با توجه به تغییرات اقلیمی و انتقال قریب‌الوقوع به انرژی پاک، بسیاری از برنامه‌های طولانی‌مدت برای رفع ناامنی انرژی باید تجدید شوند. مقاله جدیدی که به صورت آنلاین در مجله Health Affairs منتشر شده است ، اسناد رو به رشدی از ارتباط بین ناامنی انرژی و سلامت ضعیف ارائه می دهد. این مقاله توسط دایانا هرناندز، دکترا، دانشیار علوم اجتماعی در دانشکده بهداشت عمومی میلمن دانشگاه کلمبیا، همچنین مروری بر ابتکارات خط مشی فعلی ارائه می دهد و راه هایی را که می توان سیاست های فعلی را بهبود بخشید، مورد بحث قرار می دهد.

به گفته هرناندز، متوسط ​​خانوارهای آمریکایی 3.1 درصد از درآمد خود را به هزینه های انرژی اختصاص می دهند، اما برای خانواده های کم درآمد، این رقم 8.1 درصد افزایش می یابد. این مشکلات مالی اغلب به این معنی است که برای خانوارهای کم درآمد منابع مالی کمتری برای سایر نیازهای اساسی مانند مسکن، غذا، پوشاک، مراقبت از کودکان، هزینه های پزشکی، دسترسی دیجیتال و حمل و نقل وجود دارد.

قطع خدمات برق یا گاز نقطه بحرانی ناامنی انرژی تلقی می شود و در میان خانوارهای زیر سطح فقر و سرپرستی افراد رنگین پوست به طور نامتناسبی بالاست. تقریباً 15 درصد از خانوارها در طول دوازده ماه گذشته حداقل یک اخطار قطع برق دریافت کردند، تحقیقات قبلی توسط هرناندز اولین مطالعه شیوع خاموشی در ایالات متحده بود.

دکتر هرناندز، که همچنین مدیر برنامه داخلی آزمایشگاه فرصت انرژی در مرکز سیاست انرژی جهانی در مدرسه کلمبیا است، می‌گوید: ناامنی انرژی یا «ناتوانی در برآورده کردن نیازهای اولیه انرژی خانگی به اندازه کافی، پیامدهای عمیقی بر سلامت و برابری سلامت دارد». امور بین الملل و سیاست. ناامنی انرژی بسیار فراتر از برق، گاز یا سایر منابع انرژی مورد استفاده برای روشنایی، سرمایش و گرمایش است. در عوض، سه بعد اصلی ناامنی انرژی وجود دارد – بعد فیزیکی، اقتصادی و مقابله ای که منعکس کننده مشکلات مالی، کیفیت مسکن است. مسائل و استراتژی‌های انطباقی مردم برای مدیریت صورت‌حساب‌های غیرقابل دسترس و شرایط زندگی پایین‌تر استفاده می‌کنند.”

هرناندز نکات کلیدی زیر را بیان می کند:

• تا سال 2020، بیش از 30 میلیون خانوار ایالات متحده از ا نرژی ناامن بودند.
• خانوارهای کم درآمد و آنهایی که از رنگین پوستان تشکیل شده اند به طور نامتناسبی تحت تأثیر ناامنی انر ژی قرار دارند.
• نژادپرستی ساختاری، شرایط بد مسکن، تورم، تغییرات آب و هوایی، و انتقال انرژی پاک به ناامنی انرژی کمک کرده و آن را تشدید می‌کند.
• ناامنی انرژ ی بر سلامت جسمی و روانی تأثیر منفی می گذارد و می تواند کشنده باشد.
• راه حل های سیاستی و برنامه ای برای کاهش و حذف ناامنی ا نرژی وجود دارد.

اجاره‌کنندگان خانه، روستانشینان، ساکنان خانه‌هایی که قبل از سال 1980 با عایق‌بندی ناکافی ساخته شده‌اند، و افرادی که در مناطق شمال شرقی و جنوبی زندگی می‌کنند، در مقایسه با کسانی که ساکن سالخورده هستند، در معرض بیشترین خطر تجربه ناامنی انرژ ی و همچنین ساکنان خانه‌های متحرک و خانواده‌های دارای فرزند هستند. به گفته دکتر هرناندز. این مورد تا حدی به دلیل محافظت از خاموشی برای سالمندان است.

