بسم الله الرحمن الرحيم
صندوق الكهرباء أو البلوم بوكس Bloom Box
أعظم إختراع توصل له الإنسان بعد مولد الكهرباء التقليدي ، مخترع هذا الصندوق الكهربائي هو شاب هندي الأصل ، وبهذا الأختراع الذي سيغير وجه العالم و ينقذه من مشكلة التلوث ليجعله عالما أنظف و أجمل ، فهو أساسا مبني على فكرة خلايا الوقود أو الطاقة وسيكون الإختراع الأعظم في تاريخ إنتاج الطاقة الكهربائية في العالم ، فهو يمثل التقنية الخضراء التي يسعى لها العالم للحفاظ على كوكبنا الأرض.
صندوق الكهرباء أو البلوم بوكس هذا سيكون بحجم الثلاجة الأعتيادية والذي يُمْكِنُ أَنْ يجهز ويُشغّلَ كافة أحتياجات البيت من الطاقة الكهربائية.
تعمل الطاقة المزهرة (البلوم) منذ ثماني سنوات حيث وصل التمويل فيها الآن إلى أكثر من 400 مليون دولار ، فصندوق الكهرباء هذا يعتبر من خلايا الوقود المنزلية التي تعمل على الأوكسجين زائداً الغاز الطبيعي أو الغاز الناتج من مواقع دفن النفايات أو الغاز الحيوي أَو حتى الطاقة الشمسية.
من مستخدمي صناديق الكهرباء الأوائل في العالم هي شركة كوكل Google حيث قامت بأستخدام أربعة صناديق لتجهيز مركز البيانات لديها بكامل أحتياجاته من الطاقة الكهربائية وهي تعمل على العاز الطبيعي ، ومن المستخدمين الآخرين شركة إي باي eBay حيث أستخدمت خمسة صناديق في سان خوزيه ، التي تَقُولُ أنه وُفّرتْ بذلك 100,000 دولار من كلفة الطاقة في تسعة شهور.
أساس طريقة عمل صندوق الكهرباء (البلوم بوكس).
في قلبِ صندوقِ البلوم توجد صفائح الأوكسيدِ الصلبةِ لخلايا الوقود ، و صحون خزفية مستوية مَع طلاء سري للوقّاية والتي تعتبرَ على نحو واسع مِن قِبل الخبراءِ بأنها سَتَكُونُ أحد أكثر الأنواعِ الكفوءةِ لخلايا الوقودِ.
أن صفيحة مفردة في صندوق البلوم (بلوم بوكس) يُمْكِنُها تُشغّيلَ مصباحَ كهربائي واحد ، ولكن مجموعة مِنْ 64 خلية يُمكنُها أَنْ تَكُونَ كبيرة بما فيه الكفاية لتَشْغيل بيت مثلا.
يغذى الأوكسجين والغاز الطبيعي إلى صندوقِ بلوم ويَمْرّانِ تحت درجةِ حرارة عالية فيحصل تفاعل كيمياوي في خلايا الوقودَ لإنْتاج الكهرباءِ ، حرارة ، ثاني أوكسيد الكاربون ، وماء.
الوقود يُمْكِنُ أَنْ يضخ مِنْ أنظمةِ الغاز الطبيعي أو غاز المجاري (الغاز العضوي -البايوغاز) المتوفر في مشاريع البلديات ، أَو كما هو في حالة إي باي eBay ، فقد جلب الغاز مِنْ مواقع دفن النفاياتِ الغنية بِالغاز الطبيعي.
فتقنية خليةِ الوقودِ الأوكسيدِ الصلبةِ هي أحد أكثر تقنياتِ خلايا الوقودِ جذّابية وستكون ذات فعالية رئيسية في محطات توليد الكهرباء الصغيرة و محطات الكهرباء البيتية الخضراءِ.
تكون خلايا الوقودِ في صناديق بلوم للطاقةِ مَصْبُوغة بالأحبارِ خاصة مُسَجَّل فيها براءة إختراعِ ، وهي خضراء اللون من جهة و سوداء اللون من الجهة الآخرى.
ففي الواقع فأن الشمس لا تُشرقُ على مدار الساعة بينما ينتج صندوق الكهرباء الطاقة الكهربائية بشكل مستمر وبشكل موثوق ، فخلايا الوقود هي من الأدواتَ التي تَجْمعُ وقود مثل الغاز الطبيعي ومؤكسد مثل الأوكسجينِ ويَدُورُ طاقتَهما الكيميائيةَ مباشرة إلى طاقة كهربائية.
