شبکه ریلی خورشیدی؛ آینده حمل‎ ونقل زمینی

بحران زیست محیطی که جهان امروز را تحت تأثیر قرار داده است، همه بخش ها را بر آن داشته است تا نقش خود را در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و محدود کردن تغییرات آب وهوایی ایفا کنند؛ صنعت راه آهن نیز در این مسیر با سایر بخش ها هم قدم شده است.

به گزارش تین نیوز به نقل از ایمنا، صنعت راه آهن مسئولیت درصد کمی از انتشار گازهای گلخانه ای را در سطح جهان دارد و یکی از پایدارترین روش های حمل ونقل در بازار است اما با این حال، با گذشت زمان و تلاش دولت ها برای کاهش ردپای کربن، این صنعت نیز شروع به ارائه اقداماتی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کرده است.

پروژه های بی شماری در این زمینه در سرتاسر جهان در حال اجرا هستند، از قطارهای هیدروژنی گرفته تا شبکه های ریلی برقی که نشان می دهند جایگزین هایی پاک برای سوخت های فسیلی وجود دارد که به همان اندازه کارآمد هستند. پس از افتتاح اولین راه آهن خورشیدی در جهان، که در اوت سال جاری در بریتانیا شروع به کار کرد، انرژی خورشیدی نیز جایگاه ویژه ای در راهکارهای خلاقانه این صنعت پیدا کرده است.

تولید برق خورشیدی در شبکه ریلی

قطارهای خورشیدی معمولاً با قرار دادن پانل های فتوولتائیک نزدیک یا روی خطوط ریلی کار می کنند که می توانند الکتریسیته کافی را برای ایجاد جریان کششی مورد نیاز برای تأمین انرژی سیستم های راه آهن تولید کنند. این سیستم ها چندین مزیت مالی برای شبکه هایی به همراه دارد که در حال حاضر به شدت به شبکه های توزیع برق سراسری متکی هستند. در واقع، کمبود بودجه و این واقعیت که شبکه ها به سرعت به ظرفیت کامل خود می رسند، اهمیت مسئله تولید برق از منابع تجدیدپذیر برای تأمین برق راه آهن را چندبرابر و توسعه دهندگان را وادار به یافتن راه هایی برای تولید مستقیم انرژی خورشیدی برای مصرف کرده است.

یافته های یک مطالعه تحقیقاتی در سال ۲۰۱۷ توسط کالج امپریال لندن نشان داد که تنها راه حلی که توسعه دهندگان به دنبال آن هستند، تولید انرژی از سیستم های قدرت کششی مستقیم (DC) است که می تواند به طور مؤثری اتکا به شبکه های توزیع را به حداقل برساند و سالانه ۴.۵ میلیون پوند صرفه جویی کند. بر اساس گزارش منتشرشده، این مدل می تواند با موفقیت در شبکه های متروی شهری مانند متروی لندن اجرا شود. در حال حاضر ۶ درصد از انرژی مورد نیاز از طریق انرژی خورشیدی تأمین می شود.

افزایش محبوبیت قطارهای خورشیدی

تلاش هایی در راستای استفاده از پنل های فتوولتائیک در شبکه های ریلی در نقاط مختلف جهان صورت گرفته است، اما توسعه این طرح نیاز به زمان دارد تا بتواند در شبکه های گسترده سراسر جهان اعمال شود. بریتانیا اولین خط راه آهن با انرژی خورشیدی در جهان را راه اندازی کرد که در آگوست ۲۰۱۹ در شهرستان همپشر افتتاح شد. این خط با استفاده از حدود ۱۰۰ پنل خورشیدی می تواند میان بری برای شبکه ملی باشد.

در هند نیز قطارها از پنل های خورشیدی نصب شده روی سقف خود برای تأمین انرژی استفاده می کنند. شهر گواهاتی در سال ۲۰۱۷، اولین ایستگاه خود را که صددرصد از انرژی خورشیدی استفاده می کند، در این کشور افتتاح کرد. دولت محلی گواهاتی در تلاش است تا در سال های آتی در هشت هزار و ۵۰۰ ایستگاه دیگر از پنل خورشیدی استفاده کند. استرالیا و آرژانتین نیز پروژه هایی را در چند سال گذشته در مکان های نسبتاٌ کوچک آغاز کرده اند.