هرناندز خاطرنشان کرد: «خبر تا حدودی خوب این است که اکنون با رویدادهای اخیر جهانی از جمله همه‌گیری کووید-19، ناآرامی‌های اجتماعی جهانی و جنگ در اوکراین که ممکن است سرمایه‌گذاری بیشتر در انرژی‌های تجدیدپذیر را تحریک کند، امیدی برای رسیدگی به ناامنی انرژ ی وجود دارد.»

خلاصه خط مشی توسط بنیاد رابرت وود جانسون پشتیبانی شد (کمک های مالی 78975 و 84643). بنیاد آلفرد پی اسلون و موسسه ملی علوم بهداشت محیطی مرکز بهداشت محیطی و عدالت در منهتن شمالی (Grant P30 ES009089).

ضمیمه: این داشبورد ناامنی انر ژی (پیوند خارجی است و در یک پنجره جدید باز می‌شود) با استفاده از داده‌های نظرسنجی حمایت‌شده توسط دولت، تخمین‌های سطح ایالتی را در مورد ناامنی انرژ ی ارائه می‌کند (نظرسنجی نبض خانوارهای سرشماری، که ناامنی ا نرژی را به طور منظم در سراسر همه‌گیری ردیابی می‌کند). و بررسی مصرف ا نرژی مسکونی، که در سال 2020 اجرا شد و مبنای برآوردهای گزارش شده در خلاصه سیاست است.)

راه حل بحرانی آب و هوا” یا “بدتر از زغال سنگ”؟ 

یک مطالعه جدید درخصوص خطوط بحث عمومی پیرامون یک فناوری انرژی بحث‌برانگیز را مورد بررسی قرار داده است که توسط طرفدارانش به عنوان “بسیار حیاتی برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی” و توسط منتقدان “بدتر از زغال سنگ” شناخته می‌شود.

“BE (BECCS) به شدت در برنامه دولت بریتانیا برای دستیابی به اقتصاد خالص صفر تا سال 2050 نقش دارد. اما آگاهی عمومی کمی از این فناوری وجود دارد که باعث اختلاف نظر دانشمندان، سیاستمداران و رسانه ها شده است.

_{BECCS با سوزاندن گیاهان و درختان انرژی تولید می کند و انتشار دی اکسید کربن (CO 2} ) حاصل را جذب می کند و آنها را در زیر زمین ذخیره می کند.

اکنون، تحقیقات دانشگاه ساوتهمپتون، پوشش BECCS را در 166 مقاله روزنامه مورد تجزیه و تحلیل قرار داده است تا خطوط داستانی کلیدی در مورد فناوری انرژی را شناسایی کند و بفهمد که آیا احتمالاً توسط مردم بریتانیا و فراتر از آن پذیرفته می شود یا خیر.

کاسپار دانیسون، پژوهشگر علوم زیستی در دانشگاه ساوتهمپتون و نویسنده اصلی این تحقیق، می‌گوید: «با درک عمومی از BECCS بسیار محدود، رسانه‌ها نقش مهمی در شکل‌دهی به بحث و نظر در مورد این فناوری دارند.

ما در بحث فرکینگ دیده‌ایم که چگونه از داستان‌های رقابتی برای تأثیرگذاری بر پذیرش اجتماعی یک فناوری جدید و در نهایت اینکه آیا این فناوری بخشی از ترکیب انرژی بریتانیا می‌شود یا خیر، استفاده می‌شود.»

تحقیق منتشر شده در Energy Research & Social Science هشت خط داستانی کلیدی را شناسایی کرد. در طرف Pro-BECCS ابزار کاهش ضروری بود. روشن نگه داشتن چراغ ها؛ لنگر برای انتقال؛ و تکنولوژی انقلابی در طرف Anti-BECCS از زغال سنگ بدتر بودند. فاجعه زیست محیطی؛ بدون گلوله نقره ای؛ و حواس پرتی.

