הדחף הגדל לאנרגיה מתחדשת ב- Transit Hubs

מתקני תחבורה - שדות תעופה, תחנות רכבת, תחנות אוטובוס, נמלים ומסופי משאיות - הם בין הצרכנים הגדולים ביותר של אנרגיה בסביבה הבנויה.הם פועלים 24/7 לתאורה כוח, HVAC, escalators, מערכות אבטחה וכלי רכב חשמליים טעינה תשתיות. כמו לחץ גלובלי כדי להפחתת אי-החלדות אנרגיה סולארית, מרכזי אחסון אלה מתעוררים כמועמדים ראשוניים עבור הדור המתחדש.

תחנת הכוח הסולארית

מערכות Photovoltaic (PV) נשארות הטכנולוגיה המתחדשת המאומץת ביותר במתקני תחבורה בגלל הגדלות שלהם, ירידה בעלויות, והתאמה עם משטחים שנבנו קיימים. שדות תעופה, למשל, לעתים קרובות יש שטחים עצומים של קרקע בלתי מנוצלת סביב כבישים, מגרשי חניה, גגות מסוף - כל אידיאלי עבור מערך סולארי.

גג וחניה Canopy Solar

התקנת לוחות PV על גגות מסוף, גגות תל אביב, ומוסך החניה הופך את החלל החלק השני לתוך לוחות ייצור חשמל המיוצרים על ידי חניה, שבו לוחות רכובים על מבנים המכסים מגרשי חניה - משרת מטרות כפולות: ייצור חשמל וספקת צל עבור כלי רכב.

תצלומים משולבים (BIPV)

טכנולוגיות BIPV – כגון חזיתות סולאריות, זכוכית סולארית ושמיכות סולאריות – מאפשרות לבניינים לתחבורה לייצר אנרגיה ללא הקרבה של אסתטיקה ארכיטקטונית.מספר שדות תעופה להתנסות עם ה-BIPV במוזגות מסוף.

חוות השמש הרהור

כאשר הקרקע זמינה, חוות סולאריות בעלות הקרקע מציעות את העלות הנמוכה ביותר לוואט ותחזוקה הפשוטה ביותר.שדות תעופה רבים פיתחו חוות סולאריות על אזורי חיץ, אזורים מעושבים, או מסולקים מפלטים.ה-FLT:0:0 albuquerque International SunportFLT:1, למשל, חכירות 200 דונם עבור חווה סולארית 9MW שממנה כמעט 40% מהמאגרי החשמל של שדות התעופה (כטרים) דורשים לעתים קרובות מעורבים ב-PP).

משקפי שמש עבור רכב חשמלי

ככל שהחשמלת של התחבורה מאיצה, תותחים סולאריים משולבים בתחנות טעינה EV יוצרים סינרגיה חזקה לנמל התעופה ארוך טווח מגרשי חניה, חניון תחנת רכבת, ואזורי חניה של תחנות רכבת יכולים לארח מרכזי טעינה המופעלים על ידי השמש.

אנרגיית הרוח Utilization

בעוד שמש שולטת, אנרגיית רוח יכולה להשלים את תערובת המתחדשת - במיוחד במקומות החוף או פתוחים, שבו רוחות עקביות דומיננטיות.בניגוד טורבינות בקנה מידה גדול של תועלת, מתקני תחבורה בדרך כלל לפרוס בקנה מידה קטן (תחת 100 קילוואט) או טורבינות בינוני (100–500 קילוואט).

רוח קטנה טורבינים על מבנים

(ו) טורבינות רוח ארסית (VAWTs) מתאימים במיוחד למרכזי תחבורה עירוניים ופריפריה כי הם שקטים יותר, רוטטים פחות, ויכולים ללכוד רוח מכל כיוון.חלק מתחנות הרכבת רכובו VAWTs על מבנים או שילבו אותם לתוך עיצובי גשר.

Offshore Wind for Port

(ב) לפורטים ולטרמינלים ימיים יש יתרון טבעי לשילוב רוח offshore.הם יכולים לרכוש כוח ישירות מחוות רוח offshore באמצעות PPAs או להתקין טורבינות על פריצים ומזרים.ה-FLT:0Port of RotteramFLT:1 יש תוכניות אגרסיביות להפוך למרכז רוח גדול בחו"ל, באמצעות קרנות טורבינות כמקורות אנרגיה עבור פעולות נמל.