يمكن أن يكون حجم صندوق البلوم المناسب للأستخدام المنزلي بحجم الثلاجة الصغيرة بينما يكون حجم صندوق البلوم الكبير (جمبو بلوم بوكس) والمصمم لتجهيز مئة بيت فأربعة منها يمكن أن تغذي 3,500 متر مربع من أبنية العمل و المكاتب.
أن أي صندوق بلوم سكني يُكلّفَ في الولايات المتّحدة حوالي 3,000 دولار ، أن صْنعُ مثل هذه الأشياءِ بسعر رخيص لَيس سهلا ، فأن سبب الثمن الباهضِ له جزئياً هو بسبب أنّ أنظمةِ خليةِ وقودِ البيتِية تبنى باليد وكذلك أن الطلبَ عليها منخفضَ ممَا لا يسَمحَ للمنتجين توفيرها بأسعار رخيصة ، خصوصا وأن البلاتين كان يدخل في مكونات خلايا الطاقة.
هل صندوق البلوم آمن وصلب وصامد؟
يرى البعض (من المتحفظين و الكلاسيكين) بأن هذا غير واضحُ فكَيفَ سيكون صندوقُ البلوم آمنُ ومتينُ ، وخلايا وقودِ الأوكسيدِ الصلبةِ يَجِبُ أَنْ تَشتغلَ في درجاتِ حرارة عاليةِ جداً ، وكنتيجة فأن الصناديق قد تَتصدّع أَو أن تُسرّب ، فصناديق البلوم عندما ستُصبحَ تَبنّى على نحو واسع ولتلائم متطلبات أصحابِ البيوت الذين من المفترض أنهم سَيَكُونونَ متشددين وعصبيينَ حول إسْتِبْدال ما متعودين عليه من تقنية قديمة موثوقة بالنسبة لهم بأخرى جديدة ، وخصوصا أنها بالنسبة لهم هي لم تختبر بما فيه الكفاية ، فالنظام سَيَحتاجُ إلى الإشتغّالَ لحوالي 85,000 ساعةَ أَي حوالي عشْرة سَنَوات حتى تثبت كفائتها فعليا.
هناك خلايا وقودِ تجاريةِ ، مثل الواحدِ المصنوعة من قبل UTC Power التي يدعون أنها يُمْكِنُ أَنْ تشتغلَ بشكل مستمر ولتلك المدةالطويلةِ.
فأنظمة خلايا الوقود والتي تكون فيها كلا من الكهرباء والحرارة المُوَلَّدة مستعملة يُمكنُ أَنْ تَكُونَ كفائتها 90 % أَو طاقةَ أكثرَ كفائةَ.
لم تصدر الجهة المتابعة لطاقة البلوم تفاصيلَ معيّنةَ حول كفاءةِ طاقةِ صندوقِ بلوم أَو أن تحدد الحرارة المنتجة بوحداتِها والتي يُمْكِنُ أَنْ تُستَغلَ.
لذا نَفترضُ بأنّ الكهرباء هي فقط الأداةُ المحسوسة ، وفي هذه الحالة فأن الكفاءة الكهربائية ستكون ما بين 45 % و 55 % ، وهذا الذي يَجْعلُ من صندوقَ البلوم حوالي 5 % إلى 10 % أكثرِ كفاءة مِنْ العنفة الغازيةِ الدوارة ذات الدورة المشتركةِ التقليديةِ (CCGT) conventional combined cycle gas turbine و المستخمة في محطات توليد الكهرباء الحديثة ، حيث تولد الطاقة الكهربائية على مرحلتين ، أولاً عن طريق العنفات الغازيةِ ، ثمّ عن طريق التوربيناتِ البخارِية ، والتي تستمد تَستغلُّ الحرارةِ الفائضةِ (من العادم) والتي نتجت من المرحلةِ الأولى.
هَلْ صندوق البلوم هو أرخص مِنْ الطاقة الشمسيِة؟
هذا جزءُ من سلسلة الطاقة المتجدّدةِ المُوَزَّعةِ ، ظَهرَ أصلاً في الولاياتِ المعتمدة على نفسِها بالطاقة - المصدر Institute for Local Self-Reliance's New Rules Project.
