التقارير تقارير الطاقة المتجددة رئيسية طاقة متجددة

تطوير توربينات المضخات الحرارية للاستعمالات السكنية والتجارية

على يد شركة أميركية

نوار صبح

2023-12-10

0 793

طوّرت شركة إنفيينت تورباين (Infinite Turbine)، ومقرها الولايات المتحدة، توربينات المضخات الحرارية للاستعمالات السكنية والتجارية، التي تعتمد جميعها شكلًا من أشكال التبريد أو الحرارة المهدرة المتاحة للاستعمال، أو الماء.

وبحسب تقرير، اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة، فقد جرى تصميم التوربينات الجديدة للمضخة الحرارية "كافجينكس" لاستعمالها مع بطارية تدفق الأكسدة في المياه المالحة سالجينكس.

ويمكن استعمال نظام توربينات المضخات الحرارية مع توليد الطاقة الكهروضوئية، إذ تخطط الشركة لتركيب تجريبي لتقييم هذا الإدماج في بيئة العالم الحقيقي، حسبما قال الرئيس التنفيذي لشركة إنفيينت تورباين، غريغوري جيزي، لمجلة بي في ماغازين (pv-magazine).

ويستعمل أحدث توربينات المضخات الحرارية الطاقة الكهروضوئية أو مصادر الكهرباء البديلة للتبريد المتزامن والطاقة الهيدروليكية، وهي مناسبة لتشغيل الآلات الصناعية بمحركات هيدروليكية، وتتميز بمعامل أداء يتجاوز 3.

تركيبة النظام المقترح

تتضمّن تركيبة النظام المقترح لتوربينات المضخات الحرارية، الطاقة الكهروضوئية أو مصادر الطاقة البديلة، التي تعمل على تشغيل محرك كهربائي يشغّل ضاغط العمود.

ويقوم قرص التجويف بضغط مائع التشغيل السائل ليتحول إلى بخار، الذي يجري بعد ذلك تسخينه لزيادة الضغط وتوسيعه من خلال توربين ذي عمود مشترك.

في المقابل، يؤدي دوران توربين العمود إلى تشغيل ضاغط التجويف الأمامي والمضخة الهيدروليكية ومضخة التغذية، ويتم بعد ذلك تكثيف البخار لأغراض التبريد.

ويستعمل التوربين عمودًا مشتركًا لتشغيل ضاغط التجويف على الفور من السائل إلى الغاز المضغوط، ويشغّل مأخذ الكهرباء الهيدروليكي.

نموذج لمضخة حرارية منزلية - الصورة من موقع إيكو هومز

ويجري تشغيل المجموعة بوساطة محرك كهربائي، وتصبح ذاتية التشغيل، تشبه دورة التوربينات التقليدية، مع الحاجة إلى الحرارة للحفاظ على الدورة.

وقال الرئيس التنفيذي لشركة إنفيينت تورباين، غريغوري جيزي: "تتمثل إحدى أكبر فوائد استعمال توربينات المضخة الحرارية هذه في الإنتاج المتزامن للتبريد".

وأوضح: "يمكننا أخذ الحرارة من مراكز بيانات معالجات الذكاء الاصطناعي، واستعمال تلك الحرارة لتشغيل التوربينات، ثم إعادة التبريد بصفته جزءًا من تلك الدورة".

ويرتبط التوربين بوساطة عمود مشترك بالضاغط وملحقات مأخذ الكهرباء، حسبما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine)، واطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وبفضل الحرارة المتغيرة من الألواح الكهروضوئية أو الطاقة الشمسية الحرارية، يخزن النظام الحرارة في بطارية رملية أو خزان ماء ساخن، ما يعالج انقطاع الطاقة الشمسية ويوفر تخزينًا حراريًا متساويًا.

توربينات المضخات الحرارية الجديدة - الصورة من "بي في ماغازين"

تخزين الحرارة

يمكن استعمال كريّات الزيوليت -وهي نوع من أحجار سيليكات الألومنيوم- بصفتها وسيلة لتخزين الحرارة.

وقال الرئيس التنفيذي لشركة إنفيينت تورباين، غريغوري جيزي: "تتمتع كريات الزيوليت ببعض الصفات المثيرة للاهتمام، بما في ذلك إطلاق كميات هائلة من الحرارة المخزنة عند استعمال الماء، ما يجعلها مثالية لهذا الاستعمال".

وأشار إلى أنه "يمكن استعمال الطاقة الشمسية الكهروضوئية لتخزين الحرارة في كريّات الزيوليت، ثم يمكن إطلاق الحرارة عند الحاجة".

تجدر الإشارة إلى أنه يمكن دمج توربينات المضخة الحرارية مع وحدات تخزين البطاريات، وفق معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وأضاف جيزي "أن دمج البطاريات هو حل قابل للتطبيق،" وأن "المضخات الحرارية يمكنها تخزين الكهرباء الزائدة المتولدة خلال ذروة سطوع الشمس وإمداد الكهرباء خلال فترات انخفاض ضوء الشمس، ما يضمن التشغيل المستمر لأحد توربينات المضخة الحرارية".

عمال يركبون مضخة حرارية - الصورة من بلومبرغ

وأفادت الشركة المصنعة بأن أحدث توربينات المضخات الحرارية يتميز بكفاءة عالية في تحويل الطاقة، ما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة.

وأشار جيزى إلى أن "هذه الكفاءة تتحول إلى انخفاض تكاليف التشغيل بمرور الوقت، خاصة في تطبيقات التدفئة والتبريد".

وأردف: "يمكن تحقيق المراجحة القائمة على الشبكة عن طريق استعمال الكهرباء خارج أوقات الذروة من الشبكة لتوليد الماء البارد عبر نظام (كالماك) أو الثلج، الذي يمكن استعماله في أثناء ذروة الكهرباء عندما تكون معدلاتها أعلى بكثير، ما يحقق وفورات كبيرة في التكاليف".

في سياق ذي صلة، تقوم الشركة، حاليًا، بتطوير واختبار توربين مضخة حرارية من النظام نفسه في مدينة ماديسون بولاية ويسكونسن الأميركية.

وترغب الشركة ببيع النظام في أي قطاع سوقي تُستعمل فيه المضخات الحرارية والمحركات الهيدروليكية، ويشمل ذلك الصناعة والمعدات الصناعية الكبيرة مثل معدات البناء.

وقال جيزي: "يمكن استعمال النظام لتحديث أنظمة المضخات الحرارية، التي تُستعمل لتكييف الهواء وتسخين الماء"، مشيرًا إلى أن "مثل هذه الأنظمة تحقق للمستهلك توفيرًا في الطاقة والتكلفة بنسبة تتراوح بين 20 و80%".

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..