در حالی که بسیاری از کشورها به دنبال استفاده حداکثری از فضاهای موجود برای توسعه انرژی خورشیدی هستند، سوئیس گام مهمی در این مسیر برداشته است. شرکت Sun-Ways نخستین نیروگاه خورشیدی قابل جداسازی جهان را بر روی خطوط راهآهن راهاندازی کرده است؛ سامانهای که بدون اشغال زمین جدید، برق تجدیدپذیر تولید میکند و در صورت نیاز، تنها در چند دقیقه از روی ریلها جمعآوری میشود.
این فناوری علاوه بر تولید برق، میتواند الگوی جدیدی برای استفاده از زیرساختهای حملونقل در تولید انرژی پاک باشد و هماکنون نیز توجه کشورهای مختلف را به خود جلب کرده است.
نحوه عملکرد نخستین نیروگاه خورشیدی روی خطوط ریلی
این پروژه آزمایشی در روستای Buttes واقع در کانتون نوشاتل سوئیس اجرا شده است. در این طرح، پنلهای خورشیدی مستقیماً بین ریلهای راهآهن و روی تراورسها (Railway ties) نصب شدهاند. تفاوت اصلی این سامانه با سایر پروژههای خورشیدی، قابلیت جداسازی سریع پنلها است؛ ویژگیای که انجام عملیات تعمیر و نگهداری خطوط ریلی را بدون ایجاد اختلال امکانپذیر میکند. طبق اعلام شرکت Sun-Ways، تاکنون بیش از ۱۱ هزار قطار از روی این مسیر عبور کردهاند و هیچگونه مشکل ایمنی یا اختلال عملیاتی گزارش نشده است.
با وجود توقف حدود یکماهه پروژه به دلیل بارش برف و انجام برخی اصلاحات فنی، نیروگاه توانسته است از زمان آغاز بهرهبرداری بیش از ۱۶ هزار کیلوواتساعت برق تولید کند. این میزان انرژی برای تأمین برق سالانه حدود سه تا چهار واحد مسکونی کافی است و نتایج اولیه نشان میدهد سامانه عملکردی پایدار و قابل اعتماد دارد.
پنلهایی که قطارها آنها را تمیز میکنند
یکی از چالشهای همیشگی نیروگاههای خورشیدی، تمیز نگه داشتن سطح پنلها است. در ابتدا طراحان پروژه قصد داشتند از برسهای مکانیکی نصبشده روی قطارها برای پاکسازی پنلها استفاده کنند، اما آزمایشهای عملی نتیجه جالبی داشت.
بررسیها نشان داد جریان هوای ایجادشده هنگام عبور قطارها، بخش عمده گردوغبار را از سطح پنلها پاک میکند؛ بنابراین نیاز به سیستمهای شستوشوی مجزا تا حد زیادی کاهش یافته است.
تعمیر و نگهداری بدون توقف شبکه ریلی
یکی از مزیتهای مهم این فناوری، سرعت بالای جداسازی تجهیزات است. هر ماژول شامل سه پنل خورشیدی با طول تقریبی شش متر بوده و در کمتر از ۱۰ دقیقه میتوان آن را از مسیر ریلی جدا و از شبکه برق قطع کرد. این ویژگی باعث میشود عملیات تعویض تراورسها، جوشکاری ریل یا سایر فعالیتهای تعمیراتی بدون پیچیدگی انجام شود.
ظرفیت بالقوه شبکه ریلی سوئیس
مطالعات شرکت Sun-Ways نشان میدهد اگر تنها بخشهای مناسب شبکه ریلی سوئیس به این فناوری مجهز شوند، امکان تولید حدود یک میلیارد کیلوواتساعت برق خورشیدی در سال وجود خواهد داشت. این میزان انرژی میتواند:
استقبال سایر کشورها از پنل خورشیدی بر روی راه آهن
موفقیت پروژه باعث شده چندین کشور توسعه این فناوری را بررسی کنند. شرکت راهآهن ملی فرانسه (SNCF) توافق همکاری فنی با Sun-Ways امضا کرده تا امکان اجرای پروژههای مشابه در شبکه ریلی فرانسه را ارزیابی کند. همچنین شرکت مدیریت زیرساخت ریلی ایتالیا (RFI) نیز در حال بررسی اجرای یک پروژه آزمایشی است. در آسیا نیز کره جنوبی مجوز اجرای نخستین پروژه آزمایشی خود را صادر کرده و اندونزی نیز مطالعات امکانسنجی این فناوری را آغاز کرده است.
چالشهای پیشرو پنل خورشیدی بر روی راه آهن
با وجود نتایج امیدوارکننده، توسعه این فناوری همچنان با چالشهایی همراه است.
از جمله مهمترین چالشها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- هزینه اولیه بیشتر نسبت به نیروگاههای زمینی
- طراحی سازههای مقاوم برای تحمل بار و لرزش ناشی از عبور قطار
- انتقال برق تولیدشده در مسیرهای طولانی
- نیاز به استانداردهای جدید برای نصب و بهرهبرداری در شبکههای ریلی
کارشناسان معتقدند توسعه زیرساخت انتقال برق و طراحی سیستمهای ولتاژ بالا، نقش مهمی در گسترش این فناوری خواهد داشت.
چشمانداز آینده
اگر پروژه سوئیس در پایان دوره آزمایشی مجوز نهایی دریافت کند، فناوری نیروگاه خورشیدی روی خطوط راهآهن میتواند به یکی از کاربردیترین روشهای استفاده از زیرساختهای موجود برای تولید انرژی پاک تبدیل شود.
ترکیب تولید برق خورشیدی با شبکههای حملونقل نه تنها نیاز به اشغال زمینهای جدید را کاهش میدهد، بلکه امکان توسعه سریعتر انرژیهای تجدیدپذیر را نیز فراهم میکند. با توجه به استقبال کشورهای مختلف، این فناوری میتواند در سالهای آینده به یکی از روندهای نوظهور صنعت انرژی خورشیدی در جهان تبدیل شود.
منابع: