النحاس في الطاقة المتجددة

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

أصبحت مصادر الطاقة المتجددة ، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وطاقة المد والجزر والطاقة الكهرومائية وطاقة الكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية ، قطاعات مهمة في سوق الطاقة . [ 1 ] [ 2 ] وقد حفز النمو السريع لهذه المصادر في القرن الحادي والعشرين ارتفاع تكاليف الوقود الأحفوري وتأثيره البيئي ، مما أدى إلى اقتراح التخلص التدريجي من استخدام الوقود الأحفوري .

أسلاك نحاسية لإعادة التدوير

يلعب النحاس دورًا هامًا في أنظمة الطاقة المتجددة هذه ، [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] وخاصةً في الكابلات والأنابيب. ويبلغ متوسط ​​استخدام النحاس في أنظمة الطاقة المتجددة خمسة أضعاف استخدامه في توليد الطاقة التقليدية، مثل محطات الوقود الأحفوري والطاقة النووية . [ 8 ] ونظرًا لأن النحاس موصل حراري وكهربائي ممتاز بين المعادن الهندسية (يأتي في المرتبة الثانية بعد الفضة)، [ 9 ] فإن الأنظمة الكهربائية التي تستخدم النحاس تولد وتنقل الطاقة بكفاءة عالية وبأقل تأثير على البيئة.

عند اختيار الموصلات الكهربائية، يوازن مخططو المنشآت والمهندسون بين تكاليف الاستثمار الرأسمالي للمواد والوفورات التشغيلية الناتجة عن كفاءتها في استهلاك الطاقة الكهربائية على مدار عمرها الافتراضي، بالإضافة إلى تكاليف الصيانة. غالبًا ما يكون النحاس خيارًا جيدًا في هذه الحسابات. يُعرف عامل "كثافة استخدام النحاس" بأنه مقياس لكمية النحاس اللازمة لتركيب ميغاواط واحد من قدرة توليد الطاقة الجديدة.

عند التخطيط لمحطة طاقة متجددة جديدة، يسعى المهندسون ومختصو تحديد مواصفات المنتجات إلى تجنب نقص إمدادات مواد محددة. ووفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، فقد زادت احتياطيات النحاس الجوفية بأكثر من 700% منذ عام 1950، من حوالي 100 مليون طن إلى 720 مليون طن في عام 2017، على الرغم من أن الاستهلاك العالمي للنحاس المكرر قد تضاعف أكثر من ثلاث مرات خلال الخمسين عامًا الماضية. [ 10 ] وتشير التقديرات إلى أن موارد النحاس تتجاوز 5 مليارات طن. [ 11 ] [ 12 ]

ومما يعزز إمدادات النحاس المستخرج، أن أكثر من 30% من النحاس المستخدم في عمليات الاستخراج بين عامي 2007 و2017 كان مصدره مواد معاد تدويرها. [ 13 ] وتُعد نسبة إعادة تدويره أعلى من أي معدن آخر. [ 14 ]

ملخص

يُستخدم النحاس في الغالب على مستوى العالم في الأسلاك الكهربائية ، بما في ذلك ملفات المولدات والمحركات.

يلعب النحاس دورًا أكبر في توليد الطاقة المتجددة مقارنةً بمحطات الطاقة الحرارية التقليدية ، وذلك من حيث كمية النحاس المستخدمة لكل وحدة طاقة مركبة. [ 15 ] وتزيد كثافة استخدام النحاس في أنظمة الطاقة المتجددة من أربعة إلى ستة أضعاف مقارنةً بمحطات الوقود الأحفوري أو الطاقة النووية. فعلى سبيل المثال، بينما تتطلب الطاقة التقليدية حوالي طن واحد من النحاس لكل ميغاواط مُركّب ، تتطلب تقنيات الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، من أربعة إلى ستة أضعاف هذه الكمية لكل ميغاواط مُركّب. ويعود ذلك إلى انتشار النحاس على مساحات أرضية أوسع بكثير، لا سيما في محطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. [ 16 ] كما يجب أن تمتد كابلات الطاقة والتأريض لمسافات طويلة لتوصيل المكونات المنتشرة على نطاق واسع، بما في ذلك أنظمة تخزين الطاقة وشبكة الكهرباء الرئيسية . [ 17 ] [ 8 ]

تتميز أنظمة طاقة الرياح والطاقة الشمسية الكهروضوئية بأعلى نسبة من النحاس بين جميع تقنيات الطاقة المتجددة. إذ يمكن أن تحتوي مزرعة رياح واحدة على ما بين 2000 و7000 طن من النحاس. بينما تحتوي محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على ما يقارب 5.5 طن من النحاس لكل ميغاواط من الطاقة المولدة. [ 18 ] ويُقدّر أن توربينًا واحدًا بقدرة 660 كيلوواط يحتوي على حوالي 350 كيلوغرامًا  من النحاس. [ 19 ]

قُدّر إجمالي كمية النحاس المستخدمة في توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة والموزعة في عام 2011 بنحو 272 كيلوطن. وقُدّر إجمالي استخدام النحاس حتى عام 2011 بنحو 1071 كيلوطن.

استخدام النحاس في توليد الطاقة المتجددة
الطاقة المركبة في عام 2011 [ 20 ]الطاقة المركبة التراكمية حتى عام 2011 [ 20 ]استخدام النحاس في عام 2011 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]الاستخدام التراكمي للنحاس حتى عام 2011 [ 22 ] [ 23 ] [ 21 ]
جيجاوات (GW)جيجاوات (GW)كيلوطن (kt)كيلوطن (kt)
الخلايا الكهروضوئية3070150350
الطاقة الكهربائية الحرارية الشمسية0.461.7627
رياح40238120714
المجموع لجميع التقنيات الثلاث2721071

تُستخدم الموصلات النحاسية في المكونات الرئيسية لأنظمة الطاقة المتجددة الكهربائية، مثل التوربينات والمولدات والمحولات والمحولات الكهربائية والكابلات الكهربائية وإلكترونيات الطاقة وكابلات المعلومات. ويُستهلك النحاس بكميات متساوية تقريبًا في التوربينات/المولدات والمحولات/المحولات الكهربائية والكابلات. بينما يُستخدم النحاس بكميات أقل بكثير في إلكترونيات الطاقة.

تعتمد أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية للتدفئة والتبريد على النحاس لما يوفره من مزايا في كفاءة الطاقة الحرارية. كما يُستخدم النحاس كمادة خاصة مقاومة للتآكل في أنظمة الطاقة المتجددة في البيئات الرطبة والمالحة المسببة للتآكل .

النحاس مادة مستدامة قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100%، وتتفوق نسبة إعادة تدويره على أي معدن آخر. [ 18 ] عند انتهاء العمر الافتراضي للمعدات، يمكن إعادة تدوير النحاس دون فقدان أي من خصائصه المفيدة.

توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية

يحتوي نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية على كمية من النحاس تفوق ما يحتويه في محطات الوقود الأحفوري التقليدية من 11 إلى 40 ضعفًا لكل وحدة توليد . [ 24 ] ويبلغ متوسط ​​استخدام النحاس في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية حوالي 4-5 أطنان لكل ميغاواط [ 25 ] [ 8 ] أو أكثر عند احتساب شرائط التوصيل التي تربط خلايا الطاقة الشمسية الكهروضوئية الفردية. [ 22 ]

يُستخدم النحاس في:

قُدّر استخدام النحاس في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في عام 2011 بنحو 150 ألف طن. وقُدّر الاستخدام التراكمي للنحاس في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية حتى عام 2011 بنحو 350 ألف طن. [ 22 ]

تكوينات نظام الخلايا الكهروضوئية

تتميز أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بقابلية عالية للتوسع، بدءًا من الأنظمة الصغيرة المثبتة على أسطح المنازل وصولًا إلى محطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة التي تصل قدرتها إلى مئات الميغاواط . في الأنظمة السكنية، يبدو أن كثافة النحاس تتناسب طرديًا مع قدرة نظام توليد الكهرباء. [ 26 ] تتراوح قدرة الأنظمة السكنية والمجتمعية عمومًا بين 10  كيلوواط و1  ميغاواط.