“زیست توده پایدار” برای “تراز کردن شمال”

خط داستانی ابزار کاهش ضروری در بیش از نیمی از مقالات روزنامه های ملی و منطقه ای تحلیل شده آشکار بود. Drax Group قصد دارد بزرگترین تاسیسات BECCS جهان را در نیروگاه خود در یورکشایر راه اندازی کند. ویل گاردینر، مدیر عامل Drax، بیش از هر فرد دیگری از این خط داستانی استفاده کرد. اما سخنگویان دولت، کمیته تغییرات اقلیمی بریتانیا (CCC) و مایکروسافت نیز به آن اشاره کردند و همچنین در سناریوهای IPCC نشان داده شد. The Keeping the lights on line داستانی کمتر رایج بود اما پس از حمله روسیه به اوکراین مورد توجه قرار گرفت.

داستان‌های متمرکز بر فرصت ( لنگر برای انتقال و فناوری انقلابی ) در رسانه‌های محلی یورکشایر برجسته‌تر بودند. نمایندگان محلی به “بستن شکاف شمال-جنوب” اشاره کردند و نماینده ریشی سوناک، کمی قبل از نخست وزیری، پروژه دراکس را “تحول کننده برای اقتصاد منطقه” توصیف کرد.

پروفسور گیل تیلور، یکی از نویسندگان مقاله و جان بی اور، استاد برجسته کارخانه محیط زیست، می‌گوید: «پیشنهادات درکس در یورکشایر تأثیر عمده‌ای بر بحث بریتانیا داشته است، به طوری که مقالات سه روزنامه منطقه‌ای بیش از مجموع تمام پوشش‌های ملی منتشر شده است. علوم، دانشگاه کالیفرنیا، دیویس. ائتلاف طرفدار BECCS از تسلط بیشتری در رسانه های خبری محلی برخوردار بود، جایی که چارچوب های ضروری با وعده منافع اجتماعی-اقتصادی برای منطقه تکمیل شد.

“فاجعه زیست محیطی” و “تفکر جادویی”

داستان بدتر از زغال سنگ پس از یک مستند پانورامای بی بی سی در مورد زنجیره تامین Drax برجسته شد و در 34 مقاله – بیشتر در روزنامه های ملی – به نمایش درآمد. سازمان‌های غیردولتی زیست‌محیطی و سایرین، با شواهد محدود، ادعا می‌کنند که احتراق زیست‌توده منجر به انتشار CO2 مشابه _{زغال‌سنگ} می‌شود، این کربن ممکن است با کاشت مجدد درختان دوباره جذب نشود و انتشار زنجیره تامین به هزینه کربن می‌افزاید. 32 مقاله BECCS را به عنوان یک فاجعه زیست محیطی معرفی کردند که نشان می دهد تقاضای کاربری زمین خطری برای حیات وحش و تولید مواد غذایی است.

در مقابله با روایت فناوری انقلابی ، 23 مقاله روزنامه ملی (17 مقاله در گاردین) پیشنهاد کردند که BECCS بدون گلوله نقره ای است ، و آن را به عنوان “بیش از حد خوب برای واقعی بودن” و “امکان پذیر نیست” در مقیاس و مقیاس زمانی پیش بینی شده توصیف کردند. 10 مقاله دیگر در گاردین و ایندیپندنت که عمدتاً به سازمان‌های غیردولتی نسبت داده می‌شود، حاکی از آن است که این یک حواس‌پرتی است و به عنوان «مجوز برای ادامه انتشار» عمل می‌کند.

دانیسون می‌گوید: «دولت بریتانیا به BECCS برای کمک به ارائه استراتژی صفر خالص خود تکیه می‌کند، اما نبرد برای افکار عمومی به پیروزی نرسیده است». “تحقیق ما نشان می دهد که استقرار هدفمند و محدود BECCS با استفاده از زیست توده پایدار می تواند جذابیت ملی گسترده ای داشته باشد. اما اگر نگرانی های عمومی مورد توجه قرار نگیرد، دولت باید به دنبال فهرستی از گزینه های فن آوری و سیاست جایگزین باشد.”

مشهد – ایرنا – امکان بهره‌برداری از ظرفیت‌های مختلف و متنوع برای تولید انرژی از قابلیت‌ها و نعمت‌های خدادادی کشورمان است، با این حال ما همواره در تابستان و زمستان در زمینه تامین انرژی‌ مورد نیاز خود با مشکل مواجه می‌شویم.

