Douglas Cliff / shutterstock

Mnamo Juni 12 mwaka huu, kituo cha mwisho cha umeme cha makaa ya mawe cha Uingereza kilichosalia kiliamshwa kutoka kwa usingizi wa siku 46 ili kukidhi mahitaji ya umeme wa kuendesha vitengo vya viyoyozi.

Hizi zilikuwa hali adimu kama hali ya hewa ya joto nchini kote pamoja na upepo mdogo, kituo cha nguvu za nyuklia chini ya matengenezo na kiunganishi mbovu cha umeme na Norway. Lakini hali ya hewa itazidi kuwa joto zaidi, na tukio hilo limetoa mwanga juu ya jukumu muhimu ambalo mifumo ya jua ya paa inapaswa kutekeleza katika mfumo wetu wa nishati wa siku zijazo.

Upuuzi wa kutumia makaa ya mawe kwa viyoyozi vya nguvu wakati wa majira ya joto ya Uingereza ni vigumu kukosa. Hii ni kwa sababu mifumo ya jua ya paa iko katika nafasi ya kipekee ili kukidhi mahitaji haya kwani halijoto ya juu ya kiangazi huambatana na mwanga mwingi wa jua. Wanaweza pia kusaidia kuweka kivuli kwenye majengo, kupunguza mahitaji ya kupoeza na kupunguza matumizi ya nishati.

Mahitaji ya kupoeza sio tu kwa hali ya hewa na inaweza kuhusisha michakato mingine mingi ya nishati katika nyumba, maduka makubwa, ofisi, hospitali, viwanda na kadhalika. Juu na chini nchini, motors zinaendesha compressors ambazo hutumiwa kwa friji za baridi, friji, vituo vya data, viwanda vya usindikaji wa chakula, vipozezi vya maji, kati ya wengine wengi.

Kifaa hiki kitafanya kazi kwa nguvu zaidi kadiri halijoto ya hewa inavyoongezeka. Kulingana na Uingereza makadirio ya serikali, mahitaji ya kilele cha kupoa wakati wa wimbi la joto inaweza kuwa mara mbili ya siku ya wastani ya kiangazi.

Faida za kupoeza kwa paneli za jua za paa

Sola ya paa pia inaweza kupunguza mahitaji ya kupoeza kwa kuweka majengo kwenye kivuli. A kujifunza iliyofanywa na Chuo Kikuu cha Jimbo la Arizona iligundua kuwa hata kundi la kawaida la paneli za jua zinazoweka kivuli karibu nusu ya paa zinaweza kusababisha kupunguzwa kwa 2% hadi 13% kwa mahitaji ya kupoeza, kulingana na mambo kama vile eneo, aina ya paa na viwango vya insulation.

Ingawa jua la paa linawekwa haraka kuliko hapo awali nchini Uingereza, bado haitumiki sana na ni takriban moja kati ya majengo 30. Uchoraji wa ramani wa hivi karibuni wa 3D wa miji na miji mizima unamaanisha kuwa imewezekana kukadiria uwezo kwa usahihi zaidi. Zana kama vile Maarifa ya Mazingira ya Google kuchanganua picha za setilaiti sio tu kuona ni moduli ngapi zinaweza kusakinishwa katika anga za jiji letu, lakini ni wapi zinafaa kusakinishwa ili kupunguza utiaji kivuli na kuzalisha umeme mwingi.

Fikiria uwezekano wa Nottingham na Coventry, majiji mawili katika Midlands ya Uingereza ambako tunafanya kazi. Iwapo Nottingham ingeongeza uwezo wake wa paa, paneli hizo zote zingeweza kuzalisha karibu megawati 500 (MW) za umeme, sawa na mtambo wa ukubwa wa kati wa gesi. Coventry ina uwezo mkubwa zaidi, ikiwa na 700MW. Uwezo huu ungekuwa sawa na karibu theluthi moja ya mahitaji ya umeme ya Nottingham na karibu nusu ya Coventry - kutoka kwa paa zao pekee.

Huku sayari ikishuhudia halijoto yake ya joto zaidi ndani karibu na miaka 120,000, kuweka majengo yakiwa ya baridi itakuwa muhimu. Kwa sasa, mahitaji ya baridi yanaendeshwa zaidi na majengo yasiyo ya ndani, lakini makadirio zinaonyesha kuwa kufikia mwisho wa karne karibu 80% wanaweza kutoka majumbani.

Hili hufanya mambo kuwa magumu, kwani viyoyozi vya nyumbani hutumika sana nyakati za jioni watu wanaporudi baada ya kazi au shuleni - si wakati wa mchana jua linapowaka. Watafiti nchini Australia wamependekeza a suluhisho la busara ili kushughulikia usawa huu kwa kupanga vitengo vya viyoyozi kufanya kazi sanjari na mifumo ya jua hadi majengo ya baridi kabla ya watu kufika nyumbani.

Katika kukabiliana na changamoto za mabadiliko ya hali ya hewa, jukumu muhimu la mifumo ya jua katika kushughulikia mahitaji ya baridi ya majira ya joto na kuimarisha ustahimilivu wa hali ya hewa inakuwa dhahiri zaidi. Ingawa utegemezi usio wa kawaida wa nishati ya makaa ya mawe kwa ajili ya kiyoyozi ulisisitiza udharura huu mwezi Juni, uchunguzi wa kuvutia uliibuka mwezi uliofuata: licha ya Julai kuwa baridi, mawingu na mvua, paneli za jua bado zilichangia karibu 8% ya mahitaji ya umeme ya Uingereza. Hii ilipita thamani ya Julai 2022, licha ya halijoto iliyovunja rekodi katika majira ya joto.

Nini kilikuwa kimetokea? Ingawa uzalishaji wa paneli za miale ya jua ulikuwa chini kwa 7% mwezi huu wa Julai, mahitaji ya jumla ya umeme yalipungua kwa 15%, kwa sehemu kutokana na mahitaji ya kupoa yaliyopungua kwa kiasi kikubwa. Uhusiano kati ya hizo mbili uko wazi sana.

Kuhusu Mwandishi

Tom Rogers, Mhadhiri Mwandamizi wa Uhandisi wa Nishati Endelevu, Chuo Kikuu cha Nottingham Trent; Amin Al-Habaibeh, Profesa wa Mifumo ya Uhandisi Akili, Chuo Kikuu cha Nottingham Trent; Angelines Donastorg Sosa, Mhadhiri Msaidizi katika Usimamizi wa Nishati Mbadala na Nishati, Chuo Kikuu cha Coventry, na Vahid Vahidinasab, Profesa Mshiriki wa Mifumo ya Nishati na Nishati, Chuo Kikuu cha Nottingham Trent

Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.