פתרונות אחסון אנרגיה

מקורות מתחדשים הם ללא הגבלה, מה שהופך את אחסון האנרגיה לוויה קריטי עבור כל מתקן תחבורה המבקש חדירה מתחדשת גבוהה.ללא אחסון, מתקן עשוי עדיין להסתמך על חשמל רשת כאשר השמש אינה זורחת או הרוח לא נפרצה.

Lithium-Ion Battery Systems

בנקי סוללות ליתיום (Li-ion) הם הפתרון הנפוץ ביותר לאחסון כיום.הם יכולים להיות ממוקמים במיכלים על מגרשי חניה, במרתף, או על גגות.מערכות אלה מספקות זמני תגובה מהירים לתקנה תדרים ויכולות לשנות את הדור הסולארי מאמצע היום ועד שעות השיא של הערב.ה-FLT:0San Francisco International AirportFreave 1LT 1LT - 2.7MW / 5.4-h-Lh-L.

Flow Batteries ו- Alternative Technologies

לאחסון ארוך יותר (4-12 שעות), סוללות זרימת אנדרויום Redox מציעות יתרונות בחיי מחזור ובטיחות, אם כי בעלות גבוהה יותר. כמה מפעילי רכבת ביפן וגרמניה הם סוללות זרימה בדיקות בשילוב עם סולרי בקנה מידה. קומפרסד אחסון אנרגיה אוויר (CAES) ואחסון מימן נמצאים גם תחת חקירה עבור מתקנים גדולים מאוד כמו שדות תעופה עם דרישות גיבוי רב יומי.

אחסון בין-תחומי וניהול הביקוש

מערכות אחסון חכמות יכולות להשתתף בתוכניות של תביעות, למכור אנרגיה מאוחסנים יותר ברשת בזמנים שיא. מתקני תחבורה, עם צריכת בסיס גבוה שלהם, הם נכסים אידיאליים של הביקוש אחריות.הFLT:0Massachusetts Bay TransportFLT:1 (MBTA) משתמש בשילוב של אחסון סולארי בתוספת כמה תחנות רכבת נוסעים כדי להפחית את הביקוש ל-30%.

טכנולוגיות גאוותרמיות וטכנולוגיות נוספות

מעבר לשמש ורוח, מתקני תחבורה יכולים למנף משאבות חום גיאותרמיות לתנורת החלל.מערכות אלה משתמשות בטמפרטורה תת-קרקעית יציבה לחום ומסופי קירור, צמצום הביקוש לחשמל בהשוואה ל- HVAC קונבנציונלי:0Portland International AirportearFLT:1 התקנת מערכת משאבת חום בקנה מידה גדול המספקת חלק משמעותי של חימום וקירור.

ביומסה ו ביוגז הם לעתים נדירות מעשי במרכזי תחבורה בשל מגבלות של שטח ודלק, אבל כמה מחסני אוטובוס ניסויים עם ביומטראן מפסולת לדלק CNG אוטובוסים. Hydropower הוא בדרך כלל ספציפי מדי לאתר עבור רוב המתקנים, אם כי תעלות ליד שדות תעופה שימשו עבור הידרו-הד נמוך במקרים נדירים.

מערכות ניהול אנרגיה משולבות (EMS)

הערך האמיתי של הדור המחודש והאחסון הוא הבין רק כאשר כל הנוף האנרגיה מנוהל בצורה חכמה.פלטפורמות EMS מודרניות משתמשות במכונות למידה כדי לחזות את התפוקה הסולארית והרוח, לטעון את עומס המתקן, ובאופן אוטומטי לשלוח אחסון.מערכות אלה יכולות גם לטעון EVs רק כאשר דור מתחדש הוא בשפע, לתזזת HVAC נקודות, ולתקשר עם רשת השירות לביקוש.