به گزارش ایرنا، وجود منابع خدادادی آبی همچون دریا، دریاچه و رودخانه ها، مخازن گاز و نفت و در کنار خورشید تابان که بر اطراف و اکناف این سرزمین می تابد همراه با وجود ظرفیت های معدنی که برای تولید انرژی هسته ای به کار می‌رود، شرایط منحصر به فردی را برای کشور ما ایجاد کرده است.

تکیه بر این داشته ها، موجب شده است تا مردم ما نیز در مصرف انرژی رعایت هیچ الزامی را نکنند و به جای صرفه جویی در استفاده از این منابع الهی، روند مصرف انرژی به گونه ای پیش رود که به ناچار با مسائلی چون قطع آب، خاموشی برق و کم فشار شدن گاز در شبکه های انتقالی مواجه شویم.

این در حالی است که ذخایر نفت و گاز موجود در کشورمان در حال مصرف شدن است و جایگزینی ندارد، و از سوی دیگر بارش باران نیز در سال های اخیر با خساست آسمان رو به رو شده و کشورمان از نزولات جوی کمترین بهره را دارد و از سوی دیگر برای تولید برق نیز باید از منابع آبی در سدها، انرژی هسته ای در راکتور و یا گاز و گازوئیل در نیروگاه‌های گازی و حرارتی استفاده کرد.

حذف زنجیره تولید انرژی یکی از اقداماتی است که باید پیگیری شود تا در زمان کمبود یکی از منابع انرژی، سایر انرژی ها با بحران رو به رو نشود و از سوی دیگر در مسیر حفظ محیط زیست گام برداشته شود.زنجیره شدن انرژی گازی و آبی برای تولید برق به نظر راهبردی است که باعث شده، کمتر به سمت ایجاد زنجیره انرژی های تجدیدپذیر گام برداشته شود و جدای از کاهش انرژی که دیگر جایگزین نمی‌شود، شرایط زیست محیطی و آلودگی های مرتبط با طبیعت را در پی دارد.

به عنوان مثال در زمستان به خاطر مصرف بیشتر از حد انرژی گازی، برخی از نیروگاه های حرارتی به سمت استفاده از مازوت گام بر می دارند که منجر به آلودگی بیشتر هوا می‌شود و این در حالی است که عدم اطلاع رسانی شفاف و یا سکوت برخی از مدیران، باعث حذف صورت مساله نمی‌شود.

از دست رفتن ۱۵۰ روز کاری

جدای از مصرف شهروندان ایرانی از منابع انرژی، صنایع نیز به عنوان یکی از بزرگترین مصرف کنندگان انرژی کمتر مورد توجه قرار گرفته اند و به همین دلیل برای پایداری شبکه برق در تابستان و یا جلوگیری از افت فشار گاز در زمستان، صنایع کشور که در رفع تورم و تاثیر در اقتصاد جامعه نقش اصلی را بازی می کنند، باید از مدار مصرف خارج شوند.

مدیرعامل شرکت فولاد خراسان به خبرنگار ایرنا گفت: یکی از مهمترین چالش های صنعت فولاد خراسان رضوی، تامین مواد اولیه و انرژی است به گونه‌ای که در سال گذشته حدود ۱۵۰ روز کاری را به همین خاطر از دست دادیم و این موضوع برای شرکت های صنعتی، چالشی بزرگ است.

طهمورث جوانبخت افزود: این شرکت مجبور شد در فصل تابستان، ۲ ماه برای کاهش مصرف برق استان و در فصل زمستان نیز ۲ ماه برای کاهش مصرف گاز استان دست از فعالیت بکشد که این موضوع جدای از موضوع کاهش تولید فولاد مورد نیاز کشور، باعث وارد آمدن ضربه اقتصادی بزرگی به صنایع مختلف و از جمله فولاد است و به همین دلیل باید تدبیر ویژه‌ای برای برطرف کردن این مشکل داشت.

چالش های زیست محیطی

دانشیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه فردوسی مشهد گفت: محیط زیست زیربنای زندگی است و زمانی که محیط زیست دچار آسیب شود، سایر ارکان زندگی هم با خطر روبه رو خواهند شد.

