THE UTILIZATION OF GREEN ENERGY IN GAZA-STRIP SCHOOLS FOR IMPROVED IEQ
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
إن الازدياد الحاد في الطلب على الطاقة له تأثيرات سلبية على النظام البيئي. أكدت الكثير من الدراسات أهمية تواجد مصادر طاقة متجددة للاستخدام في المرافق العامة والخاصة. تلعب المدارس دورا أساسياً في تعليم وتثقيف المجتمعات، وإذا ما تم تطبيق نظام طاقة متجدد فيها، سيساهم ذلك في نشر ثقافة هذه التكنولوجيا بطريقة سلسة من خلال رواد ومستخدمي المدارس. تعتبر أنظمة الخلايا الشمسية جيدة بما يكفي لتوليد طاقة نظيفة بالإضافة لكونها استثماراً في الجانبين البيئي والمالي. وقبل تطبيق أي نظام طاقة متجددة، يجب وضع خطة لترشيد استهلاك الطاقة لأقصى حد مع مراعاة جودة البيئة الداخلية، حيث أكدت العديد من الدراسات على العلاقة ما بين جودة البيئة الداخلية وصحة وانتاجية طلاب وشاغلي المدارس. تم إجراء هذه الدراسة في قطاع غزة ذات المناخ المعتدل إلى الحار صيفاً، والدافئ إلى البارد شتاءً. يعاني قطاع غزة من نقص في الوقود خلال العشر سنين السابقة، ويزداد الطلب سنوياً على الكهرباء بما نسبته 7 % علماً أن 63 % من مصادر الكهرباء والطاقة تزود من الاحتلال الإسرائيلي والتي من الممكن أن تمنع في أي وقت. يهدف هذا البحث إلى تطوير نموذج لمدرسة ذات كفاءة عالية من حيث استهلاك وإنتاج الطاقة مع مراعاة تحسين الجودة البيئية الداخلية، ويكون هذا النموذج مكتفي ذاتياً من إنتاج الطاقة اللازمة لتشغيل وأداء الوظيفة التعليمية وأيضاً توفير قدر من الطاقة لبيعها وتوزيعها من قبل شركة الكهرباء. ولتحقيق هذا الهدف تم اختيار نموذج تصميم متكرر والمعتمد بناؤه في قطاع غزة من قبل وزارة التربية والتعليم لتطويره من ناحية كفاءة استهلاك الطاقة وتحويله إلى مبنى مكتفي ذاتياً من خلال النمذجة والمحاكاة باستخدام وسائل الاستفادة من الطاقة المتجددة. خلصت الدراسة إلى أن استبدال نظام الإضاءة الحالي (T8 Flourescent) بنظام (LED) من نوع (CREE A19) مزودة بحساسات للإضاءة النهارية معيرة وفق درجات الإضاءة المطلوبة أدى إلى تخفيض استهلاك الطاقة الكهربائية من 16,000 kWh إلى 5600 kWh سنوياً، ما نسبته 65% مع ضمان التشغيل الأمثل والكامل للمدرسة. كذلك فإن الإبقاء على كل من مساحة النوافذ إلى الجدران (35.20% للنوافذ الخارجية، 14.70% للنوافذ الداخلية)، ونوع زجاج النوافذ (4 مم زجاج شفاف ذو طبقة واحدة)، والنظام الإنشائي للمبنى على حاله يضمن تحقيق الاستهلاك الأمثل للطاقة موازاةً مع جودة بيئية أفضل. تم إجراء دراسة تقنية ومالية كاملة لتوظيف الخلايا الشمسية في المدرسة على مرحلتين. في المرحلة الأولى، تم استخدام نظام منعزل ومرتبط بالشبكة مكون من 32 لوح شمسي فقط من أصل 256 لوح على كامل مساحة السطح من نوع "Suntech STP300S-20/ Wew" وذلك لتغطية احتياج المدرسة السنوي من الطاقة الكهربائية وإمداد الشبكة بفائض يقدر ب 11,380 kWh سنويا. تم تخفيض معدلات إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون حتى 12.9 tCO2 كبديل عن مصادر الوقود النفطية والمولدة في شركة الكهرباء الإسرائيلية. معدل عمر المشروع مقدر ب 25 سنة حيث أن تكلفة المشروع خلال تلك الفترة مقدرة ب 34,750 $ يمكن استردادها بعد 8.8 سنوات لتتحول إلى أرباح مقدرة ب 55,000 $ عند السنة الأخيرة. المرحلة الثانية تضمنت دراسة لتعبئة السطح بالألواح الشمسية على الحد الأقصى مع تجنب المساحات المظللة بهدف بيع الطاقة المولدة إلى شركة الكهرباء. بعد الحصول على الرسم البياني لمسار حركة الشمس في قطاع غزة، بلغ الحد الأقصى لعدد الألواح الشمسية الممكن تركيبها إلى 159 لوح، في حين أن مساحة السطح ازدادت لتتسع إلى ما يقارب 97 لوح إضافي في حال هدم بيوت الأدراج وتحويلها إلى أغطية مع مستوى سطح المدرسة، وبالتالي، الطاقة الاستيعابية للسطح بلغت 256 لوح. بدمج تكاليف وأرباح المرحلتين الأولى والثانية، بلغ إجمال التكاليف الأولية للمشروع إلى 141,550 $ في حين أنه يمكن استرداد المبلغ شاملا تكاليف التشغيل والصيانة السنوية بعد مضي سبع سنوات من عمر المشروع لتتحول الخسائر إلى أرباح تقدر ب 450,000 $ عند السنة الأخيرة من عمر المشروع.