לדוגמה, נמל התעופה הבינלאומי של ההרחבה:0.Denver International AirportearFLT:1 (מפעיל מיקרוגרריד שמשאם את מערך השמש, אחסון סוללות, ו גנרטורים גיבוי לספק הן פעולות רגילות והן כוח חירום.מיקרואורגניזמים כאלה יכולים להגיע לאי מהרשת הראשית במהלך הפרסומות, ולהבטיח כי פונקציות תחבורה קריטיות נותרו מבצעיות.

מדיניות ומסגרות ריכוזיות

(ההעברה של מתחדשים למתקנים תחבורה מושפעת מאוד מהמדיניות. פדרלית המדינה תמריצים בארה"ב, כגון אשראי מס ההשקעה (ITC) עבור השמש, אשראי מס הייצור (PTC) עבור הרוח, ומענקים מן ה-FLT:0Federal Transit Administration FLT:1 (FTA) ו-FLT:2Department of Energyal FLT 3, להפחית עלויות הון או יותר ממטרים מסוימים ב-FLT.

(ה) [ה]התוכנית הגדלה העצמית של ⁇ :0] מימון אחסון סוללות במספר סוכנויות תחבורה באיחוד האירופי, תוכנית ה-FLT:2 Recovery and Resilience FacilityFLT 3: מספקת מיליארדי דולרים עבור תשתיות תחבורה ירוקה.

באופן קריטי, קודי בנייה חדשים דורשים יותר ויותר על ייצור מתחדשים אתרי עבור מבנים גדולים.ה-FLT:0California Energy Commission של 2025 Building Energy Efficiency StandardsveFLT:1 לדחוף מסופי שדה תעופה ותחנות מעבר לעבר אנרגיה של אפס רשת, מאיץ מתקנים.

מחקרים באינטגרציה מחודשת

נמל התעופה הבינלאומי דנוור (DIA)

DIA הוא מנהיג עולמי בתחום האנרגיה המתחדשת של שדה התעופה 16-MW החווה הסולארית (השלמה ב-2023) מכסה 50 דונם ומעצמות כמעט 40% מפעילות מסוף. בשילוב עם 8MWh של אחסון לי-יון, טורבינת רוח 1-MW, ובקר מיקרוגרריד, DIA השיג ירידה של 25% בפליטות גזי החממה מאז 2010.

SunLine Transit Agency (California)

תחנת אוטובוס זו מאלף פאלממים, קליפורניה, מפעילה אחת ממערכות השמש הגדולות ביותר במתקן המעבר בארה"ב. A 1.5-MW סולפי על חצר התחזוקה 80% מהחשמל של המתקן, בעוד סוללה 1-MW-/4-MWh מאחסנת אנרגיה עודף עבור טעינה באוטובוס לילה.

לונדון St. Pancras International

בשנת 2022, תחנת St. Pancras ההיסטורית שילבה לוחות PV במבנה הגג הוויקטוריאנית שלה (התקנה ה-BIPV הרגישה במורשת) אספקת 300-kW מספקת כ-10% מהחשמל של התחנה, והפרויקט קיבל פרס FLT:0RIBA ההרחבה 1 עבור מצוינות עיצוב.התחנת גם רוכשת 100% חשמל מתחדשים מחוות רוח מתחת ל-PPA.

אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

למרות היתרונות המשכנעים, יש לטפל בכמה מחסומים:

  • (FLT:0) אינטימיות ואמינות: FLT:1 השמש והרוח הם משתנים. Mitigation כולל הצמדה עם אחסון, מגוון מקורות מתחדשים (סולר + רוח + גיאותרמאל), ושמירה על חיבור רשת מתקני יכול גם להשתמש עומסים גמישים הביקוש (למשל, HVAC או טעינה) כדי להתאים לדור מתחדש.
  • (FLT:0) מגבלות חלל: רכזות מעבר עירוניים לעתים קרובות חסרות גג או שטח קרקע. Solutions כוללים מחוץ למפעלים הסולאריים (שמש משותפת), גגות קטנים פרופיל, טורבינות רוח אנכית.שימוש יצירתי של מרחב אוויר על מסלולים או מסלולים הוא נחקר עם מבנים סולאריים "מריגה".
  • עלויות ההון:0 (FLT:1 למרות LCOE עבור השמש הוא עכשיו נמוך יותר מאשר חשמל רשת, העלות העליונה נותרה מכשול.אפשרויות כוללים PPAs (לא עלות גבוהה למתקן), אג"ח ירוק, הסכמי שירות אנרגיה תועלת, מענקים ממשלתיים רבים מדווחים על תקופות של 5-10 שנים.
  • (FLT:0) , מחויבויות בטיחותיות ובטיחות: שדות התעופה 1FLT:1 יש מגבלות מהירות ובהירות עבור לוחות סולאריים. צמיגים זכוכית או ציפויים אנטי-מכוערים יכולים להפחית את הבוהק.
  • (FLT:0) שימור ומורכבות תפעולית: FLT:1 למערכות חדשניות להוסיף צרכי תחזוקה חדשים.חוזה עם O& מנוסים; ספקי M ושימוש במעקב מרחוק יכולים להמשיך את העלויות לניהול עלויות יש לתכנן להסרת שלג, ניקוי פאנל, מחזורי החלפת סוללות.

מגמות עתידיות וטכנולוגיות מתפתחות

העשור הבא מבטיח שילוב עמוק יותר בין תחבורה ואנרגיה מתחדשת.

  • (ב) אינטגרציה:0) אוטובוסים חשמליים ומעבורות שדה תעופה עם טעינה דו-צדדית יכולים לפעול כמחסן נייד, לטיהור כוח בחזרה למתקן בתקופות שיא.
  • (FLT:0) תאי דלק של Hydrogen עבור גיבוי ויישומים כבדים:Felo 1Felo: 10 שדות תעופה הם בדיקות תאי דלק מימן ככוח גיבוי עבור ציוד תמיכה הקרקע, וכדי כוח משאיות כבדות. מוגזם אנרגיה מתחדשת ניתן להמיר מימן ירוק באמצעות אלקטרוליטיזה, מאוחסן, ולהשתמש בו בעת הצורך.
  • (FLT:0) אינטליגנציה מלאכותית לניהול אנרגיה חיזוי: ייצוב 1) מודלים של למידת מכונות המשלבים תחזיות מזג אוויר, נתונים דיקור, ומחירי אנרגיה בזמן אמת ייעלו כאשר יש לגבות סוללות, עומסי שינוי, או למכור כוח לרשת.
  • (FLT:0Building-integrated טקסטילs:cioFLT:1) תאים סולאריים גמישים-סרט דק ניתן לטבול בתותחי בד, מצעים בלתי-מחדשים ואפילו חגורות מטען המטען - הרחבה עתידנית אך הסתברותית.
  • מערכות בקנה מידה קומוניקטיבי: רכזות מעבר 1FLT יכולים להפוך לעגן דיירים עבור מיקרו-צמחים מתחדשים מקומיים אשר כוח שכונות בקרבת מקום, לטפח שותפויות ציבוריות שמזרזות את המעבר באנרגיה.

מסקנה

הגדלת אנרגיה מתחדשת לתוך מתקני תחבורה היא כבר לא ניסוי נישה - זה אסטרטגיה מוכחת, עלות יעילה להפחתת פליטות, שיפור אבטחת האנרגיה, ומפגש מטרות קיימות. מחוות סולאריות נרחבות בשדות תעופה לאחסון חכם בתחנות אוטובוס, הטכנולוגיות הן בוגרות וכלכלה הן נוחת.כפי שמדיניות מחזקת וחדשנות ממשיכה, מתקנים אלה יפתחו מצרכנים פסיביים של אנרגיה פעילה, לא חכם בעולם נקי, מנהלי אנרגיה, ועכשיו מערכות אנרגיה, מערכות אנרגיה, יש צורך לנצל את מערכות אנרגיה, מערכות אנרגיה, מערכות אנרגיה, מערכות אנרגיה, מערכות אנרגיה, מערכות אבטחה, וחדשנות, יש צורך עכשיו.

(ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]], [ה], [ה]], [ה], [ה], [ה]]], [ה]], [ה], [ה], [ה], [ה],], [ה], [ה]], [ה'],], ו'[ה'[ה'']']']'''[ה']''''']']'[ה'[ה''[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']']']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[