صنعت گردشگری دریایی و کشتی‌های تفریحی به دلیل رشد چشمگیر خود در دهه‌های اخیر با چالش‌هایی نظیر افزایش هزینه‌های سوخت، تبعات محیط‌ زیستی و نیاز به بهره‌وری بیشتر انرژی روبه‌رو شده‌اند. این چالش‌ها در کنار افزایش آگاهی عمومی درباره تغییرات اقلیمی، موجب شده است استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، از جمله سیستم‌های خورشیدی، به یکی از راهکار‌های مهم برای پایداری این صنعت تبدیل شود.

به گزارش پارسی پرس به نقل از مانا پژوهش اخیر دانشمندان مرکز هوافضای آلمان (DLR) نشان می‌دهد نصب ماژول‌های خورشیدی در کشتی‌های تفریحی می‌تواند مصرف سوخت را کاهش دهد، بهره‌وری انرژی را افزایش دهد و از تبعات منفی محیط‌زیستی بکاهد. این گزارش به بررسی جزئیات این طرح و نتایج شبیه‌سازی‌های انجام‌شده می‌پردازد.

دانشمندان مرکز هوافضای آلمان سه رویکرد برای استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک (PV) در کشتی‌های تفریحی ارائه کردند. یکی از این رویکرد‌ها شامل نصب ماژول‌های خورشیدی روی بالکن کابین‌های کشتی است. در این طرح، دو پنل خورشیدی با توان ۲۵۰ وات و راندمان ۲۲ درصد روی هر بالکن نصب می‌شود: برای نمونه، در کشتی‌های کروز کلاس هلیوس، که دارای ۱۶۵۵ کابین بالکن هستند، می‌توان از این طرح بهره گرفت. نصب این سیستم در چنین کشتی‌هایی می‌تواند حداکثر توان خروجی ۸۲۷.۵ کیلووات را فراهم کند، که سهم بسزایی در تامین انرژی کشتی خواهد داشت.

دانشمندان برای ارزیابی کارایی این سیستم، عملکرد آن را در دو مسیر دریایی مختلف شبیه‌سازی کردند: در این مسیر، شرایط آب‌وهوایی آفتابی و تابش مناسب، امکان تولید ۳.۲ مگاوات ساعت برق در روز را فراهم کرد. در این شرایط، سیستم توانست به تولید ۳.۸ مگاوات ساعت برق در روز دست یابد. این نتایج نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری و عملکرد بالای سیستم خورشیدی در شرایط مختلف جغرافیایی است.

یکی از نکات کلیدی این طرح، استفاده از شبکه‌های جریان مستقیم (DC) به‌جای شبکه‌های جریان متناوب (AC) در کشتی‌های تفریحی است. انتقال به شبکه‌های DC نه‌تنها بهره‌وری انرژی را افزایش می‌دهد، بلکه امکان ادغام بهتر سیستم‌های خورشیدی و ذخیره‌سازی انرژی را نیز فراهم می‌کند. در این طرح، شبکه‌ای با ولتاژ ۳۵۰ ولت DC در هر عرشه پیشنهاد شده است.

برای اطمینان از جریان انرژی پایدار در شبکه DC، باتری‌های مناسبی نیز باید در کشتی نصب شوند. شبیه‌سازی‌ها نشان دادند که: در مسیر دریای کارائیب، ظرفیت باتری مورد نیاز ۱۶۱.۴ آمپر ساعت است. در مسیر نروژ و دانمارک، این ظرفیت به ۱۲۷.۵ آمپر ساعت کاهش یافت. این باتری‌ها به ژنراتور‌های کشتی، اعم از موتور‌های دیزلی یا پیل‌های سوختی، اجازه می‌دهند در نقطه عملیاتی بهینه خود فعالیت کنند.

استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند به میزان قابل توجهی نیاز به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و هزینه‌های عملیاتی کشتی‌ها را پایین بیاورد.

شبکه‌های DC و سیستم‌های خورشیدی با کاهش اتلاف انرژی، کارایی کلی کشتی را افزایش می‌دهند. تولید انرژی پاک از خورشید موجب کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و سایر آلودگی‌های محیط‌زیستی می‌شود. کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و بهینه‌سازی عملکرد انرژی کشتی‌ها به صرفه‌جویی اقتصادی منجر خواهد شد. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد سیستم خورشیدی در شرایط مختلف آب‌وهوایی عملکرد مطلوبی دارد.

با وجود مزایای متعدد، پیاده‌سازی سیستم‌های خورشیدی در کشتی‌های کروز با چالش‌هایی نیز روبه‌روست:

هزینه‌های اولیه نصب: هزینه نصب پنل‌های خورشیدی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی ممکن است بالا باشد.

محدودیت فضا: برای کشتی‌هایی که فضای بالکن محدودتری دارند، ادغام سیستم خورشیدی دشوارتر خواهد بود.

نیاز به نگهداری: برای اطمینان از عملکرد پایدار، سیستم‌ها به نگهداری و نظارت مستمر نیاز دارند.

پژوهش دانشمندان مرکز هوافضای آلمان نشان می‌دهد استفاده از سیستم‌های خورشیدی PV در کشتی‌های تفریحی می‌تواند انقلابی در صنعت گردشگری دریایی ایجاد کند. این سیستم‌ها علاوه بر کاهش مصرف سوخت و تبعات محیط‌زیستی، بهره‌وری انرژی کشتی‌ها را بهبود می‌بخشند.

به گزارش IE، ادغام ماژول‌های خورشیدی با شبکه‌های DC و استفاده از باتری‌های مناسب، راهکاری پایدار و اقتصادی برای کاهش هزینه‌ها و تامین انرژی پاک است. اگرچه اجرای این طرح چالش‌هایی به همراه دارد، اما مزایای بلندمدت آن برای صنعت دریایی و محیط‌زیست انکارناپذیر است. این رویکرد می‌تواند به الگویی برای سایر صنایع حمل‌ونقل تبدیل شود و نقش مهمی در دستیابی به اهداف پایداری جهانی ایفا کند.