تعتبر توليد وتخزين الطاقة من الأمور التي يجب أن تكون مستدامة وفي ذات الوقت بسيطة من حيث البنية. في براوت فيليدج، يتم إعطاء الأولوية للتركيبة التالية من معدات الطاقة.
أولاً، تعتبر البطاريات الرئيسية هي بطاريات الماغنسيوم، التي طوّرها البروفيسور تاكاو يابي من جامعة طوكيو للتكنولوجيا. تستخدم هذه البطاريات ألواح الماغنسيوم الرفيعة كعنصر تخزين يمكن حمله. يتم استخراج الكهرباء من خلال غمر المواد الكربونية في المحلول الملحي مع الماغنسيوم كقطب سالب. تمتاز هذه البطاريات بقدرتها على تخزين الطاقة بزيادة تصل إلى 8.5 مرات مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في الهواتف الذكية، وأيضاً بأن مخاطر الاشتعال أقل مقارنة بالوقود الهيدروجيني. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للطائرات بدون طيار الطيران بها لمدة ساعتين بدلاً من 30 دقيقة فقط، ويمكن لعربات الغولف العمل بها لنفس الفترة. الماغنسيوم متوفر بكميات ضخمة في مياه البحر، يصل إلى حوالي 1800 تريليون طن، وهو ما يعادل 10 آلاف سنة من استهلاك النفط سنويًا. لذا فإن احتمالية نفاده منخفضة للغاية، وهو متاح في جميع أنحاء العالم. يمكن أيضاً إعادة استخدام الماغنسيوم بعد انتهاء عمر البطارية عن طريق تسخين أكسيد الماغنسيوم لأكثر من 1000 درجة مئوية. البروفيسور يابي طوّر أيضاً جهازًا لجمع ضوء الشمس باستخدام المرايا وتحويله إلى شعاع ليزر لضبط أكسيد الماغنسيوم لفصل الأوكسجين وإعادة الماغنسيوم، وكذلك جهاز لتحلية مياه البحر لاستخراج الماغنسيوم والملح.
البطاريات المستخدمة في التجارب كانت بحجم 16.3 سم عرضًا، 23.7 سم عمقًا، 9.7 سم ارتفاعًا، ووزنها حوالي 2 كجم بعد ملئها بالماء، وتبلغ قدرتها القصوى 250 واط. يمكنها تشغيل ثلاجة بحجم 450 لتر بقدرة 250 واط لمدة ساعة. وعند توصيل 5 أو 10 منها، يمكن تزويد الأجهزة التي تحتاج إلى طاقة أكبر. السيارة المزودة ببطارية ماغنسيوم تزن 16 كجم يمكنها السفر لمسافة 500 كم. عند تحلية مياه البحر، يتبقى الملح والماغنسيوم (كلوريد الماغنسيوم) الذي يمكن تحويله إلى ماغنسيوم بواسطة شعاع الليزر. يتواجد الماغنسيوم بكميات وفيرة أيضًا في رمال الصحراء. يتم الحصول على 13 كجم من الماغنسيوم من 10 أطنان من مياه البحر، وهو ما يعادل استهلاك الطاقة لعائلة نموذجية لمدة شهر.
باستخدام هذه البطاريات كمصدر رئيسي للطاقة، يمكن إنتاج بطاريات الماغنسيوم من مياه البحر حول العالم، مما يقلل من القلق بشأن النفاد ويتيح تخزينها ونقلها، وبالتالي توفير الكهرباء حتى في المناطق النائية ذات الظروف الصعبة.
تحتاج أجهزة تحلية المياه لإنتاج الماغنسيوم إلى الطاقة الكهربائية. لذلك، يتم توليد الطاقة عن طريق إنشاء محطات توليد الطاقة الصغيرة على الأنهار والجداول في جميع أنحاء العالم. يعتمد مقدار الطاقة المولدة على الفرق في الارتفاع وكمية المياه، ولكن في اليابان، على سبيل المثال، يمكن لتوربين واحد في محطة توليد الطاقة من المياه الجارية في إيتوشيرو بانبا في محافظة غيفو توليد طاقة تصل إلى 125 كيلوواط تكفي لحوالي 150 أسرة، بفرق ارتفاع قدره 111 متر.
بالإضافة إلى توليد الطاقة المائية الصغيرة، يتم استخدام توليد الطاقة من المد والجزر في البحر والأنهار. نظرًا لأن أمواج البحر تتحرك دائمًا، فإن توليد الطاقة من المد والجزر يوفر كهرباء بشكل مستمر على مدار اليوم والليل، ويتميز ببنية بسيطة لا تحتاج إلى معدات كبيرة.
عند إضافة الطاقة الناتجة عن توربينات الرياح الصغيرة والمتوسطة الحجم، تزداد الطاقة المولدة عندما تهب الرياح. تم تطوير أنواع مختلفة من توربينات الرياح، ويمكن لتوربينات الرياح ذات المحور العمودي أن تدور في جميع الاتجاهات، مما يجعلها قادرة على التعامل مع الرياح من جميع الاتجاهات. في براوت فيليدج، يتم إنشاء معدات الطاقة الصغيرة والمتوسطة في كل منطقة لتكون البلديات قادرة على التصنيع والإدارة، مما يعزز توليد الطاقة الموزعة ويجعل الطاقة الكبيرة لتوربينات الرياح ليست الأولوية القصوى.
0 コメント