طورت ستانفورد نظامًا فريدًا لتوليد الحرارة العكسي

توظف جامعة ليلاند ستانفورد، وهي جامعة بحثية خاصة في كاليفورنيا، الحائزين على جائزة نوبل الذين يتوصلون إلى اكتشاف جديد كل يوم تقريبًا.

وكان أحد أفضل هذه التطورات هو أحدث التطورات التي توصل إليها المتخصصون - وهو نظام استرداد الحرارة، الذي تم وضعه بالفعل موضع التشغيل ويُستخدم لتدفئة وتبريد المباني.

استخدم المطورون نظامًا فريدًا لاستعادة الحرارة، ومن خلال التقاط نسبة كبيرة من الطاقة الشمسية، نجحت الجامعة في تقليل انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري واستخدام الوقود بنحو 70%.

تبلغ مساحة الحرم الجامعي أكثر من 32 كيلومترًا مربعًا ^، ويضم أكثر من ألف مبنى. ويبلغ إجمالي الانبعاثات في الغلاف الجوي أكثر من 150 ألف طن سنويًا.

حل النظام الجديد محل محطة طاقة تعمل بالغاز الطبيعي، والتي شُغّلت في أواخر ثمانينيات القرن الماضي. استخدمت محطة الطاقة شبكةً تحت الأرض من أنابيب البخار لتدفئة المباني وتبريدها. أوضح جو ستاجنر، المدير التنفيذي لإدارة الطاقة في جامعة ستانفورد، أن التبريد عملية تجميع حرارة، وليس توصيل برودة، كما يعتقد الكثيرون خطأً. يدور البخار عبر الأنابيب ويعود إلى محطة الطاقة كماء ساخن، تمامًا كما يعود الماء المبرد، بعد تسخين المباني، إلى نقطة انطلاقه. ونتيجةً لذلك، أطلقت محطة الطاقة ببساطة حرارةً زائدةً في الغلاف الجوي باستخدام برج تبريد، أي أنها استُهلكت بشكل غير عقلاني.

ومع نمو الحرم الجامعي، لم يعد نظام التدفئة والتبريد الحالي قادرًا على التعامل مع الحمل، واضطرت الجامعة إلى شراء الطاقة، وهو أمر مكلف.

لاحظ مهندسو الجامعة أن دوران الماء المبرد والبخار كان متوازيًا تقريبًا، ثم جاء المطورون بفكرة إنشاء نظام لاستعادة الحرارة باستخدام مصادر الطاقة المتجددة.

يُطلق على النظام الجديد اسم SESI. يستخدم هذا النظام الحرارة المفقودة سابقًا في الغلاف الجوي، وينقل الماء الساخن من أنابيب التبريد إلى دورة جديدة، مما يضمن عدم هدر الحرارة. استبدلت الجامعة أنابيب البخار بأنابيب الماء الساخن، كما حوّلت نقاط التوصيل من البخار إلى الماء الساخن.

تمكنت المدينة الآن من خفض انبعاثاتها بشكل كبير من خلال استخدام مصادر الطاقة المتجددة.

تم تطوير برنامج خاص للتحكم في نظام SESI. ووفقًا للمطورين، فإن نظام التدفئة والتبريد الجديد أكثر كفاءة بنسبة 70% من محطات الطاقة الحرارية، ويسمح بخفض كبير في فقدان الحرارة. كما طُوّر نظام SESI باحتياطي طاقة بنسبة 25%، وهو ما يكفي لتغطية تكاليف المدينة المتوسعة حتى عام 2050. ونظرًا لعدم وجود أي فقدان للبخار، فإن الوفورات في المياه المُزوَّدة من غرفة الغلايات المركزية مع إدخال النظام الجديد تبلغ 70%، بينما تبلغ الوفورات حوالي 20% من إجمالي حجم المياه المستخدمة في المدينة.

[ 1 ]