دیوارهای شهرها در آستانه تبدیل شدن به نیروگاههای عمودی هستند؛ مطالعات جدید نشان میدهد نمای ساختمانها با فناوری فتوولتائیک یکپارچه میتوانند سالانه ۷۳۲.۵ تراوات ساعت برق تولید کنند و نیاز انرژی را ۸.۱ درصد کاهش دهند. پیشبینی میشود بازار جهانی این فناوری تا سال ۲۰۳۲ به ۱۰۰ میلیارد دلار برسد.
به گزارش پایگاه خبری بهره ورنیوز به نقل از ایمنا، برای سالهای متمادی، شهروندان و مدیران شهری تنها یک تصویر از انرژی خورشیدی در ذهن داشتند؛ پنلهایی تخت و خاکستری که روی پشتبام خانهها یا در حومه شهرها گسترده شدهاند، اما اکنون با انبوهتر شدن بافت کلانشهرها و کاهش شدید زمینهای خالی، این پرسش اساسی برای برنامهریزان شهری مطرح شده است که اگر پشتبامها کافی نیستند، از کجا میتوان انرژی گرفت؟ پاسخ این سوال دیوارهای بلند شهر است. عصر «نیروگاههای عمودی» فرا رسیده و این بار، مخاطب اصلی آن، شهروندی است که در یک آپارتمان شلوغ شهری زندگی میکند.
پژوهشگران چینی در مطالعهای که در مجله Nature Climate Change منتشر شده، به این پرسش بنیادین پاسخ دادهاند. آنها با بررسی نمای ساختمانها در شهرهای سراسر جهان دریافتهاند که نصب سامانههای فتوولتائیک یکپارچه با نما (FIPV) میتواند سالانه ۷۳۲.۵ تراوات ساعت برق تولید کند؛ رقمی که میتواند نیاز برق دهها میلیون شهروند را تأمین کند، با این حال برای یک شهروند ساکن یک ساختمان بلندمرتبه، خبر مهمتر این است که همین نماهای خورشیدی، ۸.۱ درصد از نیاز سرمایشی ساختمان را نیز کاهش میدهند. یعنی در روزهای گرم تابستان، نمای ساختمان نهتنها برق مصرفی کولر را تولید میکند، بلکه با ایجاد سایه، خود مانع گرم شدن بیشازحد فضاهای داخلی میشود.
فناوری دوسویه: چگونه یک دیوار از پشتبام بهتر کار میکند؟
شاید برای یک شهروند عادی این پرسش پیش بیاید که مگر میشود یک دیوار عمودی، انرژی بیشتری از یک پشتبام آفتابگیر تولید کند؟ پاسخ در فناوری به نام «ماژولهای دوسویه» نهفته است. برخلاف پنلهای سنتی که تنها از یک طرف نور میگیرند، این ماژولها از هر دو طرف نور را جذب میکنند.
وقتی روی نمای شرقی-غربی یک ساختمان نصب میشوند، نور آفتاب صبح را از سمت شرق و نور عصر را از سمت غرب دریافت میکنند. نتیجه برای شهروندان و شبکه برق شهری بسیار ارزشمند است؛ تولید انرژی در ساعات اوج مصرف صبح و عصر، نه فقط هنگام ظهر. این ویژگی در شهرهای برفخیز نیز به کار میآید، زیرا پنلهای عمودی برف را روی خود نگه نمیدارند و برخلاف پنلهای پشتبامی، در روزهای برفی نیز از کار نمیافتند.
برلین، الگویی برای شهروندان اروپایی
در قلب برلین، شهروندان آلمانی میتوانند با چشم خود ببینند که یک نمای خورشیدی چگونه کار میکند. موسسه هلمهولتز، یک «آزمایشگاه زنده» را روی یکی از ساختمانهای خود راهاندازی کرده و یک نمای معمولی را با پوستهای از شیشههای فتوولتائیک پوشانده است.
نکته مهم برای شهروندان و معماران شهری این است که این نما از نظر ظاهری هیچ تفاوتی با یک نمای مدرن معمولی ندارد. این یعنی میتوان بدون فدا کردن زیبایی ساختمان، به یک نیروگاه کوچک شهری دست پیدا کرد. شرکت آلمانی IBC Solar نیز محصولی به نام «وال فیکس» را عرضه کرده است که به هر ساختمان مسکونی یا تجاری اجازه میدهد بدون نیاز به تغییرات اساسی، دیوارهای خود را به نیروگاه تبدیل کند.
پافوس، قبرس: نیروگاهی در پوشش یک مرکز خرید
شهروندان شهر پافوس در قبرس بهزودی شاهد تحولی شگرف در یکی از ساختمانهای آشنا خواهند بود. سینماهای سابق ریو، در حال تبدیل شدن به «مرکز تجاری ریو» هستند، اما مهمترین بخش این بازسازی، برای ساکنان و کسبه شهر، نمای آن است. بیش از ۸۰۰ متر مربع از شیشههای این ساختمان با فناوری خورشیدی شفاف جایگزین میشود.
این شیشهها از دور شبیه یک نمای عادی هستند، اما سالانه ۱۳۹ مگاوات ساعت برق تولید میکنند. برای یک شهروند عادی، این تغییرات یعنی فروشگاهی که در آن خرید میکند، بخشی از برق مورد نیاز خود را از دیوارهای همان ساختمان تأمین میکند. مدیرعامل شرکت سازنده، این پروژه را نقطه عطفی میداند که به شهروندان نشان میدهد فناوری BIPV دیگر یک رویا نیست، بلکه یک گزینه تجاری در دسترس است.
سنگاپور: شهری که دیوارهایش نفس میکشند و انرژی تولید میکنند
برای شهروندان سنگاپور که با گرمای دائم و رطوبت بالا دستوپنجه نرم میکنند، مشکل تنها کمبود زمین برای پنلهای خورشیدی نیست؛ بلکه «جزایر گرمایی شهری» است. راهحل محققان دانشگاه ملی سنگاپور که برای هر شهروند گرمسیری جذاب به نظر میرسد، تلفیق پنلهای خورشیدی با دیوارهای سبز عمودی است. در این سیستم که Agri-PV نام دارد، گیاهان کنار پنلها رشد میکنند.
دادههای اکتبر ۲۰۲۴ نشان میدهد که این ترکیب، دمای سطح پنلها را ۰.۴ درجه و مهمتر از آن، دمای دیوار داخلی ساختمان را ۲.۵ درجه سردتر از یک نمای بتنی معمولی نگه میدارد. برای یک شهروند سنگاپوری، این یعنی آپارتمانی خنکتر، قبض برق کمتر و هوای پاکتر، بدون اینکه حتی متوجه باشد دیوار بیرونی خانهاش در حال تولید برق است.
سیدنی: برجی ۳۹ طبقه که شهروندان را صاحب نیروگاه میکند
در سواحل استرالیا، شهروندان سیدنی در انتظار افتتاح برجی هستند که قرار است مفهوم «زندگی شهری پایدار» را بازتعریف کند. برج ۳۹ طبقه آتلاسین که تا سال ۲۰۲۷ به بهرهبرداری میرسد، از نظر معماری ترکیبی از چوب و فولاد است، اما برای یک شهروند عادی، مهمترین بخش آن ۱۷۹۴ شیشه خورشیدی است که بهعنوان تیغههای سایهبان روی نما نصب شده است.
این شیشهها با توان ۲۴۷ کیلووات پیک، انرژی بخش قابلتوجهی از ساختمان را تأمین میکنند. برنامهریزان شهری سیدنی امیدوارند که این برج به الگویی برای سایر آسمانخراشهای شهر تبدیل شود و نشان دهد که حتی در متراکمترین نقاط شهری نیز میتوان بدون اشغال زمین اضافی، انرژی تجدیدپذیر تولید کرد.
چین: فناوری جدید در خدمت ساختمانهای بلند
شهروندان شهرهای بزرگ چین نیز از این تحول بیبهره نماندهاند. شرکت لانگی بهعنوان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فناوری خورشیدی جهان، نسل جدید محصولات BIPV خود را با نام «روف ۴.۰» و با استفاده از سلولهای پیشرفته HPBC روانه بازار کرده است.
بازدهی ۲۲.۶ درصدی این محصول، برای مالکان ساختمانهای تجاری و صنعتی بهمعنای بازگشت سرمایه سریعتر است. در کنار آن، پژوهشگران چینی در حال مطالعه روی «نمای دوپوسته خورشیدی» هستند که میتواند دمای داخلی ساختمان را در زمستان بهطور طبیعی تا ۳.۷ درجه افزایش دهد. برای یک شهروند چینی که در یک ساختمان بلند زندگی میکند، این یعنی کاهش وابستگی به سیستمهای گرمایشی و کاهش قبض انرژی.
افق پیشِرو: بازاری که زندگی شهری را دگرگون میکند
مقرونبهصرفه بودن طرحهای حاضر، مهمترین پرسش برای یک شهروند عادی یا یک مدیر شهری. پیشبینیهای اقتصادی نشان میدهد بازار جهانی فتوولتائیکهای یکپارچه با ساختمان که در سال ۲۰۲۵ حدود ۲۵ میلیارد دلار ارزش داشت، با نرخ رشد سالانه بیش از ۲۱ درصد تا سال ۲۰۳۲ به نزدیک ۱۰۰ میلیارد دلار خواهد رسید.
منطقه آسیا-اقیانوسیه در حال حاضر بزرگترین بازار این فناوری است و شهرهایی همچون وین (با طرح یارانه ۷ میلیون یورویی) و برلین (با پروژههای استانداردسازی اروپایی) در تلاشند تا این تکنولوژی را برای همه شهروندان و سازندگان ساختمان در دسترس و مقرونبهصرفه کنند.
از نگاه یک شهروند عادی، آینده شهرها نهتنها هوشمندتر، بلکه «زندهتر» خواهد بود. دیوارها دیگر تنها جداکننده فضاهای خصوصی از عمومی نیستند؛ آنها سایه میاندازند، برق تولید میکنند، هوا را خنک میکنند و حتی در بعضی نمونهها، گیاه پرورش میدهند. مطالعه Nature Climate Change «چرایی» این تحول را با رقم ۷۳۲.۵ تراوات ساعت پتانسیل خفته در دیوارهای شهرها نشان داد.
پروژههای زنده برلین، پافوس، سنگاپور و سیدنی «چگونگی» تحقق آن را به تصویر کشیدند. برای کسی که در یک آپارتمان شهری زندگی میکند، شاید مهمترین خبر این باشد که دیگر لازم نیست برای استفاده از انرژی خورشیدی، یک خانه ویلایی با پشتبام بزرگ داشت. شهر آینده، هر دیوارش یک نیروگاه کوچک است و هر شهروند، بدون آن که بداند، روی منبع عظیم انرژی نشسته است.