تقنية

ما هو نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية ؟

هذه المقالة هي الجزء 12 من 22 في سلسلة موضوعات تأسيسية في الطاقة المتجددة

<div id&equals;"wtr-content" &NewLine;&Tab; &Tab;data-bg&equals;"&num;FFFFFF" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-width&equals;"6" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mute&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fgopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement&equals;"bottom" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-content-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-touch&equals;"bottom" &NewLine;&Tab;&Tab; data-placement-offset-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-transparent&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-shadow&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-touch&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-non-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-comments&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-commentsbg&equals;"&num;ffcece" &NewLine;&Tab; &Tab;data-location&equals;"page" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedfg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-endfg&equals;"transparent" &NewLine;&Tab; &Tab;data-rtl&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;>&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-تقنية-جديدة-لتخزين-الطاقة-المتجددة">تقنية جديدة لتخزين الطاقة المتجددة<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>إنّ ما يُعيب الطاقة المتجددة هو عدم الاستمرارية في التوليد نتيجةً للطبيعة المتقطعة لمصادر الطاقة المتجددة&nbsp&semi; مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وبالتالي فإن دمج هذه المصادر&nbsp&semi; في الشبكات الكهربائية يعدُّ أمراً صعباً؛ لأن هذا يتطلب مصدر طاقة ثابت&period; لتوفير الطاقة من غير انقطاع، يجب أن تخزِّن مشغلات الشبكات الكهربائية طاقة إضافية يتم انتاجها عند سطوع الشمس أو عند هبوب الرياح، بحيث يمكن توزيع هذه الطاقة &nbsp&semi;عندما تكون الشمس غائبة أو الرياح متوقفة&period; لكن الآن أصبح بالإمكان تخزين الطاقة المتجددة لفترات طويلة الأمد بفضل نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-أجهزة-التخزين-التقليدية">أجهزة التخزين التقليدية<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تُعد بطاريات الليثيوم- ايون أشهر أنواع البطاريات المستخدمة لتخزين الشحنات الكهربائية وتستخدم في مختلف أنواع الأجهزة الإلكترونية وبعض محطات تخزين الطاقة ولكن هذه البطاريات مناسبة فقط للتخزين قصير الأمد وذلك لأن الشحنات المُخزنة ستُفقد مع مرور الوقت&period; ولتخزين الطاقة لمدة طويلة -أشهر أو سنوات- فإن ذلك يتطلب استخدام العديد من البطاريات وهذا الخيار غير مجدٍ اقتصاديًا&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-نظام-تخزين-طاقة-الجاذبية-الجبلية">نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ابتكر فريق بحث هندسي&nbsp&semi; في المعهد الدولي لتحليل النظم التطبيقية في النمسا بقيادة المهندس «Ø¬ÙˆÙ„يان هانت-Julian Hunt»&nbsp&semi; نظاماً جديداً لتكملة استخدام بطاريات أيونات الليثيوم لتخزين الطاقة على المدى الطويل&period; يدعى هذا النظام ب نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية «Mountain Gravity Energy Storage» أو اختصارًا ب «MGES»&period; وعلى غرار نظام الطاقة الكهرومائية، يعمل نظام «MGES» على تخزين المواد على ارتفاع معين لإنتاج طاقة الجاذبية الأرضية&period; يتم استرجاع الطاقة عندما تسقط المواد المُخزنة مما يؤدي إلى تحريك زعانف «Ø§Ù„تربينات-turbines» فتتولِّد الطاقة&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>يقول هانت &colon; &&num;8220&semi;بدلاً من إنشاء سد، نقترح بناء خزان كبير مصنوع من الرمل أو الحصى”&period; إنّ مفتاح نظام «MGES» يكمُن في إيجاد موقعين على قمة الجبل لهما فرق ارتفاع مناسب &&num;8211&semi; يعتبر ارتفاع&nbsp&semi; 1000 متر ارتفاعًا مثاليًا وكلما زاد فرق الارتفاع، كلما قلت تكلفة التكنولوجيا المستخدمة&&num;8221&semi;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ستبدو المواقع متشابهة، حيث سيتكوّن كلاهما من محطة تشبه النفق لتخزين الرمال أو الحصى، ومحطة للتعبئة تقع تحتها مباشرةً&period; ستقوم الصمامات بإخراج المواد إلى أوعية انتظار، والتي لاحقاً سوف تُنقَل عبر الكوابل والرافعات إلى الموقع العلوي&period; وهناك، سوف يتم تخزين الرمال والحصى إلى أسابيع أو شهور أو حتى عدة سنوات، حتى يصبح جاهزاً للاستخدام&period; عندما يتم نقل المواد لأسفل الجبل، سوف تتحرر طاقة الجاذبية المخزّنة وسوف يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image wp-image-25622 size-full">&NewLine;<figure class&equals;"aligncenter"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2020&sol;02&sol;mountain-scaled&period;jpeg" alt&equals;"مخطط توضيحي ل نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية" class&equals;"wp-image-25622"&sol;><figcaption class&equals;"wp-element-caption"><strong>مخطط توضيحي ل نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية<&sol;strong><&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-حسابات-رياضية-لكمية-الطاقة-المخزنة">حسابات رياضية لكمية الطاقة المخزنة<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تحسب الطاقة المخزنة من خلال المعادلة التالية&colon;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image">&NewLine;<figure class&equals;"aligncenter"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2020&sol;02&sol;moun&period;jpg" alt&equals;"" class&equals;"wp-image-25624"&sol;><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>حيث تتناسب كمية الطاقة المخزنة تناسبًا طرديًا مع كلٍ من&colon;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<ul class&equals;"wp-block-list">&NewLine;<li>كتلة الرمل أو الحصى <strong>m<sub>s<&sol;sub><&sol;strong><&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>فرق الارتفاع بين الجبل و الأرض <strong>h<&sol;strong><&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>عجلة الجاذبية الأرضية <strong>g<&sol;strong><&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>مفاقيد النظام <strong>e<&sol;strong><sub><strong>h<&sol;strong>&nbsp&semi;<&sol;sub>نتيجة للتفريغ عند محطة التخزين العلوية ومحطة التوليد السفلية<&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>كفاءة النظام <strong>e<sub><sub>s&nbsp&semi; <&sol;sub><&sol;sub><&sol;strong>&nbsp&semi;وتُقدر ب 85 &percnt; ، وذلك بالنظر إلى أن المصاعد القياسية المستخدمة&nbsp&semi; لديها كفاءة تتراوح بين 80&percnt; إلى 60&percnt;&period;<&sol;li>&NewLine;<&sol;ul>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image wp-image-25631 size-full">&NewLine;<figure class&equals;"aligncenter"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2020&sol;02&sol;mountain3&period;jpg" alt&equals;"المعاملات المؤثرة في كمية الطاقة المخزنة في نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية" class&equals;"wp-image-25631"&sol;><figcaption class&equals;"wp-element-caption"><strong>المعاملات المؤثرة في كمية الطاقة المخزنة في نظام تخزين طاقة الجاذبية الجبلية<&sol;strong><&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-نظام-أكثر-مرونة">نظام أكثر مرونة<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>يعتبر هذا النظام المقترح النظام مرنًا للغاية، لأنه من السهولة تغيير سرعة الكوابل أو زيادة الحمل أو حتى تغيير عدد الأوعية حتى تلبّي متطلبات الطاقة المختلفة&period; كما أنّ نظام «MGES» أفضل من طرق التخزين طويلة الأمد التقليدية مثل الطاقة الكهرومائية التي يتم تخزينها بالضَّخ أو كالسدود؛ لأن تأثيرها على البيئة منخفض&period; إضافةً إلى&nbsp&semi; أنًّ أكوام الرمل رخيصة وهي أرخص من الماء&period; والرمال لا تتبخر لذلك يمكننا استخدامها إلى أجلٍ غيرِ مسمىً&period;”<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تُقدر&nbsp&semi; التكلفة السنوية لتخزين الطاقة عبر هذا النظام&nbsp&semi; بين 50 إلى 100 دولار لكل ميغا واط&period;ساعة «MWh»&period; بالمقارنة، تكلِّف بطاريات أيون الليثيوم&nbsp&semi; عشر مرات أكثر على الأقل&period; يُضيف &&num;8220&semi;هانت&&num;8221&semi; &colon; &&num;8221&semi; سوف يتم تعويض الطاقة المستهلكة في نقل المواد إلى المواقع التي بالأعلى عن طريق طاقة الجاذبية التي سوف ينتجها النظام&&num;8221&semi;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-أين-يمكن-أن-ي-ستخدم-هذا-النظام-الجديد">أين يمكن أن يُستخدم هذا النظام الجديد؟<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>حسب ما ذكره المهندس &&num;8221&semi; هانت &&num;8221&semi; فإن نظام «MGES» سيكون مفيدًا&nbsp&semi; للغاية للشبكات التي تحتاج متطلبات تخزين طاقة قليلة&period;ومثالًا على ذلك الشبكات الميكروية «microgrids» التي تستخدم أقل من 20 ميغا واط، أو كمية الطاقة التي تستهلكها لإضاءة 7000 منزل مكون من أربع غرف نوم&period; هذه التقنية يمكن تطبيقها على جزر صغيرة أو منعزلة كجزيرة «Molokai» في هاواي أو&nbsp&semi; جزيرة&nbsp&semi; «The Galapagos» أو «Cape Verde»ØŒ حيث تكون هناك تكلفة توفير الطاقة مرتفعة والطلب عليها يكون موسمياً بسبب السياحة&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading" id&equals;"h-المصادر">المصادر&colon;<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;spectrum&period;ieee&period;org&sol;energywise&sol;energy&sol;environment&sol;mix-mountains-and-gravity-for-longterm-energy-storage">IEEE Spectrum<&sol;a><&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;sciencedirect&period;com&sol;science&sol;article&sol;pii&sol;S0360544219321140">Sciencedirect<&sol;a><&sol;p>&NewLine;<div class&equals;"uwp&lowbar;widgets uwp&lowbar;widget&lowbar;author&lowbar;box bsui sdel-9a8e25eb" ><div class&equals;"d-block text-center text-md-start d-md-flex p-3 bg-light ">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;kaher-mohamed-abdo-nagy&sol;"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;plugins&sol;userswp&sol;assets&sol;images&sol;no&lowbar;profile&period;png" class&equals;"rounded-circle shadow border border-white border-width-4 me-3" width&equals;"60" height&equals;"60" alt&equals;"Qaher Naji"><&sol;a>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<div class&equals;"media-body">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<h5 class&equals;"mt-0">Author&colon; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;kaher-mohamed-abdo-nagy&sol;">Qaher Naji<&sol;a><&sol;h5>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<p>درست تخصص هندسة كهربائية والكترونية، حاصل على درجة الماجستير في قسم التحكم الآلي، مهتم بالتكنولوجيا والهندسة&period;<&sol;p>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div><&sol;div><&sol;div><div style&equals;'text-align&colon;center' class&equals;'yasr-auto-insert-visitor'><&excl;--Yasr Visitor Votes Shortcode--><div id&equals;'yasr&lowbar;visitor&lowbar;votes&lowbar;26594f1b8c768' class&equals;'yasr-visitor-votes'><div class&equals;"yasr-custom-text-vv-before yasr-custom-text-vv-before-25530">اضغط هنا لتقييم التقرير<&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-second-row-container-26594f1b8c768' &NewLine; class&equals;'yasr-vv-second-row-container'><div id&equals;'yasr-visitor-votes-rater-26594f1b8c768' &NewLine; class&equals;'yasr-rater-stars-vv' &NewLine; data-rater-postid&equals;'25530' &NewLine; data-rating&equals;'0' &NewLine; data-rater-starsize&equals;'32' &NewLine; data-rater-readonly&equals;'false' &NewLine; data-rater-nonce&equals;'79bfbbed13' &NewLine; data-issingular&equals;'true' &NewLine; ><&sol;div><div class&equals;"yasr-vv-stats-text-container" id&equals;"yasr-vv-stats-text-container-26594f1b8c768"><svg xmlns&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;w3&period;org&sol;2000&sol;svg" width&equals;"20" height&equals;"20" &NewLine; class&equals;"yasr-dashicons-visitor-stats" &NewLine; data-postid&equals;"25530" &NewLine; id&equals;"yasr-stats-dashicon-26594f1b8c768"> &NewLine; <path d&equals;"M18 18v-16h-4v16h4zM12 18v-11h-4v11h4zM6 18v-8h-4v8h4z"><&sol;path> &NewLine; <&sol;svg><span id&equals;"yasr-vv-text-container-26594f1b8c768" class&equals;"yasr-vv-text-container">&lbrack;Average&colon; <span id&equals;"yasr-vv-average-container-26594f1b8c768">0<&sol;span>&rsqb;<&sol;span><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-loader-26594f1b8c768' class&equals;'yasr-vv-container-loader'><&sol;div><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-bottom-container-26594f1b8c768' class&equals;'yasr-vv-bottom-container'><&sol;div><&sol;div><&excl;--End Yasr Visitor Votes Shortcode--><&sol;div>

Related Post
Qaher Naji

درست تخصص هندسة كهربائية والكترونية، حاصل على درجة الماجستير في قسم التحكم الآلي، مهتم بالتكنولوجيا والهندسة.

Share
Published by
Qaher Naji

Recent Posts

عودة الماوا: هل يعيد “سيد الخواتم” طائر نيوزيلندا العملاق إلى الحياة؟

في خطوة علمية جريئة أثارت جدلاً واسعًا في الأوساط العلمية والبيئية، تتجه الأنظار نحو مشروع…

20 ساعة ago

سر التباين العظيم: 1.2% من الاختلافات الجينية فقط تفصلنا عن الشمبانزي.. فكيف صنعنا الحضارة؟

هل تساءلت يومًا كيف نختلف نحن البشر عن أقرب أقربائنا من الرئيسيات، الشمبانزي، على الرغم…

يوم واحد ago

الخطر الصامت يتسلل إلى أعماق الحياة: الميكروبلاستيك يهدد الخصوبة البشرية!

في ظل تسارع وتيرة التلوث البيئي، تبرز أزمة البلاستيك (Plastics) كواحدة من أخطر التحديات التي…

يوم واحد ago

عندما يتوحش الذكاء الاصطناعي: فضيحة “العضو الذكري العملاق” تفضح أزمة النشر العلمي العالمي

عاصفة في سماء المعرفة.. هل تتهاوى أسس البحث العلمي؟في عالمنا الحديث، تتسارع وتيرة إنتاج المعرفة…

يومين ago

ثورة الإنجاب: حلم الإنجاب يتحقق من خلايا الجسد!

تطورات علمية مذهلة تقرب البشرية من إنتاج خلايا جنسية كاملة من خلايا جسدية عادية، فهل…

3 أيام ago

عندما يتوهج العلم على منصات الأزياء: فستان يضيء بالحياة!

في عالم تتسارع فيه وتيرة الابتكار وتتداخل فيه مجالات المعرفة، شهد أسبوع باريس للهوت كوتور…

4 أيام ago