حضى صندوقُ البلوم الكثير مِنْ الإنتباهِ الإعلاميِ على كونه Plug-and-play لتوفير الكهرباءِ مِنْ خلايا الوقودِ.
فالصناديق البلوم ذات القدرة 100 كيلو واطَ تولد الـكهرباء مِنْ الغاز الطبيعي ذو أنبعاثات الكاربون الواطئة مِنْ تلك محطاتِ الكهرباء التقليدية الشغّالة بالغازِ الطبيعيةِ ،
وهي يُمْكِنُ أَنْ تُوصَل مباشرة إلى الشبكةِ بِجانب البناياتِ التجاريةِ والصناعية.
لكن هل سَيَعطي ذلك مفهوماً إقتصادياً لهذه خليةِ الوقودِ المُوَزَّعةِ و مُسَوَّقةِ بشكل جيدِ؟
مقَارنَة كلف التوليد
ثلاث ولاياتِ (نيويورك، كونيكتيكت، وهاواي) فقظ لَها أسعارُ كهرباءِ للبيع بالمفردِ للقطاع التجاري أعلى مِنْ السعر (14.7 سنت) لكهرباءِ صندوقِ البلوم ( التي تعمل بالغاز الطبيعي والذي هو بسعر 9 دولار لكلّ مليون بي تي يو).
مقَارنَة مع الخلايا الضوئية Solar photovoltaic (PV) في 5 دولار لكلّ واطِ ، يَعتمدُ.
يؤدي صندوق بلوم مقَارنَة حَسنة مع الخلايا الضوئية (إلـ بي في PV) خصوصاً في المناخ أقل شمسا ، في 5 دولار لكلّ واط وهو سعر تنافسي لتجهيز حسب المِقايسِ التجارية.
فالخلايا الضوئية في مدينتي فونكس ولوس أنجلس تُكلّفُ 12.3 سنت و 14.1 سنت لكلّ كيلو واط بالساعة على التوالي ، أما في مدينة نيويورك فهي تُكلّفُ 17.5 سنت ، وهناك ستّة مِنْ المناطقِ الحضريةِ الأكبرِ الـ 16 (ذات تواجد سكاني 36 مليون نسمة) لَها أسعارُ للطاقة الكهربائية الشمسيةُ بواسطة الخلايا الضوية هي أوطئ مِنْ سعرِ صندوقِ البلوم.
خلية الوقود لصندوقِ البلوم مقابل الخلايا الضوئية الشمسية في 5 دولار لكلّ واط ، فأن صندوق البلوم و الطاقة الشمسية يختلفان في أمر هام واحد ، فصندوق البلوم يُنتجُ الطاقة الكهربائية عند الطّلب وعلى مدار الساعة ، بينما الخلايا الضوئية الشمسية فهي تُنتجُ الكهرباءَ فقط أثنَاءَ سَاعَات النَّهَار وعند تواجد أشعة الشمس ، أو اللجوء إلى التخزين.
فعندما يُقارنُ صندوقَ بلوم مع محطة الكهرباء الشمسية بتَغيير سعةِ الخزنِ ، فصندوق البلوم يكون أكثرُ ربحية حتى في المناطقِ المشمسة ، وخصوصا في أيام الشتاء وحيث تطبق محطة الكهرباء خارج الشبكةَ الكهربائية.
إذا كان الهدفِ هو لمُعَادَلَة كهرباءِ الشبكةِ في ساعات الذروة فنظام الخلايا الضوئية يكون أكثر منطقية و عملية فهو يُنتجُ القوَّةً الكهربائية أثناء ساعات الذروةِ (عندما تكون أسعار الوحدات الكهربائية أعلى ما يكون) ، ويمكن تكبير قدرةِ الخزنِ لتَكُونُ كافيةَ لتغطية فترات الغيومِ ، بالإضافة إلى تَمديد إنتاجِ الكهرباء إلى فترة الذروة عصرا ولساعة متأخّرةِ للغالية.
ستتقلب كلفة عمليات التشغيل لصندوقِ البلوم حسب أسعار الوقود ، وهناك إنبعاثات كاربونِية أكثرِ حتى عند تشغيل خليةِ الوقودِ على الغاز الطبيعي مِنْ أستخدام الخلايا الضوية الشمسية التي نسبة الأنبعات فيها معدومة بالمرة (صفر).
صندوق الكهرباء أو البلوم بوكس Bloom Box
مهند الشيخلي ... muhannad alsheikhly