دکتر کمال الدین ناصری افزود: متاسفانه گفته می‌شود که به خاطر خشکسالی و کمبود بارش، نیروگاه‌های برقابی کشور با کاهش تولید و عدم تولید برق مواجه هستند ولی این از طرح این پرسش اساسی ممانعت نمی کند که چرا در کشور ما باید تولید برق را به آب گره بزنیم تا دچار چالش شویم؟

وی ادامه داد: کشور ایران در منطقه ای خشک قرار دارد و خشکسالی جزو سرشت ذاتی آن است، بنابراین خواهی نخواهی کمبود آب به عنوان کمیاب‌ترین نهاده و عنصر اصلی، همواره در کشور ما بوده و خواهد بود.

عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد افزود: در زمانی تصمیم بر این شد تا کمبود برق را مرتفع کنیم ولی با استنباطی اشتباه آن را به آب، که خود در ایران کمیاب‌تر از برق است، پیوند زدیم و اکنون آثار این تصمیم اشتباه در حال هویدا شدن است.

وی اظهار کرد: مدیران ما برای تهیه برق، ساخت سدهای عظیم را با بودجه سنگین در دستور کار قرار دادند که مشکلات زیست محیطی همچون تغییر رژیم هیدرولوژیکی کشور و خشک شدن رودخانه ها را در پی داشت تا از طریق سدهای برقابی بتوانیم برای کشور برق تولید کنیم و حال آنکه اکنون نه برق و نه آب داریم و محیط زیستمان را هم تخریب کرده ایم.

ناصری بیان کرد: باید تولید برق کشور را به عناصر ثابت ارزان و پایدار مانند نور خورشید و باد گره می زدیم و با صرف درصدی از هزینه برپایی سدهای عظیم، ایجاد نیرگاه‌های خورشیدی و بادی را برای تولید انرژی پاک در دستور کار قرار می‌دادیم.

وی گفت: خورشید در بیشتر مناطق کشور ۳۶۰ روز سال می تابد و با هزینه کمتری می‌توانستیم انرژی خورشید را به صورت رایگان، بدون آلودگی، پایدار و همیشگی با ارزان ترین قیمت و البته بدون ایجاد چالش برای محیط زیست به دست آوریم.

باید ۳۰ درصد تولید برق به سمت منابع تجدیدپذیر برود

حذف زنجیره تولید انرژی یکی از اقداماتی است که باید پیگیری شود تا در زمان کمبود یکی از منابع انرژی، سایر انرژی ها با بحران رو به رو نشود و از سوی دیگر در مسیر حفظ محیط زیست گام برداشته شود.

سخنگوی صنعت برق خراسان رضوی در پاسخ به چرایی ایجاد زنجیره بین انرژی های برقی و گازی و تاثیر آن بر روی هم اظهار کرد: بیشتر نیروگاه‌های تولید برق از گاز استفاده می‌کنند و اکنون شاهد آن هستیم که در زمان اوج مصرف گاز در زمستان، بسیاری از نیروگاه‌های تولید برق با چالش رو به رو می‌شوند، به همین دلیل راه برون رفت از این وضعیت تغییر این چرخه به سمت انرژی های تجدیدپذیر است.

برای تهیه برق سدهای عظیم و با بودجه سنگین در دستور کار مدیران قرار گرفت که مشکلات محیط زیستی همچون تغییر رژیم هیدرولوژیکی کشور و خشک شدن رودخانه ها را در پی داشت تا از طریق سدهای برقابی بتوانیم برای کشور تولید برق داشته باشیم و حال آنکه اکنون نه برق و نه آب داریم.حسن حشمتی گفت: سبک مصرف انرژی در دنیا برای بیشتر نیازهای روزمره از جمله اجاق گازها، تامین گرمایش و سرمایش از مصرف گاز به سمت برق تغییر یافته است.

وی افزود: تهیه و به دست آوردن انرژی‌های تجدیدناپذیر هزینه بر است و باید به سمتی رفت که حدود ۳۰ درصد سهم تولید برق از انرژی بادی، خورشیدی ، نیروگاه اتمی و سایر انرژی ها به جای مصرف سوخت فسیلی و گاز باشد و این امر نیز با یاری بخش خصوصی رخ خواهد داد که اکنون کمتر به آن رغبت دارد.