اهمیت تراورس های راه آهن

ایده اتصال سلول خورشیدی به تراورس های راه آهن نیز در صنعت ریلی مورد توجه قرار گرفته است که به طور بالقوه امکان تعبیه پنل های خورشیدی را در مسیرهای طولانی و با هزینه های نسبتاً کم فراهم می کند. ابتکارات در این زمینه در چند سال گذشته شروع به ظهور کرده است و شرکت هایی مانند Bankset Group و Greenrail پیشتاز این راه هستند. گروه بانک ست یک سرمایه گذار مالی بریتانیایی در بخش انرژی های تجدیدپذیر است که اعتبارش در این صنعت با سرعتی چشمگیر در حال افزایش است.

این شرکت در حال انجام آزمایش هایی برای اتصال سلول های خورشیدی ساخته شده از سیلیکون و آلومینیوم به تراورس های راه آهن در تعدادی از شبکه های اروپایی و بین المللی از جمله ایتالیا، فرانسه، آلمان، بریتانیا، چین و ایالات متحده آمریکا است. بانک ست اولین پنل خورشیدی را در سال ۲۰۱۴ روی یک مسیر ریلی در سوئیس نصب کرد و در حال حاضر پروژه مشابهی را در آلمان دنبال می کند.

پنل های این شرکت را می توان به تراورس های بتنی، چوبی و فولادی موجود که بسیاری از شبکه های ریلی جهان را تشکیل می دهند، بدون نیاز به تغییرات وصل کرد. اگر آزمایش ها موفقیت آمیز باشند، این فناوری می تواند نقطه عطفی در صنعت ریلی جهان باشد و به ۱۶۵ کشور در سراسر جهان گسترش یابد.

از سوی دیگر، شرکت ایتالیایی Greenrail در حال حاضر طیف وسیعی از تراورس های خورشیدی خود را ارائه کرده است که مجهز به سلول های فتوولتائیک هستند. این سلول ها که از مواد بازیافتی همچون تایرهای منقضی شده و پلاستیک بازیافتی تشکیل شده اند به اقتصاد دایره ای نیز کمک می کنند. محصولات گرین ریل هم به مقررات بین المللی و هم به نیازهای محلی خاص پاسخ می دهند و این شرکت را به یک بازیگر مهم در بخش خصوصی تبدیل کرده اند.

نکته شایان ذکر در مورد پنل های شرکت گرین ریل این است که تمیز کردن یک کیلومتر راه آهن مجهز به این پنل ها با استفاده از ترولی با برس و جت آب نصب شده تنها چند دقیقه طول می کشد و امکان صرفه جویی در منابع و زمان را در مقایسه با تمیز کردن یک مزرعه خورشیدی استاندارد فراهم می آورد.

آینده فناوری خورشیدی در صنعت ریلی

آینده انرژی خورشیدی در صنعت راه آهن بدون شک روشن به نظر می رسد اما تحقیقات موجود در این زمینه هنوز کافی نیست. این فناوری به خودی خود دارای محدودیت هایی است که اغلب به دلیل نیاز به باتری است. برای مثال، خط آینده آرژانتین که شهر سن سالوادور د خوخوئی را به لا کوایاکا متصل می کند متشکل از قطارهایی است که پنل های خورشیدی روی سقف خود دارند و انرژی آنها از باتری های شارژشده در ایستگاه ها تأمین می شود. در استرالیا نیز شرکت راه آهن بایرون بی در سال ۲۰۱۷ قطاری را راه اندازی کرد که روی سقف آن پنل های خورشیدی نصب شده است و در عین حال مجهز به باتری هایی است که در مواقع اضطراری از آنها به عنوان پشتیبان استفاده می شود.

با وجود راه اندازی پروژه های بسیار در این زمینه، تحقیقات محدود به مناطق خاصی است که در آن افراد محلی و ذی نفعان به شیوه ای مؤثر با یکدیگر همکاری کرده اند. برای گسترش این پروژه ها نیاز به تحقیقات بیشتر در سایر نقاط با ویژگی ها و محدودیت های خاص آن مناطق است تا قطارها و ترامواها در سرتاسر جهان بتوانند در سال های آتی زیر نور خورشید حرکت کنند.