Je Nani Uwezo wa Mipango ya Umeme wa Mawingu na Jua? Tafiti ya Matumizi Muhimu Sita na Faida za Kiuchumi

Kwa sababu ya tabia ya kutokua na kuharibika ya uchumi wa umeme kutoka kwa mawingu na jua tu wakati wa hali mbaya za hewa kama siku zisizo na mawingu au mawingu, kutumia teknolojia moja tu katika maeneo yasiyo na umeme unahitaji vifaa vya kuhifadhi kwa ufanisi mkubwa ili kuhakikisha usambazaji wa umeme usemehereka. Kwa kutumia upatikanaji mzuri wa solar panels, wind turbines, na bateries, mifumo miwili ya umeme kutoka kwa mawingu na jua yanaweza kusuluhisha matatizo ya kutokua na kuharibika ya chanzo moja cha umeme na kukusanya umeme unaofanana zaidi. Teknolojia hii inatumika kwa asili katika nyanja ifuatayo nchini China.

Umeme wa Nyumba na Ufugaji kwa Maeneo Yasiyo na Umeme

China ina watu wa kimataifa 800 million, ambao asilimia 5 tayari hawajapata umeme. Viwanja hivi vinginevyo vinapatikana katika eneo lenye rasilimali nyingi za mawingu na jua, kufanya mifumo miwili ya mawingu na jua kuwa suluhisho la ubora. Kuboresha mifumo miwili ya kijamii itaweza kuboresha ukuaji wa kiuchumi na ustawi wa maisha. Kutumia rasilmali riyadi nyingi kupitia mifumo haya inatoa huduma ya umeme yenye gharama chache na yenye ubora kwa jamii zifuani, kuboresha ukuaji wenye urithi.

Sasa, mashamba mengi ya umeme yenye rasilmali riyadi yasiyo na umeme nchini China yanatumika tu kutoa taa na mahitaji ya nyumba, kuzingatia uzalishaji, ambayo inafanya kuvunjika kwa gharama za kiuchumi. Kupata ustawi wa kiuchumi unahitaji mambo mengi kama miliki, misemo, gharama, uzalishaji, na njia za kununua, gharama, na njia za kupata fedha kutoka serikali. Hata hivyo, mfano huu wa ustawi una umuhimu mkubwa kwa nchi zenye ukuaji kama vile China.

Matumizi ya LED Lighting ya Nje

Taa ya nje hutumia asilimia 12 ya umeme duniani. Katika mazingira ya ukosefu wa nishati na masuala ya mazingira, teknolojia ya LED lighting miwili ya mawingu na jua imekuwa na msingi duniani. Mifumo haya huchanganya bateries kwa akili kwa kutumia mikakati ya mawingu na jua. Usiku, LED lights hutoa/mfungwa kwa kutosha kulingana na mwanga wa mazingira. Mikakati akili yanaweza kutumia mitandao ya kigeni kwa ajili ya utaratibu, ufunguo, na kujenga data (telemetry, telecontrol, na telecommunications). Pia yanaweza kutumia mikakati ya kompyuta kwa kutosha, kama vile kupata matatizo, sirene za kudhulumi, na kutathmini hali ya kazi. Matumizi ya muhimu ni:

• Taa ya barabara (highways, main roads, secondary roads, na side streets)

• Taa ya jamii (streetlights, courtyard lights, lawn lights, buried lights, wall lamps)

Vitu vilivyotengenezwa vya kubwa ni streetlights intelligent hybrid wind-solar, mifumo ya taa ya jamii, taa ya mazingira, na taa ya tunnel.

Usaidizi wa Navigesheni wa Bahari

Baadhi ya usaidizi wa navigesheni nchini China yamekubali mifumo ya photovoltaic solar, hasa lighthouses, lakini wanapata changamoto wakati wa hali mbaya za hewa kwa muda mrefu ambapo umeme kutoka kwa jua unakuwa chache, kuleta over-discharge ya bateries na kuharibika kwa taa, kuburudisha ufanisi wa bateries.