حشمتی با اشاره به اینکه اکنون نیروگاه هسته ای بوشهر توان تولید هزار و ۲۴ مگاوات برق را دارد، گفت: تاکید ایران برای داشتن چندین نیروگاه هسته ای و خورشیدی بر همین اساس است تا بتوان از چرخه تولید برق با سوخت فسیلی و گازی خارج شد.

سخنگوی صنعت برق خراسان رضوی به موضوع تفکیک برق صنایع از خانگی اشاره کرد و افزود: دولت سیزدهم برای تامین بخشی از مصرف برق خانگی توانسته است چند نیروگاه سه تا پنج هزار مگاواتی را ایجاد و وارد چرخه تولید کند و این در حالی است که مصرف ما بسیار بیش از این اعداد است.

وی با طرح این موضوع که اگر مصرف ۲۵۰ مگاواتی یکی از صنایع به شبکه برق بازگردد، بسیاری از دغدغه های موجود در بخش خانگی مرتفع خواهد شد، ادامه داد: اکنون سعی دولت و وزارت نیرو بر این است تا صنایع بزرگ بتوانند برای تامین مصرف خود نیروگاه هایی خصوصی ایجاد کنند تا تامین برق صنعتی از بخش مصرف خانگی جدا شود.

تیم استودیوی مشاوره معماری WDS-LAB مستقر در لندن با استفاده از فناوری پهپاد و فتوگرامتری برای تخمین میزان انرژی خورشیدی قابل جذب در محیط‌های شهری، جریان کاری جدیدی ایجاد کرده‌اند. درک بهتر از مقدار انرژی خورشیدی که می‌توان مستقیماً از پشت بام‌ها جمع‌آوری کرد، می‌تواند از وظیفه پیچیده انتقال مناطق مسکونی کم تراکم موجود به انرژی‌های تجدیدپذیر پشتیبانی کند.

برای تحقق توافقنامه پاریس، حفظ گرمایش جهانی زیر 1.5 درجه سانتیگراد و رسیدن به “صفر خالص” در سال 2050، انتشار CO2 در مناطق مسکونی باید حداقل 78٪ در دهه آینده کاهش یابد. در سال 2020، طبق گزارش آمار مصرف برق و گاز زیر ملی ارائه شده توسط وزارت انرژی تجاری و استراتژی صنعتی، میانگین مصرف سالانه برق خانگی در بریتانیا 3750 کیلووات ساعت بود، در حالی که متوسط مصرف برق خانگی 2900 کیلووات ساعت بود (شکل 2). ).

با این حال، به گفته کمیته تغییرات آب و هوایی بریتانیا، حدود 29 میلیون خانه در بریتانیا دارای سیستم های ساخت و ساز قدیمی هستند و مسئول هدر دادن مقادیر زیادی انرژی برای گرمایش و/یا سرمایش در طول سال هستند. انرژی خورشیدی می‌تواند نقش مهمی در بازسازی خانه‌ها ایفا کند تا به آنها کمک کند تا درصد قابل‌توجهی از انرژی مورد نیاز خود را از انرژی‌های تجدیدپذیر به طور مستقیم در محل تامین کنند.

تیم WDS-LAB مطالعه‌ای را برای تخمین میزان انرژی خورشیدی قابل جذب در محیط‌های شهری انجام دادند. این تیم برای این مطالعه به تصاویر وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپاد ) تکیه کردند زیرا راه حلی مقرون به صرفه است. علاوه بر این، مدل های فتوگرامتری سه بعدی را با وضوح و دقت بالاتر نسبت به تصاویر ماهواره ای فعال می کند.

دقت مدل مش سه بعدی عامل مهمی در این پروژه به منظور ساخت مدل دقیق از ساختمان های مسکونی و به دست آوردن شیب مناسب سقف ها به منظور محاسبه میزان انرژی خورشیدی به آنها بود. این کار با استفاده از روش طبقه بندی هندسی مناسب انجام شد. هنگامی که مشخصات پنل های فتوولتائیک خورشیدی مشخص شد، می توان میزان برق تولید شده توسط یک آرایه پنل خورشیدی در ماه را به طور دقیق پیش بینی کرد.