تُجمّع الخلايا الكهروضوئية في وحدات شمسية . تُوصل هذه الوحدات بألواح شمسية، ثم تُشكّل مصفوفات كهروضوئية. في أنظمة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة ، تُشكّل المصفوفات حقولًا فرعية تُجمع منها الكهرباء وتُنقل إلى الشبكة.

تُستخدم كابلات نحاسية لتوصيل الألواح الشمسية (كابل اللوح)، والمصفوفات (كابل المصفوفة)، والوحدات الفرعية (كابل الوحدة). وسواءً كان النظام متصلاً بشبكة الكهرباء أم لا، فإن الكهرباء المُجمّعة من الخلايا الكهروضوئية تحتاج إلى تحويل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) ورفع الجهد. ويتم ذلك بواسطة محولات الطاقة الشمسية التي تحتوي على ملفات نحاسية، بالإضافة إلى إلكترونيات الطاقة التي تحتوي على النحاس.

الخلايا الشمسية

تستخدم صناعة الخلايا الكهروضوئية عدة مواد شبه موصلة مختلفة لإنتاج الخلايا الشمسية ، وغالبًا ما تُصنف هذه المواد إلى تقنيات من الجيل الأول والثاني، بينما يشمل الجيل الثالث عددًا من التقنيات الناشئة التي لا تزال في مرحلة البحث والتطوير. وتحول الخلايا الشمسية عادةً 20% من ضوء الشمس الساقط إلى كهرباء، مما يسمح بتوليد ما بين 100 و150 كيلوواط ساعة لكل متر مربع من اللوحة سنويًا. [ 27 ]

تتضمن تقنية السيليكون البلوري التقليدية من الجيل الأول (c-Si) السيليكون أحادي البلورة والسيليكون متعدد البلورات . ولتقليل تكاليف هذه التقنية القائمة على الرقائق، تبرز الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون والموصولة بالنحاس كبديل مهم للفضة كمادة موصلة مفضلة. تكمن تحديات التمعدن في الخلايا الشمسية في إنشاء طبقة متجانسة وعالية الجودة بين السيليكون والنحاس لتكون بمثابة حاجز ضد انتشار النحاس في أشباه الموصلات . يُعد التمعدن الأمامي القائم على النحاس في الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون خطوة هامة نحو خفض التكلفة. [ 28 ]

تشمل تقنية الجيل الثاني الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة . ورغم أن كفاءة تحويلها للطاقة أقل قليلاً من تقنية الخلايا الكهروضوئية التقليدية، إلا أن التكلفة الإجمالية لكل واط لا تزال أقل. ومن بين تقنيات الأغشية الرقيقة ذات الأهمية التجارية خلايا سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS) وخلايا تيلوريد الكادميوم (CdTe)، بينما تتراجع خلايا السيليكون غير المتبلور (a-Si) وخلايا السيليكون الميكرومورفي (m-Si) الترادفية تدريجياً في السنوات الأخيرة.

يختلف مركب CIGS، وهو في الواقع ثنائي سيلينيد النحاس (الإنديوم-الغاليوم)، أو Cu(InGa)Se₂ ، عن السيليكون في كونه شبه موصل ذو وصلة غير متجانسة . يتميز بأعلى كفاءة لتحويل الطاقة الشمسية (حوالي 20%) بين مواد الأغشية الرقيقة. [ 29 ] ونظرًا لامتصاص CIGS القوي لأشعة الشمس، فإنه يتطلب غشاءً أرق بكثير مقارنةً بمواد أشباه الموصلات الأخرى.

تم تطوير عملية تصنيع للخلايا الكهروضوئية تُمكّن من طباعة أشباه موصلات CIGS. تتمتع هذه التقنية بإمكانية خفض تكلفة إنتاج الطاقة الشمسية لكل واط.

تُجرى أبحاث على بلورات كبريتيد النحاس النانوية أحادية التشتت كبدائل للبلورات الأحادية التقليدية والأغشية الرقيقة في الأجهزة الكهروضوئية. هذه التقنية، التي لا تزال في مراحلها الأولى، لديها إمكانات واعدة في مجال الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ ، والخلايا الشمسية غير العضوية بالكامل، والخلايا الشمسية المركبة الهجينة من البلورات النانوية والبوليمرات . [ 30 ]

الكابلات

تغطي أنظمة توليد الطاقة الشمسية مساحات واسعة. وتوجد العديد من الوصلات بين الوحدات والمصفوفات، وكذلك بين المصفوفات في الحقول الفرعية، بالإضافة إلى وصلات بالشبكة. تُستخدم كابلات الطاقة الشمسية لتوصيل محطات الطاقة الشمسية. [ 31 ] قد تكون كمية الكابلات المستخدمة كبيرة. تتراوح الأحجام النموذجية لكابلات النحاس المستخدمة بين 4-6 مم²  لكابلات الوحدات، و6-10 مم² لكابلات المصفوفات، و30-50 مم² لكابلات الحقول. [ 27 ]  

كفاءة الطاقة وتصميم النظام

تُعدّ كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة ركيزتين أساسيتين لمستقبل طاقة مستدام. ومع ذلك، لا يوجد ترابط كافٍ بين هاتين الركيزتين رغم أوجه التآزر المحتملة بينهما. فكلما زادت كفاءة تقديم خدمات الطاقة، كلما أمكن للطاقة المتجددة أن تُصبح مُساهمًا فعالًا وهامًا في الطاقة الأولية . وكلما زادت الطاقة المُستمدة من مصادر متجددة، قلّت الحاجة إلى الطاقة الأحفورية لتلبية نفس الطلب على الطاقة. [ 32 ] ويعتمد هذا الربط بين الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة جزئيًا على فوائد النحاس في كفاءة الطاقة الكهربائية.

تؤدي زيادة قطر كابل النحاس إلى تحسين كفاءته في نقل الطاقة الكهربائية (انظر: أسلاك وكابلات النحاس ) . كما تقلل الكابلات السميكة من فقد الطاقة الناتج عن المقاومة ( I²R ) ، مما يؤثر على جدوى الاستثمار في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على المدى الطويل. لذا، من الضروري إجراء تقييمات شاملة للتكاليف، مع الأخذ في الاعتبار التكاليف الإضافية للمواد، وكمية الإشعاع الشمسي الموجه نحو الألواح الشمسية سنويًا (مع مراعاة التغيرات اليومية والموسمية، والإعانات، والتعريفات الجمركية، وفترات استرداد التكاليف، وما إلى ذلك) لتحديد ما إذا كانت الاستثمارات الأولية الأعلى في الكابلات السميكة مبررة.