Hali mbaya za hewa mara nyingi hufanana na mawingu makubwa—wakati umeme kutoka kwa jua unachukua chache, umeme kutoka kwa mawingu huwa nipo kwa wingi. Kwa hivyo, mifumo miwili ya mawingu na jua yanaweza kurudia mifumo ya solar pekee. Mifumo miwili hayo yana faida kwa mazingira, si rahisi kuharibiwa, rahisi kuzindua na kutumia—kutumaini kwa talabu za nishati ya usaidizi wa navigesheni. Mifumo hayo hutumia umeme kutoka kwa jua wakati wa hali nzuri za kuanzishwa na kushuka; hutumia umeme kutoka kwa mawingu na jua wakati wa hali mbaya za hewa, kushuka, au mizigo mrefu ambapo umeme kutoka kwa jua unachukua chache.

Umeme kwa Vifaa vya Mtazamo wa Barabara

Cameras za mtazamo ya barabara mara nyingi hazitosha siku zote. Ingawa kila moja hutumia umeme kidogo, idadi kubwa inafanya kwa umma kutumia umeme wingi. Umeme wa grid wa kawaida sio kwa urahisi. Pia, kurejesha kwa kawaida cables za umeme inafanya kwa gharama kubwa na gharama za kusimamia.

Ingawa maeneo mingi ya mtazamo yanaenda kwa mstari, kutumia grid ni vigumu na chache. Ingawa PV solar bado ni ghali, umeme kutoka kwa mawingu ni rahisi. Tabia ya kuongeza ya mawingu na jua inafanya mifumo miwili yakawa na faida kwa matumizi ya distributed, yasiyo na umeme. Kutumia mifumo miwili hutatisha kurejesha kwa kawaida, kureduka kwa hatari. Wakati wa hali mbaya za hewa—mizigo mrefu na umeme kutoka kwa jua chache na mawingu chache—mipango ya grid zinaweza kutoa bateries kwa kutosha ili kuhakikisha usambazaji usemehereka. Kwa sababu kila mtazamo anaendelea kwa kume, kusema kwamba kuleto kwa moja haiathiri wengine.

Telecommunication Base Stations

Mviringo mwingi na maeneo ya magharibi yana mbali na grid lakini yanahitaji majengo ya mawasiliano kwa ajili ya utalii, ufugaji, na shughuli za bahari. Mabase stations haya yana talabu chache ya umeme. Kuongeza grid ni ghali, diesel generators yanaweza kuwa na gharama ya kutumia mafuta, ustawi wazi, na ugumu wa kusimamia.

Suluhisho la imara la umeme litahitaji kutumia rasilmali za mazingira. Solar na mawingu ni wingi na kwa muda na eneo ni kwa nguvu kwa mviringo. Mifumo miwili ya mawingu na jua yanaweza kutoa suluhisho la imara na gharama chache kwa mabase stations. Kwa watu wa kusimamia pale, diesel generators yanaweza kuwa kama backup, kutorehesha gharama ya solar arrays na wind turbines, kurekebisha gharama kamili, na kuboresha ustawi.

Pumped Hydro Storage Power Plants

Mifumo miwili ya mawingu na jua ya pumped hydro storage huchanganya umeme kutoka kwa mawingu na jua kwa moja kwa moja kwa kutumia water pumps kwa ajili ya kuhifadhi nishati, kuzingatia bateries. Maji kilichohifadhiwa huchukua kwa kutosha kwa umeme ulio na ustawi. Mbinu hii inaweza kusambaza nishati kutoka kwa mawingu na jua, kutumia utaratibu wao wa kuzingatia muda na eneo. Inafaa kwa maeneo mbali na grid na inaweza kusaidia kuhifadhi mazingira katika ukuaji wa nishati. Mbinu muhimu ni:

• Kuhifadhi nishati kwa kutosha kwa prosesu ya kutumia tena

• Kuwahakikisha maji yanaweza kuhifadhiwa kwa self-circulating pumping system

Ingawa ni chache kuliko umeme wa hydro wa kawaida, mifumo haya yanaweza kusuluhisha matatizo ya kutokua na kuharibika ya hydropower plants ndogo wakati wa winter. Kwa hivyo, mifumo miwili ya mawingu na jua ya pumped hydro storage yanaweza kuwa na faida tekniki na gharama na kutoa suluhisho la imara kwa maeneo yenye ustawi.