغ 32349.000 جيجاوات في الساعة لشهر ديسمبر 2017. علما انه يتم تحديث بيانات استهلاك الكهرباء في عمان سنويًا ، حيث بلغ متوسطها 8613.500 جيجاواط ساعة من ديسمبر 1991 إلى 2018. ووصلت البيانات إلى أعلى مستوى لها على الإطلاق حيث بلغت 33،547.000 جيجاوات في الساعة في عام 2018 وأدنى مستوى قياسي بلغ 3،604.000 جيجاواط ساعة في عام 1991. وحيث ان اكثر من 40% من الطاقة تستخدم في التكييف والتبريد حيث ان مكيفات الهواء والثلاجات هي المستهلك الأكبر للكهرباء في بيوتنا. حيث أنها تسبب قفزات هائلة في فواتير الكهرباء لدينا خاصة خلال فترة الذروة الصيفية لذلك من المفيد البحث عن الطرق والتكنولوجيا الحديثة للتكييف والتبريد باستخدام الطاقة المتجددة.
في الجزء الثامن سنتعرض للتبريد الشمسي وتطبيقاته. حيث يشير مصطلح “التبريد الشمسي” إلى الأجهزة والعمليات التي تستخدم الطاقة الشمسية للتبريد للتطبيقات المنزلية والصناعية والتجارية، سواء لغرض تكييف الهواء كما هو الحال في البرادات الشمسية او تبريد الاطعمة والادوية وغيرها كما هو الحال في الثلاجات الشمسية. وتتمتع أنظمة التبريد بالطاقة الشمسية بميزة استخدام سوائل غير سامة وسليمة بيئياً مثل الماء أو محلول الملح، ويمكن استخدامها كنظم قائمة بذاتها غير مرتبطة بالشبكة الكهربائية.
أنظمة التبريد الشمسية في كثير من الحالات قادرة على توليد التبريد في وقت واحد وتوفير الطاقة الكهربائية. يمكن توفير التبريد بواسطة كل من الأنظمة النشطة (الفعالة) وغير النشطة. تبلغ قدرة أجهزة التبريد الشمسية بشكل عام ذروتها عندما تكون كمية الاشعاع الشمسي في أعلى قيمه. وفقًا لذلك ، يمكن لأجهزة التبريد بالطاقة الشمسية تلبية احتياجات البلدان في المناطق المشمسة حيث يكون الطلب على التبريد مرتفعًا بشكل عام عند الظهر كما هو الحال في دول مجلس التعاون الخليجي.
يمكن تصنيف أنظمة التبريد الشمسية إلى فئتين رئيسيتين وفقًا لنوع الطاقة المستخدمة: أنظمة التبريد الحرارية الشمسية وأنظمة التبريد بالطاقة الشمسية الضوئية. في أنظمة التبريد الحرارية الشمسية ، يتم تشغيل عملية التبريد بواسطة مجمعي الطاقة الشمسية الذين يقوم بجمع الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية، وتستخدم هذه الطاقة لدفع أنظمة التبريد الحرارية مثل الامتصاص، والامتزاز، ودورات التجفيف؛ بينما في أنظمة التبريد الكهربائية الشمسية، يتم استخدام الطاقة الكهربائية التي يتم توفيرها بواسطة الألواح الضوئية الشمسية (PV) لتشغيل نظام تكييف الهواء التقليدي لضاغط البخار. ويمكن استخدام كلا النوعين من التبريد الشمسي في عمليات التبريد والتكييف الصناعية والمنزلية ، مع توفير ما يصل إلى 95٪ في الكهرباء.
بشكل عام يتكون نظام التبريد الكهربائي الشمسي من جزئين: الخلايا والألواح الضوئية وجهاز التبريد الكهربائي. الخلايا الضوئية تحول الضوء إلى كهرباء من خلال عملية التأثير الكهروضوئي. يتم توفير الطاقة الناتجة عن الألواح الشمسية الضوئية إما إلى أنظمة ضغط البخار ، النظام الحراري ، أو دورة ستيرلينغ. وبالتالي يستخدم لتبريد الهواء او الماء او في الثلاجة للاغراض والتطبيقات المختلفة.
من جانب اخر تعد دورة التبريد الامتصاصية واحدة من أقدم تقنيات التبريد. تعمل دورة تبريد الامتصاص وفقًا لنفس مبدأ دورة التبريد التقليدية لضغط البخار في جانب مادة التبريد. ضاغط الميكانيكية في التقليدية يتم استبدال دورة التبريد بضغط البخار بالضاغط الحراري في دورة التبريد الامتصاصية. يتكون الضاغط الحراري من الامتصاص والمولد. في دورة تبريد الامتصاص يتم ضخ المحلول الغني (غني بسائل التبريد) من الماصة إلى المولد الذي يمر بمبادل الحرارة بالمحلول. ومن خلال مصدر الحرارة في المولد من مصدر حرارة (مجمعات الطاقة الشمسية) ، سيتم إخراج جزء من المبرد من المحلول الغني والتدفق إلى المكثف. بعد ذلك يعود المحلول الباقي (ضعيف بسائل التبريد) إلى جهاز الامتصاص. اما في المكثف فيتكثف بخار التبريد من المولد الى المكثف وعندها يجب رفض حرارة التكثيف عند درجة حرارة متوسطة باستخدام مياه التبريد الموفرة من برج التبريد. ثم تتدفق المكثفات المبردة إلى المبخر عند ضغط منخفض من خلال جهاز تمدد وتتكرر دورة سائل التبريد. اما في المبخر فيتم تبخير المبرد عند ضغط منخفض للغاية لإنتاج طاقة التبريد من خلال استخراج الحرارة من وسط درجات الحرارة المنخفضة. ويتدفق بخار سائل التبريد إلى جهاز الامتصاص.
ان نوعي تكنولوجيا التكييف والتبريد الشمسي اصبح متوفرة في الاسواق العمانية وبدء البعض يستخدمها في المنزل او البنايات او المؤسسات التجارية والصناعية واتوقع مع مرور الوقت وبزيادة توعية المجتمع باهمية هذه التكنولوجيا سنرى في القادم من الايام انشارا واسعا لهذه التقنية. والى تطبيق اخر في الرؤية 2040 دمتم بخير.