بحسب الظروف، يمكن تحديد بعض الموصلات في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية إما بالنحاس أو الألومنيوم . وكما هو الحال مع أنظمة التوصيل الكهربائي الأخرى، لكل منهما مزاياه (انظر: أسلاك وكابلات النحاس ) . يُفضل استخدام النحاس عندما تكون خصائص التوصيل الكهربائي العالية ومرونة الكابل ذات أهمية قصوى. كما أن النحاس أنسب للمنشآت الصغيرة على الأسطح، وفي قنوات الكابلات الصغيرة، وعند استخدام مجاري الكابلات في أنابيب فولاذية أو بلاستيكية . [ 22 ]

لا حاجة إلى قنوات الكابلات في محطات الطاقة الصغيرة حيث يقل مقطع كابلات النحاس عن 25 مم² . وبدون أعمال القنوات، تكون تكاليف التركيب أقل مع النحاس مقارنة بالألمنيوم. [ 22 ]

تعتمد شبكات اتصالات البيانات على النحاس والألياف الضوئية و/أو وصلات الراديو . ولكل مادة مزاياها وعيوبها. يُعد النحاس أكثر موثوقية من وصلات الراديو. ويمكن التغلب على ضعف الإشارة في أسلاك وكابلات النحاس باستخدام مضخمات الإشارة . [ 22 ]

الطاقة الشمسية الحرارية المركزة

تستخدم الطاقة الشمسية المركزة (CSP)، والمعروفة أيضًا باسم الطاقة الشمسية الحرارية (STE)، مصفوفات من المرايا التي تركز أشعة الشمس إلى درجات حرارة تتراوح بين 400 درجة مئوية و 1000 درجة مئوية. [ 27 ] يتم إنتاج الطاقة الكهربائية عندما يتم تحويل الضوء المركز إلى حرارة، والتي تشغل محركًا حراريًا (عادة ما يكون توربينًا بخاريًا ) متصلًا بمولد طاقة كهربائية.

يتكون نظام الطاقة الشمسية المركزة من: 1) مُركِّز أو مُجمِّع يحتوي على مرايا تعكس الإشعاع الشمسي وتوصله إلى المُستقبِل؛ 2) مُستقبِل يمتص ضوء الشمس المُركَّز وينقل الطاقة الحرارية إلى سائل عامل (عادةً ما يكون زيتًا معدنيًا ، أو نادرًا ما يكون أملاحًا منصهرة أو معادن أو بخارًا أو هواءً )؛ 3) نظام نقل وتخزين ينقل السائل من المُستقبِل إلى نظام تحويل الطاقة؛ و4) توربين بخاري يحول الطاقة الحرارية إلى كهرباء عند الطلب.

يُستخدم النحاس في كابلات الطاقة الميدانية ، وشبكات التأريض، والمحركات المستخدمة في تتبع وضخ السوائل، بالإضافة إلى المولد الرئيسي ومحولات الجهد العالي . عادةً، يُستخدم حوالي 200 طن من النحاس لمحطة توليد طاقة بقدرة 50 ميغاواط. [ 21 ]

تشير التقديرات إلى أن استخدام النحاس في محطات الطاقة الشمسية الحرارية المركزة بلغ 2 كيلوطن في عام 2011. وبلغ إجمالي استخدام النحاس في هذه المحطات حتى عام 2011 ما يقدر بنحو 7 كيلوطن. [ 21 ]

توجد أربعة أنواع رئيسية من تقنيات الطاقة الشمسية المركزة، يحتوي كل منها على كمية مختلفة من النحاس: محطات الأحواض المكافئة، ومحطات الأبراج، وأنظمة الامتصاص الخطي الموزع بما في ذلك محطات فرينل الخطية، ومحطات ستيرلينغ الطبقية. [ 21 ] يرد هنا وصف استخدام النحاس في هذه المحطات.

نباتات الأحواض المكافئة

تُعدّ محطات الطاقة الشمسية المركزة ذات الأحواض المكافئة أكثر تقنيات الطاقة الشمسية المركزة شيوعًا، إذ تُمثّل حوالي 94% من الطاقة المُركّبة في إسبانيا. تقوم هذه المحطات بتجميع الطاقة الشمسية في مُركّزات أحواض مكافئة مزودة بأنابيب تجميع خطية. عادةً ما تكون سوائل نقل الحرارة عبارة عن زيت اصطناعي يدور عبر الأنابيب عند درجات حرارة تتراوح بين 300  و400  درجة مئوية. تبلغ سعة التخزين النموذجية لمحطة بقدرة 50 ميغاواط 7 ساعات عند القدرة الاسمية. يُمكن لمحطة بهذا الحجم وسعة التخزين هذه توليد 160 غيغاواط/ساعة سنويًا في منطقة مثل إسبانيا.

في محطات الطاقة الشمسية ذات المرايا القطعية، يُستخدم النحاس في حقل المجمعات الشمسية (كابلات الطاقة، الإشارات، التأريض، المحركات الكهربائية)؛ ودورة البخار (مضخات المياه، مراوح المكثف، كابلات نقاط الاستهلاك، إشارات التحكم وأجهزة الاستشعار، المحركات)؛ ومولدات الكهرباء (المولد، المحول)؛ وأنظمة التخزين (مضخات الدوران، كابلات نقاط الاستهلاك). تحتوي محطة بقدرة 50 ميغاواط مع سعة تخزين تبلغ 7.5 ساعات على ما يقارب 196 طنًا من النحاس، منها 131,500  كيلوغرام في الكابلات و64,700  كيلوغرام في المعدات المختلفة (المولدات، المحولات، المرايا، والمحركات). وهذا يعادل حوالي 3.9 طن/ميغاواط، أو 1.2 طن/غيغاواط ساعة/سنة. أما محطة بنفس الحجم بدون تخزين، فيمكن أن تحتوي على كمية نحاس أقل بنسبة 20% في الحقل الشمسي و10% في المعدات الإلكترونية. سيحتوي مصنع بقدرة 100 ميغاواط على نسبة أقل من النحاس لكل ميغاواط في الحقل الشمسي، ونسبة أقل بنسبة 10% في المعدات الإلكترونية. [ 21 ]

تختلف كميات النحاس أيضًا باختلاف التصميم. يتكون الحقل الشمسي لمحطة طاقة نموذجية بقدرة 50 ميغاواط وسعة تخزين 7 ساعات من 150 حلقة و600 محرك، بينما تستخدم محطة مماثلة بدون تخزين 100 حلقة و400 محرك. تعتمد الصمامات الآلية للتحكم في تدفق الكتلة في الحلقات على كمية أكبر من النحاس. تستخدم المرايا كمية صغيرة من النحاس لتوفير الحماية من التآكل الجلفاني للطبقة الفضية العاكسة. كما تؤثر التغييرات في حجم المحطات، وحجم المجمعات، وكفاءة سوائل نقل الحرارة على أحجام المواد. [ 21 ]

محطات الأبراج

قد تصبح محطات الطاقة الشمسية البرجية ، والتي تُسمى أيضًا محطات الطاقة الشمسية المركزية البرجية، التقنية المفضلة في المستقبل. تجمع هذه المحطات الطاقة الشمسية المركزة بواسطة حقل المرايا الشمسية في مستقبل مركزي مُثبّت أعلى البرج. يتتبع كل مرآة شمسية الشمس على محورين (السمت والارتفاع). لذا، يلزم وجود محركين لكل وحدة.

النحاس مطلوب في حقل الهيليوستات (كابلات الطاقة، الإشارة، التأريض، المحركات)، والمستقبل ( التسخين التتبعي ، كابلات الإشارة)، ونظام التخزين (مضخات الدوران، الكابلات إلى نقاط الاستهلاك)، وتوليد الكهرباء (المولد، المحول)، ودورة البخار (مضخات المياه، مراوح المكثف)، والكابلات إلى نقاط الاستهلاك، وإشارة التحكم وأجهزة الاستشعار، والمحركات.

