كل ليلة يتم تجميد حوالي 74000 جالون (280،000 لتر) من المياه في مستشفى نورتون أودوبون في لويزفيل ، كنتاكي. اعتاد المستشفى على الحصول على جميع تكييف الهواء من نظام تقليدي موجود في معظم المباني الأمريكية ، ولكن الآن 27 دبابة من الجليد تحافظ على شبكة من أنابيب المياه الباردة مع الحفاظ على غرف العمليات في درجات حرارة آمنة والمرضى مريحة.
تتم إضافة هذا النوع من تخزين الطاقة الحرارية ، والمعروف أيضًا باسم بطاريات الجليد ، إلى المباني في الولايات المتحدة لقدرتها على توفير الهواء البارد دون إطلاق انبعاثات دافئة الكوكب. هذه الأنظمة تقطع استخدام الكهرباء وتقلل من الضغط على الشبكة. مع ارتفاع درجات الحرارة والطلب المتزايد على الكهرباء في الولايات المتحدة ، يوفر تخزين الطاقة الحرارية للجليد خيارًا مستدامًا لمباني التبريد.
تقول Trane Technologies ، وهي شركة تصنع معدات التدفئة والتبريد ، إنها شهدت طلبًا متزايدًا على هذه التكنولوجيا على مدار السنوات القليلة الماضية. تستخدم بطارياتها الجليدية في الغالب في المدارس وكذلك المباني التجارية والحكومية. تقوم شركة Nostromo Energy ، وهي شركة أخرى تصنع بطاريات ICE ، متابعة العملاء بين مراكز البيانات المكثفة للطاقة والتي لديها متطلبات تبريد عالية. تم صنع أنظمة أصغر أيضًا للمنازل من قبل شركات مثل Ice Energy.
دبابات الجليد ذوبان الجليد لإنشاء تكييف الهواء
تختلف تقنية تخزين الطاقة الحرارية الجليدية بين الشركات المصنعة ، ولكن كل منها يتبع مفهومًا مشابهًا: في الليل عندما تكون الكهرباء من الشبكة أرخصها ، يتم تجميد المياه إلى الجليد الذي يذوب في اليوم التالي لتبريد المبنى. يهدأ الثلج ماء يدور عبر الأنابيب في المبنى ، ويمتص الحرارة من الغرف ويخلق تأثير تبريد. ثم يتم دفع الهواء المبرد بواسطة النظام من خلال الفتحات.
يستخدم مستشفى Norton Audubon نظام بطارية Trane Ice. وقال تران إن بطارياتها الجليدية تستخدم غالبًا إلى جانب تكييف الهواء التقليدي ، ويستخدم التبريد القائم على الجليد لخفض تكاليف الطاقة خلال أوقات الطلب الذروة. عادةً ما يتم ترك مكونات AC التقليدية في مكانها أو تقليصها عند إضافة بطاريات الجليد.
لا يتطلب الجليد المخزن طاقة للذوبان ، مما يقلل من الضغط على الشبكة ويقلل من استخدام الكهرباء في المبنى ، مما يقلل من الفواتير الشهرية في النهاية.
وقال تيد تيفاني ، كبير الرائدين التقنيين في تحالف إلغاء الكربون: “تخزين الطاقة لمزيد من الاستخدامات هو المكان الذي نذهب إليه مع مستقبل الشبكة”. وقال إن الوصول إلى تكييف الهواء هو حاجة كبيرة للصحة العامة تتفاقم من قبل كوكب الاحترار ، والبطاريات الجليدية هي وسيلة مستدامة لمعالجة المخاطر الصحية المرتبطة بالحرارة الشديدة.
كانت تكاليف الطاقة في Norton Audubon أقل 278،000 دولار للعام الأول ، حيث كان نظام بطارية الجليد قيد التشغيل بعد تثبيته عام 2018. ويقدر المستشفى أن النظام وغيره من التدابير الموفرة للطاقة قد وفرت ما يقرب من 4 ملايين دولار منذ عام 2016.
وقال أنتوني ماثيس ، المدير التنفيذي للرعاية الصحية في نورتون الذي يشرف على الاستدامة: “كانت التكنولوجيا رائعة بالنسبة لنا”. وقال إنه يتلقى استفسارات من مشغلي المباني الآخرين حول التكنولوجيا ويعتقد أن المزيد من المرافق سوف تبنيها مع نمو الوعي.
استخدام الجليد لتلبية متطلبات الطاقة المتزايدة
يقول الخبراء في الطاقة المستدامة إن تخزين الطاقة الحرارية للجليد هو من بين الخيارات التي يمكن أن تستخدمها المباني التجارية لتقليل الطلب على الكهرباء أو تخزين الطاقة الزائدة. تستخدم بعض المباني التجارية بطاريات الليثيوم ، والتي يمكن أن تخزن الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح الزائدة المتوفرة بشكل متقطع.
وقال داستن مولفاني ، أستاذ الدراسات البيئية بجامعة ولاية سان خوسيه ، إن بطاريات الجليد هي خيار معقول لإعدادات الرعاية الصحية والمنازل العليا لأن بطاريات الليثيوم يمكن أن تشكل مخاطر حريق.
ترى الشركات المصنعة أيضًا فرصًا في مراكز البيانات ، والتي تتزايد عددها لدعم الذكاء الاصطناعي ولديها احتياجات عالية الطاقة والتبريد. وجد تقرير صادر عن وزارة الطاقة أن مراكز البيانات تستهلك أكثر من 4 ٪ من الكهرباء في البلاد في عام 2023 ، وقد ينمو هذا العدد إلى 12 ٪ بحلول عام 2028.
وقال يورام آشري ، الرئيس التنفيذي لشركة Nostromo Energy: “مراكز البيانات متعطشين للغاية للطاقة وحوالي 30 ٪ إلى 40 ٪ من استخدامها للطاقة مخصصة للتبريد … هذا هو المكان الذي يمكن أن يساعد فيه حل مثلنا حقًا”.
قالت Nostromo Energy إنها تناقش صفقات لتثبيت أنظمتها مع العديد من مشغلي مركز البيانات الكبير ، لكنها رفضت تقديم مزيد من التفاصيل. تُستخدم تقنية بطارية الجليد أيضًا في فندق بيفرلي هيلز في كاليفورنيا.
تعد كاليفورنيا حاليًا أكبر سوق لهذه التكنولوجيا لأن الشبكة هناك تستخدم الكثير من الطاقة الشمسية خلال اليوم ولكنها تتحول إلى مصادر الطاقة الملوثة مثل الغاز الطبيعي بعد غروب الشمس. يمكن استخدام بطاريات الجليد لتكييف الهواء في وقت متأخر بعد الظهر والمساء بدلاً من الرسم من الشبكة.
وقال جو رااش ، كبير مسؤولي العمليات في ICE Energy ، وهي شركة أخرى لتخزين الطاقة الحرارية: “الكثير من المرافق مهتمة حقًا بهذا النوع من تقنيات تغيير الحمل”. وقال إن الصيف عادة ما يكون أغلى وقت للمرافق للعمل بسبب الطلب على تكييف الهواء.
وقال راش: “إنها تقنية رائعة حقًا تحتاجها الشبكة حقًا لأن الكثير من الحمل الكهربائي المستقبلي مدفوع بالتبريد”.
___
تتلقى مناخ أسوشيتد برس والتغطية البيئية الدعم المالي من العديد من المؤسسات الخاصة. AP هو الوحيد المسؤول عن جميع المحتوى. ابحث عن معايير AP للعمل مع الأعمال الخيرية ، وقائمة من المؤيدين ومناطق التغطية الممولة في AP.ORG.