این اطلاعات به طور بالقوه برای شوراهای محلی و سایر مقامات دولتی و همچنین صاحبان خانه جالب است. مطالعات آزمایشی اولیه بر روی محله‌های لندن انجام شد، اما از نظر تئوری این تکنیک پیمایشی را می‌توان در هر نقطه از جهان به کار برد.

تولید مدل فتوگرامتری سه بعدی

روش توسعه یافته توسط WDS-LAB برای تعیین کمیت انرژی رسیده به پشت بام ها، میزان مساحتی را در نظر می گیرد که می تواند برای نصب آرایه های پانل های فتوولتائیک مستطیلی (PV) تجاری مناسب باشد. برای تولید مدل فتوگرامتری، از پهپاد تجاری DJI Enterprise Advanced مجهز به لنز دوگانه استفاده شد: یک لنز برای طیف حرارتی و یک لنز برای طیف نور مرئی (که قادر به دریافت تصاویر 48 مگاپیکسلی بود).

روش ثبت تصاویر برای مدل فتوگرامتری متکی بر ایجاد یک مأموریت پرواز نقشه برداری از پهپاد از پیش برنامه ریزی شده بود، به طوری که تصاویر می توانند به طور خودکار با توزیع یکنواخت و زاویه دوربین اوج جمع آوری شوند. وضوح بالای اپتیک پهپاد به این معنی است که پهپاد می تواند در حداکثر ارتفاع 120 متری مطابق با مقررات فضای هوایی در لندن پرواز کند و امکان پوشش منطقه وسیع تری را در زمان کمتری فراهم کند.

پس از جمع‌آوری مجموعه داده‌های تصویر، تیم تصاویر را با استفاده از نرم‌افزار فتوگرامتری Agisoft Metashape جمع‌آوری کرد و یک مدل سه‌بعدی بافت‌دار دقیق به دست آورد. با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین برای طبقه‌بندی خودکار ابر نقطه، می‌توان ساختمان‌ها را از همه ویژگی‌های دیگر (مانند درختان، خیابان‌ها و عناصر زمین) جدا کرد، که مراحل بعدی تجزیه و تحلیل قرار گرفتن در معرض خورشید را بر روی هندسه سقف ساده‌سازی کرد.

پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد پهپاد

الگوریتم های آنالیز خورشیدی سفارشی

با توجه به پیشینه معماری تیم WDS-LAB، آنها بر ابزارهای مدل سازی مش سه بعدی خارج از قلمرو نرم افزار نقشه برداری معمولی تکیه کردند. Rhinoceros 3D از آنجایی که در بین معماران و طراحان شهری رایج است مورد استفاده قرار گرفت. این امکان پردازش مش سه بعدی، رندر و تجسم بافت را فراهم می کند. همچنین به یک پلت فرم برنامه نویسی بصری چشمگیر مجهز شده است که امکان ایجاد الگوریتم های پیچیده برای تجزیه و تحلیل داده های محیطی سه بعدی (Grasshopper 3D) را با در نظر گرفتن پایگاه داده های آب و هوای محلی فراهم می کند.

الگوریتم‌های به‌دست‌آمده توانستند شبکه را به‌طور خودکار برش دهند و هندسه‌های سقف را طبقه‌بندی کنند و آن‌ها را از بقیه سطوح ساختمان جدا کنند. این باعث کاهش تعداد چند ضلعی هایی شد که باید توسط موتور آنالیز خورشیدی تجزیه و تحلیل شوند.

تجزیه و تحلیل دسترسی خورشیدی تعداد ساعت‌های خورشید و تشعشع خورشیدی برخوردی یک هندسه می‌تواند در یک دوره زمانی معین دریافت کند و انباشتگی آن را در هر سطح مش محاسبه کرد. این فرآیند مقادیر تابش افقی جهانی ساعتی و سایه هایی را که هر عنصر مجاور می تواند بر روی آنها ایجاد کند در نظر می گرفت. این یک عملیات محاسباتی سنگین بود، اما برش و طبقه بندی کل فرآیند تجزیه و تحلیل را بسیار سریعتر از تلاش برای تجزیه و تحلیل همه چیز به یکباره کرد.

محاسبه مساحت پنل های خورشیدی روی سقف

سقف‌های مسکونی اغلب دارای بی‌نظمی‌هایی مانند دودکش‌ها و ویژگی‌های مخابراتی یا سایر عناصر هستند که می‌توانند ادغام پنل‌های خورشیدی مستطیلی تجاری با ابعاد 1×1.7 متر را دشوار کنند. با این وجود، تخمین زده شد که 80 درصد از سطوح سقف از نظر هندسی برای تخصیص پانل های PV مناسب است، که به این معنی است که مساحت کل 17000 متر مربع از صفحات خورشیدی را می توان بر روی سقف های محله نمونه برداری شده نصب کرد (شکل 6).

محاسبه سهم انرژی خورشیدی از پانل های خورشیدی

برای این مطالعه، تیم از پایگاه‌های داده استاندارد برای پانل‌های فتوولتائیک خورشیدی استفاده کرد و مقادیری را که در شکل 11 می‌توان مشاهده کرد، در نظر گرفت. در مجموع 2,335,016 کیلووات ساعت انرژی. بر اساس میانگین مصرف سالانه خانوارها در بریتانیای کبیر طبق وزارت انرژی تجاری و استراتژی صنعتی (2900 کیلووات ساعت در سال برای هر خانوار)، این مقدار انرژی خورشیدی که مستقیماً از پشت بام ها جمع آوری می شود، می تواند سالانه 800 خانوار را تامین کند.

از باتری ها برای ذخیره انرژی برای استفاده در شب استفاده می شد. از آنجایی که محله نمونه برداری شده دارای 258 اقامتگاه بود، به این نتیجه رسیدیم که اگر انرژی تولید شده در طول سال انباشته شود، سقف ها می توانند سه برابر انرژی مورد نیاز خورشیدی را جمع آوری کنند.

نتیجه گیری

استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی محیطی معماری بر روی مدل‌های فتوگرامتری ثبت‌شده با هواپیماهای بدون سرنشین، سیستمی سریع و قابل اعتماد است که می‌تواند به ارزیابان انرژی و معماران کمک کند تا پتانسیل بهره‌برداری محلی از منابع انرژی تجدیدپذیر در محیط‌های شهری را بهتر درک کنند.

به لطف این گردش کار آزمایشی، WDS-LAB تخمین می‌زند که PVهای تخصیص داده شده در پشت بام محله‌ای مانند محله مورد مطالعه می‌توانند انرژی بیشتری از انرژی‌های تجدیدپذیر تولید کنند. انرژی اضافی را می توان برای تامین انرژی ساختمان های دیگر استفاده کرد و با مناطق دیگر با تراکم مسکونی بالاتر تعادل ایجاد کرد، بنابراین به شهری مانند لندن کمک کرد تا ردپای کربن خود را کاهش دهد.

پهپادها و فتوگرامتری ابزارهای عالی برای مطالعه روش‌های جدید برای ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر در بافت‌های شهری هستند که به دستیابی به هندسه‌های دقیق‌تر و در نظر گرفتن وضعیت موجود «به عنوان ساخته شده» کمک می‌کنند. این کار نسبت به استفاده از مدل‌های CAD جمع‌آوری ساده‌شده که به‌صورت آنلاین از سازمان‌های مختلف در دسترس است، دقت بیشتری به فرآیند می‌دهد. اینها به طور منظم به روز نمی شوند و به طور کلی تغییرات احتمالی در سطوح ساختمان ها و عناصر بافت اطراف را در نظر نمی گیرند.

تیم WDS-LAB به مطالعه مناطق شهری بیشتر برای گسترش پایگاه داده و ارزیابی پتانسیل کامل محله‌های لندن برای نصب پانل‌های PV برای کمک به انتقال شهر به انرژی‌های تجدیدپذیر ادامه خواهد داد. شکی نیست که انرژی خورشیدی شهری نقش مهمی در کاهش انتشار کربن خواهد داشت. مطالعاتی مانند این به افزایش آگاهی در مورد اینکه سقف خانه‌های مردم می‌تواند دسترسی ارزشمندی به انرژی‌های تجدیدپذیر ارائه دهد، کمک می‌کند.