تبدیل ریلهای قطار به نیروگاه انرژی خورشیدی، خلاقیت سوئیس همهگیر میشود؟
شاید تا حالا تصور میکردید برای احداث یک نیروگاه انرژی خورشیدی بزرگ، حتماً باید هکتارها زمین کشاورزی یا مراتع بکر را با پنلهای سیلیکونی بپوشانیم. اما یک استارتآپ سوئیسی به نام Sun-Ways نشان داده که برای تولید برق پاک، لزومی به اشغال زمینهای جدید نیست و میتوان از فضاهای مردهای که همین حالا زیر پای قطارها قرار دارند استفاده کرد. پیش از این هم در وبلاگ درباره تلاشهای مختلف برای بهرهبرداری از زیرساختهای موجود برای تولید انرژی برایتان نوشته بودم، اما حالا مشخص شده که ایده پنلهای خورشیدی قابل جابهجایی روی ریلهای راهآهن، از یک طرح آزمایشی فراتر رفته و نظر کشورهای بزرگی را به خود جلب کرده است. در این پست با هم میبینیم که چطور ریلهای قطار در حال تبدیل شدن به ستون فقرات شبکه برق آینده هستند.
ایده نوآورانه Sun-Ways برای تولید انرژی از فضای میان ریلها
استارتآپ سوئیسی Sun-Ways راهکاری پیدا کرده است که بدون تبدیل زمینهای کشاورزی به مزارع خورشیدی، ظرفیت تولید برق کشور را افزایش دهد. این شرکت به جای پاکسازی اراضی برای نصب پنلهای جدید، یک پروژه آزمایشی (Pilot) را اجرا کرده که از زمینهایی که قبلاً برای هدف دیگری توسعه یافتهاند، یعنی خطوط راهآهن، استفاده میکند. پنلهای خورشیدی مخصوص این شرکت در فضای استفادهنشده بین دو ریل قرار میگیرند و بدون اینکه کوچکترین تأثیری بر عملکرد قطارها یا برنامه زمانی آنها بگذارند، این مسیرها را به زیرساختهای برداشت انرژی تبدیل میکنند. این پروژه آزمایشی بیش از یک سال است که در مسیری به طول ۱۰۰ متر در نوشاتل (Neuchâtel) سوئیس در حال اجراست و نتایج اولیه آن به قدری امیدوارکننده بوده که کشورهایی مثل ایتالیا و کره جنوبی هم به فکر آزمایشهای مشابه افتادهاند.
توصعه این فناوری فراتر از مرزهای سوئیس آغاز شده. شرکت ملی راهآهن فرانسه (SNCF) اعلام کرده که برای بررسی نتایج این پروژه با Sun-Ways همکاری خواهد کرد. همچنین یک شرکت ایتالیایی قراردادی را برای شروع آزمایشی مشابه در ایتالیا امضا کرده است. گزارشها حاکی از آن است که کشورهای دیگری از جمله چین، هند، سنگاپور و هلند نیز به این طرح ابراز علاقه کردهاند. حتی نام کشورهایی مثل بلژیک، کانادا، مکزیک و ایالات متحده هم در لیست طرفهای مشتاق دیده میشود.
نکته جالب اینجاست که در حال حاضر، اپراتور ملی راهآهن سوئیس (SBB) تمام انرژی خود را از منابع تجدیدپذیر تأمین میکند و این پنلهای بین ریلی میتوانند ظرفیت مازادی برای شبکه برق سراسری فراهم کنند.
جزئیات فنی و نحوه عملکرد سیستم خورشیدی ریلی
نصب این پنلها در آوریل ۲۰۲۵ در نزدیکی روستای بوت (Buttes) در کانتون نوشاتل انجام شد. این طرح شامل ۴۸ ماژول فتوولتائیک (Photovoltaic) است که در طول ۱۰۰ متر ریل پراکنده شدهاند. هر پنل حدود ۲ متر طول دارد و توان خروجی آن در شرایط ایدهآل به ۳۸۰ وات میرسد. کل این سیستم ۱۰۰ متری میتواند حداکثر ۱۸ کیلووات برق تولید کند. تخمین زده میشود که این سامانه کوچک میتواند سالانه حدود ۱۶ هزار کیلووات ساعت (معادل ۱۶ مگاوات ساعت) الکتریسیته تولید کند. برخلاف پنلهای خورشیدی معمولی که با زاویه نصب میشوند، پنلهای Sun-Ways به صورت کاملاً تخت بین ریلها قرار میگیرند تا قطارها بتوانند به راحتی و با ایمنی عبور کنند.
یکی از نوآوریهای اصلی این شرکت، نحوه نصب و نگهداری آنهاست. یک ماشین ریلی مخصوص که توسط شرکت شویتزر (Scheuchzer) ساخته شده، پنلها را حمل و مستقر میکند و سپس آنها را به سیستم متصلی روی تراورسهای (Sleepers) ریل میبندد. این سیستم به گونهای طراحی شده که در صورت نیاز به تعمیر و نگهداری ریل، پنلها به سرعت جدا شوند. برای مثال، یک مجموعه سه پنلی به طول ۶ متر را میتوان تنها در ۱۰ دقیقه جدا کرد. همچنین برای تمیز نگه داشتن پنلها، ابتدا قرار بود از برسهای زیر قطار استفاده شود، اما آزمایشها نشان داد که جریان هوای ناشی از حرکت سریع قطارها به تنهایی برای جلوگیری از تجمع گرد و غبار کافی است. علاوه بر این، یک لایه پوشش ضد انعکاس (Anti-reflective) روی پنلها کشیده شده تا درخشش نور باعث مزاحمت برای رانندگان قطار نشود.
پتانسیل تولید انرژی و چالشهای پیش روی قطارهای خورشیدی
اگر بخواهیم مقیاس این پروژه را بزرگتر ببینیم، اعداد خیرهکننده هستند. Sun-Ways برآورد میکند که اگر این فناوری در تمام ۵۳۲۰ کیلومتر شبکه راهآهن سوئیس مستقر شود، میتواند سالانه حدود ۱ تراوات ساعت (TWh) برق تولید کند. این مقدار معادل تقریباً ۲ درصد از کل مصرف سالانه برق سوئیس است و میتواند نیاز حدود ۳۰۰ هزار خانوار را تأمین کند. در طول دوره آزمایشی، بیش از ۱۱ هزار قطار با سرعت حدود ۷۰ کیلومتر بر ساعت از روی این پنلها عبور کردهاند و سیستم به خوبی دوام آورده است. در حال حاضر این پنلها برای تحمل سرعت قطار تا ۱۵۰ کیلومتر بر ساعت طراحی شدهاند، که البته این موضوع میتواند یک محدودیت برای قطارهای تندرو (High-speed trains) در کشورهایی مثل فرانسه یا کره جنوبی باشد که سرعتشان بسیار بیشتر از این مقدار است.
موقعیت جغرافیایی و اقلیم نیز نقش مهمی در بازدهی این طرح دارد. سوئیس کشور کوهستانی و نسبتاً کمآفتابی است؛ بنابراین اگر این فناوری در مناطق آفتابیتر مثل ایتالیا یا جنوب فرانسه اجرا شود، میزان برق تولیدی به مراتب بیشتر خواهد بود. با این حال، هدف اصلی این است که از زیرساختهای موجود حداکثر استفاده را ببریم بدون اینکه به طبیعت آسیبی بزنیم. این رویکرد که به آن “تولید انرژی در محل مصرف یا در فضاهای مرده” میگویند، یکی از کلیدیترین استراتژیها برای گذار به انرژیهای پاک در کشورهای متراکم اروپایی و آسیایی است.
چرا استفاده از حریم راهآهن یک انتخاب هوشمندانه است؟
استفاده از حریم راهآهن برای نصب پنلهای خورشیدی، پاسخی به یکی از بزرگترین چالشهای انرژیهای تجدیدپذیر یعنی کمبود زمین است. در بسیاری از کشورها، تضاد شدیدی بین نیاز به زمین برای کشاورزی و نیاز به فضا برای نیروگاههای خورشیدی وجود دارد. شبکههای ریلی هزاران کیلومتر طول دارند و معمولاً در مسیرهایی کشیده شدهاند که از قبل زیرساختهای الکتریکی (مانند پستهای برق و خطوط انتقال) در نزدیکی آنها وجود دارد. این یعنی هزینه اتصال این نیروگاههای خطی به شبکه سراسری بسیار کمتر از احداث نیروگاه در نقاط دورافتاده است.
علاوه بر این، قرارگیری پنلها در بین ریلها مزایای زیستمحیطی پنهانی هم دارد. این فضاها معمولاً با مواد شیمیایی برای جلوگیری از رشد گیاهان سمپاشی میشوند؛ پوشاندن آنها با پنل میتواند نیاز به این سموم را کاهش داده و از فرسایش خاک زیر ریل نیز جلوگیری کند. از منظر پایداری، این یک بازی برد-برد برای محیط زیست و اقتصاد انرژی محسوب میشود.
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
مطالب مرتبط