تستخدم محطة طاقة شمسية برجية بقدرة 50 ميجاواط مزودة بذاكرة تخزين تدوم 7.5 ساعات حوالي 219 طنًا من النحاس. وهذا يعادل 4.4 طن من النحاس لكل ميجاواط، أو 1.4 طن لكل جيجاواط ساعة سنويًا. من هذه الكمية، تشكل الكابلات حوالي 154,720  كجم. أما المعدات الإلكترونية، مثل المولدات والمحولات والمحركات، فتستهلك حوالي 64,620  كجم من النحاس. تحتوي محطة طاقة شمسية بقدرة 100 ميجاواط على كمية نحاس أكبر قليلًا لكل ميجاواط في الحقل الشمسي، نظرًا لانخفاض كفاءة حقل المرايا الشمسية مع زيادة حجمه. في المقابل، تحتوي محطة طاقة شمسية بقدرة 100 ميجاواط على كمية نحاس أقل قليلًا لكل ميجاواط في معدات المعالجة. [ 21 ]

نباتات فرينل الخطية

تستخدم محطات فرينل الخطية عاكسات خطية لتركيز أشعة الشمس في أنبوب امتصاص مشابه لمحطات القطع المكافئ. ولأن عامل التركيز أقل في محطات القطع المكافئ، تكون درجة حرارة سائل نقل الحرارة أقل. ولهذا السبب، تستخدم معظم المحطات البخار المشبع كسائل تشغيل في كل من الحقل الشمسي والتوربين.

تتطلب محطة طاقة خطية بتقنية فرينل بقدرة 50 ميجاواط حوالي 1960 محرك تتبع. الطاقة اللازمة لكل محرك أقل بكثير من تلك المطلوبة لمحطة الطاقة الشمسية ذات الأحواض المكافئة. تحتوي محطة فرينل الخطية بقدرة 50 ميجاواط، بدون تخزين، على حوالي 127 طنًا من النحاس. وهذا يعادل 2.6 طن من النحاس لكل ميجاواط، أو بعبارة أخرى، 1.3 طن من النحاس لكل جيجاواط ساعة سنويًا. من هذه الكمية،  يوجد 69960 كيلوغرامًا من النحاس في الكابلات الممتدة من منطقة المعالجة، والحقل الشمسي، والتأريض، وأنظمة الحماية من الصواعق والتحكم. كما  يوجد 57300 كيلوغرامًا أخرى من النحاس في المعدات (المحولات، والمولدات، والمحركات، والمرايا، والمضخات، والمراوح). [ 21 ]

نباتات ستيرلينغ الأطباق

تُعدّ هذه المحطات تقنية ناشئة واعدة كحلٍّ للتطبيقات اللامركزية. لا تتطلب هذه التقنية الماء للتبريد في دورة التحويل. وتتميز هذه المحطات بأنها غير قابلة للتحكم في الإنتاج، حيث يتوقف إنتاج الطاقة عند مرور السحب فوقها. وتُجرى حاليًا أبحاث على أنظمة تخزين وتهجين متطورة.

تبلغ القدرة الإجمالية لأكبر محطة ستيرلينغ 1.5 ميغاواط. ويتطلب حقل الطاقة الشمسية كمية أكبر نسبيًا من النحاس مقارنةً بتقنيات الطاقة الشمسية المركزة الأخرى، نظرًا لتوليد الكهرباء فيه. وبناءً على محطات الطاقة القائمة بقدرة 1.5 ميغاواط، يبلغ محتوى النحاس 4 أطنان/ميغاواط، أو بعبارة أخرى، 2.2 طن من النحاس/غيغاواط ساعة/سنة. وتحتوي محطة طاقة بقدرة 1.5 ميغاواط على حوالي 6060  كيلوغرامًا من النحاس في الكابلات، والمولدات الحثية، والمحركات، ومحولات الحقل والشبكة، والتأريض، والحماية من الصواعق. [ 21 ]

سخانات المياه الشمسية (أنظمة تسخين المياه المنزلية بالطاقة الشمسية)

تُعدّ سخانات المياه الشمسية وسيلة فعّالة من حيث التكلفة لتوفير المياه الساخنة للمنازل. ويمكن استخدامها في أي مناخ. والوقود الذي تستخدمه، وهو ضوء الشمس، مجاني. [ 33 ]

تُستخدم مُجمّعات المياه الساخنة بالطاقة الشمسية في أكثر من 200 مليون منزل، بالإضافة إلى العديد من المباني العامة والتجارية حول العالم. [ 32 ] وبلغ إجمالي القدرة المركبة لوحدات التدفئة والتبريد الحرارية الشمسية في عام 2010 نحو 185 جيجاواط حراري. [ 34 ]

ارتفعت قدرة التسخين الشمسي بنسبة تُقدّر بـ 27% في عام 2011 لتصل إلى حوالي 232 جيجاواط حراري، باستثناء تسخين حمامات السباحة غير المُغطاة بالزجاج. يُستخدم معظم الطاقة الشمسية الحرارية لتسخين المياه ، لكن أنظمة التدفئة والتبريد الشمسية تكتسب رواجًا متزايدًا، لا سيما في أوروبا. [ 32 ]

يوجد نوعان من أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية: الأنظمة النشطة، التي تحتوي على مضخات تدوير وأجهزة تحكم، والأنظمة السلبية، التي لا تحتوي عليها. لا تتطلب تقنيات الطاقة الشمسية السلبية عناصر كهربائية أو ميكانيكية عاملة. وتشمل هذه التقنيات اختيار مواد ذات خصائص حرارية مناسبة، وتصميم مساحات تسمح بتدوير الهواء بشكل طبيعي، ومراعاة موقع المبنى بالنسبة للشمس. [ 27 ]

يُعدّ النحاس عنصرًا أساسيًا في أنظمة التدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية الحرارية نظرًا لموصليته الحرارية العالية ، ومقاومته للتآكل الناتج عن العوامل الجوية والماء، وقدرته على اللحام والربط، وقوته الميكانيكية. يُستخدم النحاس في كلٍّ من المستقبلات والدوائر الرئيسية (الأنابيب والمبادلات الحرارية لخزانات المياه). [ 34 ] يُستخدم الألومنيوم أحيانًا في لوحة الامتصاص نظرًا لانخفاض تكلفته، إلا أنه عند دمجه مع أنابيب النحاس، قد تظهر مشاكل تتعلق بنقل الحرارة من لوحة الامتصاص إلى الأنابيب بكفاءة. يُستخدم حاليًا بديلٌ آخر هو PEX-AL-PEX [ 35 ]، ولكن قد تظهر مشاكل مماثلة في نقل الحرارة بين لوحة الامتصاص والأنابيب. يتمثل أحد الحلول في استخدام نفس المادة لكلٍّ من الأنابيب ولوحة الامتصاص. يمكن أن تكون هذه المادة نحاسًا بالطبع، أو ألومنيومًا، أو PEX-AL-PEX.

تُستخدم ثلاثة أنواع من مُجمّعات الطاقة الشمسية الحرارية في التطبيقات السكنية: مُجمّعات الألواح المسطحة ، ومُجمّعات التخزين المُدمجة، ومُجمّعات الطاقة الشمسية الحرارية: مُجمّعات الأنابيب المُفرّغة ؛ ويمكن أن تكون هذه المُجمّعات ذات دوران مباشر (أي، تُسخّن الماء وتُوصله مُباشرةً إلى المنزل للاستخدام) أو ذات دوران غير مباشر (أي، تضخّ مضخات لتسخين سائل ناقل عبر مُبادل حراري ، والذي بدوره يُسخّن الماء الذي يتدفق إلى المنزل). [ 33 ]

في سخان الماء الشمسي ذي الأنابيب المفرغة المزود بنظام دوران غير مباشر، تتكون الأنابيب المفرغة من أنبوب زجاجي خارجي وأنبوب معدني ماص متصل بزعنفة. تُمتص الطاقة الحرارية الشمسية داخل الأنابيب المفرغة وتُحوّل إلى حرارة مركزة قابلة للاستخدام. تنقل أنابيب نحاسية حرارية الطاقة الحرارية من داخل الأنبوب الشمسي إلى موزع نحاسي. يُضخ سائل ناقل للحرارة (ماء أو خليط من الجليكول ) عبر الموزع النحاسي. ومع دوران المحلول عبر الموزع النحاسي، ترتفع درجة الحرارة. تتميز الأنابيب الزجاجية المفرغة بطبقة مزدوجة. الطبقة الخارجية شفافة تمامًا للسماح للطاقة الشمسية بالمرور دون عوائق. أما الطبقة الداخلية، فهي مُعالجة بطبقة بصرية انتقائية تمتص الطاقة دون انعكاس. تُدمج الطبقتان الداخلية والخارجية في النهاية، تاركةً فراغًا بينهما. يُضخ الهواء بالكامل من الفراغ بين الطبقتين (عملية التفريغ)، مما يُحدث تأثيرًا حراريًا يمنع انتقال الحرارة بالتوصيل والحمل الحراري الذي قد يتسرب إلى الغلاف الجوي. يُقلل فقدان الحرارة بشكل أكبر بفضل انخفاض معامل انبعاثية الزجاج المستخدم. يوجد داخل الأنبوب الزجاجي أنبوب حراري نحاسي ، وهو أنبوب نحاسي مجوف محكم الإغلاق يحتوي على كمية صغيرة من سائل خاص، يغلي تحت ضغط منخفض عند درجة حرارة منخفضة جدًا. تشمل المكونات الأخرى خزان مبادل حراري شمسي ومحطة ضخ شمسية مزودة بمضخات وأجهزة تحكم. [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]

رياح

في توربينات الرياح ، تُحوَّل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية لتشغيل مولد كهربائي ، والذي بدوره يُولِّد الكهرباء . تتكون المكونات الأساسية لنظام طاقة الرياح من برج ذي شفرات دوارة يحتوي على مولد كهربائي ومحول لرفع الجهد الكهربائي لنقل الكهرباء إلى محطة فرعية على الشبكة. كما تُعد الكابلات والإلكترونيات مكونات مهمة أيضًا. [ 27 ] [ 41 ]

نظراً لظروف البيئة القاسية في مزارع الرياح البحرية، يجب أن تكون مكوناتها أكثر متانة ومقاومة للتآكل من مكوناتها البرية. ويتطلب ذلك حالياً استخدام وصلات أطول مع الشاطئ عبر كابلات الجهد المتوسط ​​والعالي تحت سطح البحر. وتجعل الحاجة إلى الحماية من التآكل من سبيكة النحاس والنيكل الخيار الأمثل لتغليف الأبراج.

يُعدّ النحاس موصلاً مهماً في توليد الطاقة من الرياح. [ 42 ] [ 43 ] قد تحتوي مزارع الرياح على مئات الآلاف من الأقدام من النحاس [ 44 ] بوزن يتراوح بين 4 ملايين و15 مليون رطل، ويُستخدم معظمه في الأسلاك والكابلات والأنابيب والمولدات ومحولات رفع الجهد. [ 25 ] [ 45 ]

يُعدّ استخدام النحاس كثيفًا نظرًا لانتشار توربينات مزارع توليد طاقة الرياح على مساحات واسعة. [ 46 ] في مزارع الرياح البرية، يتراوح استخدام النحاس بين 5600 و14900 رطل لكل ميغاواط، وذلك بحسب نوع موصلات محولات رفع الجهد، سواءً كانت نحاسية أو ألومنيوم. أما في البيئة البحرية، فيكون استخدام النحاس أعلى بكثير، إذ يصل إلى حوالي 21000 رطل لكل ميغاواط، ويشمل ذلك الكابلات البحرية الممتدة إلى الشاطئ. [ 47 ] في كلتا البيئتين البرية والبحرية، تُستخدم كابلات نحاسية إضافية لربط مزارع الرياح بشبكات الكهرباء الرئيسية. [ 45 ]

قُدِّرت كمية النحاس المستخدمة في أنظمة طاقة الرياح عام 2011 بنحو 120 ألف طن. وقُدِّرت الكمية التراكمية للنحاس المُركَّب حتى عام 2011 بنحو 714 ألف طن. [ 23 ] اعتبارًا من عام 2018يستهلك الإنتاج العالمي لتوربينات الرياح 450 ألف طن من النحاس سنوياً. [ 48 ]

بالنسبة لمزارع الرياح المزودة بمولدات حثية بقدرة 3 ميغاواط ذات علبة تروس ثلاثية المراحل وتغذية مزدوجة، يلزم حوالي 2.7 طن لكل ميغاواط مع توربينات الرياح القياسية. أما بالنسبة لتوربينات الرياح المزودة بمحولات جهد منخفض/متوسط ​​في غلاف المحرك، فيلزم 1.85 طن لكل ميغاواط. [ 49 ]

يُستخدم النحاس بشكل أساسي في لفائف الملفات في جزئيّ الجزء الثابت والدوار للمولدات (التي تحوّل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية)، وفي موصلات كابلات الجهد العالي والمنخفض، بما في ذلك الكابل الكهربائي الرأسي الذي يربط غلاف التوربين بقاعدة توربين الرياح ، وفي ملفات المحولات (التي ترفع جهد التيار المتردد المنخفض إلى جهد تيار متردد عالٍ متوافق مع الشبكة)، وفي علب التروس (التي تحوّل دورات شفرات الدوار البطيئة إلى دورات أسرع في الدقيقة)، وفي أنظمة التأريض الكهربائي لمزارع الرياح. [ 46 ] كما يُستخدم النحاس في غلاف التوربين (الهيكل الذي يرتكز على البرج ويحتوي على جميع المكونات الرئيسية)، والمحركات المساعدة (المحركات المستخدمة لتدوير الغلاف والتحكم في زاوية شفرات الدوار)، ودوائر التبريد (نظام التبريد لمجموعة نقل الحركة بأكملها )، وإلكترونيات الطاقة (التي تُمكّن أنظمة توربينات الرياح من العمل كمحطة توليد طاقة). [ 50 ]

في ملفات مولدات طاقة الرياح، يعاني التيار الكهربائي من خسائر تتناسب طرديًا مع مقاومة السلك الناقل للتيار. هذه المقاومة، التي تُعرف بخسائر النحاس ، تتسبب في فقدان الطاقة نتيجة ارتفاع درجة حرارة السلك. في أنظمة طاقة الرياح، يمكن تقليل هذه المقاومة باستخدام أسلاك نحاسية أكثر سمكًا ونظام تبريد للمولد، إذا لزم الأمر. [ 51 ]

النحاس في المولدات

يمكن تحديد موصلات نحاسية أو ألومنيوم لكابلات المولدات. [ 52 ] يتميز النحاس بموصلية كهربائية أعلى، وبالتالي كفاءة أعلى في استهلاك الطاقة الكهربائية. كما يُختار أيضًا لسلامته وموثوقيته. أما الاعتبار الرئيسي لاختيار الألومنيوم فهو انخفاض تكلفته الرأسمالية. مع مرور الوقت، تُعوض هذه الميزة بفقدان طاقة أكبر على مدى سنوات نقل الطاقة. يُحدد نوع الموصل المستخدم خلال مرحلة تخطيط المشروع، حيث تناقش فرق شركات الكهرباء هذه الأمور مع مصنعي التوربينات والكابلات.

فيما يتعلق بالنحاس، يختلف وزنه في المولد الكهربائي تبعاً لنوع المولد وقدرته الكهربائية وتكوينه. ويرتبط وزنه ارتباطاً خطياً تقريباً بقدرة المولد.

تحتوي المولدات في توربينات الرياح ذات الدفع المباشر عادةً على كمية أكبر من النحاس، لأن المولد نفسه أكبر حجماً بسبب عدم وجود علبة تروس. [ 53 ]

قد يكون وزن المولد في تكوين الدفع المباشر أثقل  بمقدار 3.5 إلى 6  مرات من وزنه في تكوين التروس، وذلك حسب نوع المولد. [ 53 ]

تُستخدم خمسة أنواع مختلفة من تقنيات المولدات في توليد الطاقة من الرياح:

  1. مولدات غير متزامنة مزدوجة التغذية (DFAG)
  2. المولدات غير المتزامنة التقليدية (CAG)
  3. المولدات التزامنية التقليدية (CSG)
  4. مولدات متزامنة ذات مغناطيس دائم (PMSG)
  5. مولدات الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية (HTSG)

يتم تلخيص كمية النحاس في كل نوع من أنواع المولدات هذه هنا.

النحاس في تقنيات مولدات توربينات الرياح في محطات طاقة الرياح متعددة الميغاواط [ 53 ]
تكنولوجيامتوسط ​​محتوى النحاس (كجم/ميجاواط)ملحوظات
مولد غير متزامن مزدوج التغذية (DFAG)650مولدات الرياح ذات التروس؛ الأكثر شيوعًا في أوروبا (70٪ في عام 2009؛ طلب قوي حتى عام 2015، ثم محايد حيث أن التكلفة العالية للصيانة والخدمة والحاجة إلى معدات تصحيح الطاقة للامتثال للشبكة ستجعل هذه أقل شيوعًا في السنوات العشر القادمة.
المولدات غير المتزامنة التقليدية (CAG)390موجّه؛ طلب محايد حتى عام 2015؛ سيصبح ضئيلاً بحلول عام 2020.
المولدات التزامنية التقليدية (CSG)330–4000موجهة ومباشرة؛ قد تصبح أكثر شعبية بحلول عام 2020.
مولدات متزامنة ذات مغناطيس دائم (PMSG)600–2150من المتوقع أن يتطور السوق بحلول عام 2015.
مولدات الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية (HTSG)325لا تزال هذه الآلات في مراحل التطوير الأولى، ومن المتوقع أن تحقق قدرة أكبر من توربينات الرياح الأخرى. وقد يكون استخدامها في المنصات البحرية هو الأنسب لها.

تحتوي مولدات التزامن ذات الدفع المباشر عادةً على أعلى نسبة من النحاس، ولكن بعضها يستخدم الألومنيوم. [ 48 ] تتميز مولدات التزامن التقليدية ذات الدفع المباشر بأعلى نسبة من النحاس لكل وحدة. ومن المتوقع أن تزداد حصة هذه المولدات من عام 2009 إلى عام 2020، لا سيما مولدات الدفع المباشر. وقد استحوذت مولدات التزامن ذات الدفع المباشر على الحصة الأكبر من المبيعات في عام 2009. [ 53 ]

يعتمد اختلاف محتوى النحاس في مولدات الغاز المولد من الفحم المضغوط على ما إذا كانت مقترنة بعلب تروس أحادية المرحلة (أثقل) أو ثلاثية المراحل (أخف). وبالمثل، يعتمد اختلاف محتوى النحاس في مولدات الغاز المولد من المغناطيس الدائم على ما إذا كانت التوربينات متوسطة السرعة، وهي أثقل، أو عالية السرعة، وهي أخف. [ 53 ]

يتزايد الطلب على المولدات المتزامنة وأنظمة الدفع المباشر. وستقود مولدات CSG ذات الدفع المباشر ومولدات DFAG ذات التروس الطلب على النحاس. ومن المتوقع أن تشهد مولدات PMSG ذات الدفع المباشر أعلى نمو في الطلب، حيث يُتوقع أن تستحوذ على 7.7% من إجمالي الطلب على النحاس في أنظمة طاقة الرياح عام 2015. ومع ذلك، ونظرًا لأن المغناطيس الدائم الذي يحتوي على عنصر النيوديميوم النادر قد لا يتمكن من التوسع عالميًا، فقد تكون تصميمات المغناطيس المتزامن ذي الدفع المباشر (DDSM) أكثر جدوى. [ 49 ] تبلغ كمية النحاس المطلوبة لمولد DDSM بقدرة 3 ميجاوات 12.6 طنًا. [ 54 ]

تُعدّ المواقع ذات الرياح المضطربة عالية السرعة أنسب لمولدات توربينات الرياح متغيرة السرعة المزودة بمحولات طاقة كاملة النطاق، وذلك لما توفره من موثوقية وتوافر أكبر في مثل هذه الظروف. ومن بين خيارات توربينات الرياح متغيرة السرعة، قد يُفضّل استخدام مولدات المغناطيس الدائم المتزامن (PMSG) على مولدات الطاقة المزدوجة المتزامنة (DFAG) في هذه المواقع. أما في ظروف انخفاض سرعة الرياح واضطرابها، فقد يُفضّل استخدام مولدات الطاقة المزدوجة المتزامنة (DFAG) على مولدات المغناطيس الدائم المتزامن (PMSG). [ 23 ]

بشكل عام، تتعامل مولدات المغناطيس الدائم المتزامنة (PMSGs) بشكل أفضل مع الأعطال المتعلقة بالشبكة، ويمكن أن توفر في نهاية المطاف كفاءة وموثوقية وتوافرًا أعلى من نظيراتها المزودة بعلب تروس. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق تقليل عدد المكونات الميكانيكية في تصميمها. مع ذلك، في الوقت الحالي، خضعت مولدات توربينات الرياح المزودة بعلب تروس لاختبارات ميدانية أكثر شمولاً، وهي أقل تكلفة نظرًا لزيادة حجم إنتاجها. [ 23 ]

يتجه التوجه الحالي نحو تركيبات مولدات المغناطيس الدائم المتزامنة الهجينة المزودة بعلبة تروس أحادية أو ثنائية المرحلة. أحدث مولدات توربينات الرياح من شركة فيستاس تعمل بنظام تروس، بينما أحدث مولدات توربينات الرياح من شركة سيمنز هجينة. على المدى المتوسط، إذا استمر انخفاض تكلفة إلكترونيات الطاقة، فمن المتوقع أن تصبح مولدات المغناطيس الدائم المتزامنة ذات الدفع المباشر أكثر جاذبية. [ 23 ] وتجري حاليًا دراسة تقنية الموصلات الفائقة عالية الحرارة (HTSG). من المتوقع أن تتمكن هذه المولدات من توليد طاقة أكبر من مولدات توربينات الرياح الأخرى. إذا اتبع سوق الطاقة البحرية اتجاه المولدات الأكبر حجمًا، فقد يكون هذا القطاع هو الأنسب لمولدات HTSG. [ 23 ]

النحاس في المكونات الأخرى

بالنسبة لنظام توربيني بقدرة 2 ميغاواط، تم تقدير كميات النحاس التالية للمكونات الأخرى غير المولد:

محتوى النحاس حسب أنواع المكونات الأخرى، توربين 2 ميجاوات [ 55 ]
عنصرمتوسط ​​محتوى النحاس (كجم)
المحركات المساعدة (محركات الميل والانعراج)75
أجزاء أخرى من غلاف المحركأقل من 50
الكابلات الرأسية1500
إلكترونيات الطاقة (المحول)150
دوائر التبريدأقل من 10
التأريض والحماية من الصواعق750

تُعدّ الكابلات ثاني أكبر مكون يحتوي على النحاس بعد المولد. في نظام أبراج توربينات الرياح، حيث يقع المحول بجوار المولد، تمتد كابلات الطاقة متوسطة الجهد من أعلى البرج إلى أسفله، ثم إلى نقطة تجميع لعدد من أبراج توربينات الرياح، ومنها إلى محطة الشبكة الفرعية، أو مباشرةً إلى المحطة الفرعية. يشتمل هيكل البرج على حزم أسلاك وكابلات تحكم/إشارة، بينما تُستخدم كابلات الطاقة منخفضة الجهد لتشغيل الأجزاء العاملة في جميع أنحاء النظام. [ 27 ]

بالنسبة لتوربين رياح بقدرة 2 ميغاواط، قد يتراوح وزن الكابل الرأسي  من النحاس بين 1000 و1500 كيلوغرام، وذلك حسب نوعه. ويُعد النحاس المادة السائدة في الكابلات الأرضية. [ 53 ]

النحاس في أنظمة التأريض

يُعدّ النحاس عنصرًا أساسيًا في نظام التأريض الكهربائي لمزارع توربينات الرياح. يمكن أن تكون أنظمة التأريض مصنوعة بالكامل من النحاس (أسلاك نحاسية صلبة أو مجدولة وقضبان توصيل نحاسية)، وغالبًا ما يكون مقاسها 4/0 وفقًا للقياس الأمريكي، ولكن قد يصل قطرها إلى 250 ألف ميل دائري [ 56 ]، أو من الفولاذ المطلي بالنحاس، وهو بديل أقل تكلفة. [ 57 ]

تتعرض أعمدة التوربينات لضربات البرق ، لذا فهي تتطلب أنظمة حماية من الصواعق . عندما تضرب صاعقة شفرة توربين، يمر التيار الكهربائي على طول الشفرة، عبر محور الشفرة في غلاف المحرك ( علبة التروس /مولد الطاقة)، ​​ثم ينزل عبر العمود إلى نظام التأريض. تحتوي الشفرة على موصل نحاسي ذي مقطع عرضي كبير يمتد على طولها، مما يسمح بمرور التيار الكهربائي دون حدوث تأثيرات حرارية ضارة. يُحمى غلاف المحرك بواسطة موصل صواعق، غالبًا ما يكون مصنوعًا من النحاس. يتكون نظام التأريض، الموجود في قاعدة العمود، من حلقة موصل نحاسية سميكة ملتصقة بالقاعدة أو تقع على بُعد متر واحد منها. تُثبّت الحلقة بنقطتين متقابلتين قطريًا على قاعدة العمود. تمتد أسلاك نحاسية من الحلقة إلى الخارج وتتصل بأقطاب تأريض نحاسية. حلقات التأريض في توربينات مزارع الرياح مترابطة فيما بينها، مما يوفر نظامًا شبكيًا بمقاومة إجمالية منخفضة للغاية. [ 43 ]

لطالما استُخدم سلك النحاس الصلب في معدات التأريض والحماية من الصواعق نظرًا لموصليته الكهربائية الممتازة . مع ذلك، يتجه المصنّعون نحو استخدام أسلاك وكابلات تأريض ثنائية المعدن، مثل النحاس المطلي أو الألومنيوم، الأقل تكلفة. [ 58 ] ويجري حاليًا دراسة إمكانية استخدام الأسلاك المطلية بالنحاس. تشمل عيوبها الحالية انخفاض الموصلية، والحجم، والوزن، والمرونة، وقدرة تحمل التيار.

النحاس في المعدات الأخرى

بعد المولدات والكابلات، تُستخدم كميات ضئيلة من النحاس في باقي المعدات. في محركات التوجيه المساعدة، يستخدم محرك التوجيه مزيجًا من المحركات الحثية وعلب التروس الكوكبية متعددة المراحل مع كميات ضئيلة من النحاس. تحتوي إلكترونيات الطاقة على كميات قليلة من النحاس مقارنةً بالمعدات الأخرى. مع زيادة قدرات التوربينات، تزداد أيضًا تصنيفات المحولات من الجهد المنخفض (<1 كيلو فولت) إلى الجهد المتوسط ​​(1-5 كيلو فولت). تحتوي معظم توربينات الرياح على محولات طاقة كاملة ، لها نفس تصنيف طاقة المولد ، باستثناء مولد DFAG الذي يحتوي على محول طاقة بنسبة 30% من تصنيف المولد. أخيرًا، تُستخدم كميات ضئيلة من النحاس في دوائر التبريد بالهواء/الزيت والماء في علب التروس أو المولدات. [ 53 ]

تُستخدم كابلات الطاقة النحاسية من الفئة 5 حصريًا من المولد عبر الحلقة والجدار الداخلي للبرج. ويعود ذلك إلى قدرتها على تحمل الإجهاد الناتج عن 15000 دورة التواء لمدة 20 عامًا من الخدمة. [ 59 ]

تُجرى حاليًا اختبارات على المواد فائقة التوصيل داخل وخارج توربينات الرياح. وتتميز هذه المواد بكفاءة كهربائية أعلى، وقدرة على نقل تيارات كهربائية أكبر، ووزن أخف. إلا أنها أغلى بكثير من النحاس في الوقت الراهن. [ 53 ]

النحاس في مزارع الرياح البحرية

تزداد كمية النحاس المستخدمة في مزارع الرياح البحرية مع ازدياد المسافة عن الساحل. ويبلغ استهلاك النحاس في توربينات الرياح البحرية حوالي 10.5 طن لكل ميغاواط. [ 60 ] تستخدم مزرعة بوركوم 2 لطاقة الرياح البحرية 5800 طن لتوصيل 400 ميغاواط لمسافة 200 كيلومتر بالشبكة الخارجية، أي ما يعادل 14.5 طن من النحاس لكل ميغاواط تقريبًا. أما مزرعة هورنز ريف لطاقة الرياح البحرية فتستخدم 8.75 طن من النحاس لكل ميغاواط لنقل 160 ميغاواط لمسافة 21 كيلومترًا إلى الشبكة. [ 61 ]

مراجع

  1. ↑ "الطاقات المتجددة 2022 - تحليل" . وكالة الطاقة الدولية . 6 ديسمبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أغسطس 2023 .
  2. ↑ "تقرير حالة الطاقة المتجددة العالمي الصادر عن REN21" . REN21 . 14-06-2019 . تاريخ الاطلاع: 16-08-2023 .
  3. ↑ هل سيكون التحول إلى الطاقة المتجددة مُعبّدًا بالنحاس؟، عالم الطاقة المتجددة ؛ ١٥ يناير ٢٠١٦؛ https://www.renewableenergyworld.com/articles/2016/01/will-the-transition-to-renewable-energy-be-paved-in-copper.html مؤرشف بتاريخ ٢٢ يونيو ٢٠١٨ في أرشيف الإنترنت
  4. ↑ غارسيا أوليفاريس، أنطونيو، يواكيم بالابريرا بوي، إميلي غارسيا لادونا، وأنطونيو توريل. مزيج عالمي متجدد مع تقنيات مجربة ومواد مشتركة، سياسة الطاقة، 41 (2012): 561–57، http://imedea.uib-csic.es/master/cambioglobal/Modulo_I_cod101601/Ballabrera_Diciembre_2011/Articulos/Garcia-Olivares.2011.pdf
  5. ↑ "توفير الطاقة - زيادة كيلوغرام واحد من النحاس تُحسّن الأداء البيئي من 100 إلى 1000 ضعف" . مجلة الطاقة المتجددة، في قلب صحافة الطاقة النظيفة . 14 أبريل 2011. تاريخ الاطلاع: 16 أغسطس 2023 .
  6. ↑ النحاس في صميم الطاقات المتجددة؛ المعهد الأوروبي للنحاس؛ المعهد الأوروبي للنحاس؛ ١٨ صفحة؛ http://www.eurocopper.org/files/presskit/press_kit_copper_in_renewables_final_29_10_2008.pdf مؤرشف بتاريخ ٢٣ مايو ٢٠١٢ في أرشيف الإنترنت
  7. ↑ النحاس في أنظمة الطاقة؛ جمعية تطوير النحاس؛ http://www.copper.org/environment/green/energy.html مؤرشف بتاريخ 1 أغسطس 2020 في أرشيف الإنترنت
  8. ١ ٢ ٣ صعود الطاقة الشمسية: فرصة فريدة للنحاس؛ مجلة صناعة الطاقة الشمسية؛ أبريل ٢٠١٧؛ زولايكا سترونج؛ https://issues.solarindustrymag.com/article/rise-solar-unique-opportunity-copper مؤرشف بتاريخ ٣٠ أكتوبر ٢٠٢٢ في أرشيف الإنترنت
  9. ↑ بوبس، هوراس، 1995. علم المعادن الفيزيائي للموصلات الكهربائية، في دليل الأسلاك غير الحديدية، المجلد 3: المبادئ والتطبيق، الرابطة الدولية للأسلاك
  10. ↑ كتاب حقائق النحاس العالمي، 2017؛ http://www.icsg.org/index.php/component/jdownloads/finish/170/2462
  11. ↑ ملخص سلعة النحاسالمعدنية (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 2017) https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/copper/mcs-2017-coppe.pdf
  12. ↑ التقييم العالمي للموارد المعدنية (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 2014) https://pubs.usgs.gov/fs/2014/3004/pdf/fs2014-3004.pdf
  13. ↑ توافر النحاس على المدى الطويل؛ الرابطة الدولية للنحاس؛ http://copperalliance.org/wordpress/wp-content/uploads/2018/02/ICA-long-term-availability-201802-A4-HR.pdf مؤرشف بتاريخ 29 يونيو 2018 في أرشيف الإنترنت
  14. ↑ هل سيكون التحول إلى الطاقة المتجددة مُعبّدًا بالنحاس؟، عالم الطاقة المتجددة؛ ١٥ يناير ٢٠١٦؛ بقلم زولايكا سترونج؛ https://www.renewableenergyworld.com/articles/2016/01/will-the-transition-to-renewable-energy-be-paved-in-copper.html مؤرشف بتاريخ ٢٢ يونيو ٢٠١٨ في أرشيف الإنترنت
  15. ↑ يؤكد التقييم المتكامل لدورة حياة سيناريوهات إمدادات الكهرباء الفائدة البيئية العالمية للتقنيات منخفضة الكربون؛ إدغار ج. هيرتويتش، توماس جيبون، إيفرت أ. بومان، أندرس أرفيسن، سانغوون سوه، غارفين أ. هيث، جوزيف د. بيرجيسن، أندريا راميريز، مابيل إ. فيغا، ولي شي؛ وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية؛ 19 مايو 2015. 112 (20) 6277-6282؛ https://doi.org/10.1073/pnas.1312753111
  16. ↑ رياح التجارة نحو النحاس؛ الطاقة والبنية التحتية، http://www.energyandinfrastructure.com/sections/columns1/469-winds-of-trade-toward-copper مؤرشف بتاريخ 22 يونيو 2018 في أرشيف الإنترنت
  17. ↑ القدرة الحالية والمتوقعة لتوليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، الرياح والطاقة الشمسية، والطلب الناتج على النحاس؛ بي بي إف أسوشيتس وكونراد جيه إيه كونديغ، 20 يوليو 2011؛ ​​http://copperalliance.org/wordpress/wp-content/uploads/2017/03/Projected-wind-solar-copper-demand-1.pdf مؤرشف بتاريخ 24 يونيو 2017 في أرشيف الإنترنت
  18. 1 2 "هل سيكون التحول إلى الطاقة المتجددة ممهداً بالنحاس؟" . عالم الطاقة المتجددة . 15 يناير 2016. مؤرشف من الأصل في 22 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 22 يونيو 2018 .
  19. ↑ الطاقة المتجددة المتنامية تتطلب المزيد من النحاس، هندسة طاقة الرياح، ٢١ نوفمبر ٢٠١٢؛ https://www.windpowerengineering.com/business-news-projects/uncategorized/growing-renewable-energy-needs-more-copper/ مؤرشف بتاريخ ٢٢ يونيو ٢٠١٨ في أرشيف الإنترنت
  20. تقرير REN 21 لعام 2012
  21. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 تقييم محتوى النحاس في محطات الطاقة الشمسية الحرارية (2010)، عرض تقديمي من شركة بروترموسولار < http://www.protermosolar.com > لصالح المعهد الأوروبي للنحاس؛ متاح على موقع ليوناردو إنرجي - اسأل خبيرًا؛ "اسأل خبيرًا | ليوناردو إنرجي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2012 .
  22. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ تعظيم استخدام النحاس في الخلايا الكهروضوئية. عرض تقديمي من مجموعة جينيراليا إلى مؤتمر ECI، ٢٠١٢؛ متاح على موقع ليوناردو للطاقة - اسأل خبيرًا؛ "اسأل خبيرًا | ليوناردو للطاقة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٦ نوفمبر ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٢ ديسمبر ٢٠١٢ .
  23. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ تكنولوجيا مولدات طاقة الرياح، من إعداد شركة إكلاريون إس إل، مدريد، مايو ٢٠١٢؛ http://www.eclareon.com ؛ متوفر لدى ليوناردو إنرجي - اسأل خبيرًا؛ "اسأل خبيرًا | ليوناردو إنرجي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٦ نوفمبر ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٢ ديسمبر ٢٠١٢ .
  24. ↑ الطاقة المتجددة صديقة للبيئة كما تتوقع؛ مجلة ساينتفك أمريكان ؛ 8 أكتوبر 2014؛ https://www.scientificamerican.com/article/renewables-are-as-green-as-you-d-expect/ ؛ نقلاً عن: تقييم دورة الحياة المتكاملة لسيناريوهات إمدادات الكهرباء يؤكد الفائدة البيئية العالمية للتقنيات منخفضة الكربون؛ بقلم إدغار ج. هيرتويتش وآخرون؛ وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية ؛ 19 مايو 2015. 112 (20) 6277-6282؛ https://doi.org/10.1073/pnas.1312753111
  25. 1 2 هل سيكون التحول إلى الطاقة المتجددة ممهدًا بالنحاس؟، عالم الطاقة المتجددة؛ 15 يناير 2016؛ https://www.renewableenergyworld.com/articles/2016/01/will-the-transition-to-renewable-energy-be-paved-in-copper.html مؤرشف في 22 يونيو 2018 على موقع Wayback Machine
  26. ↑ القدرة الحالية والمتوقعة لتوليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، طاقة الرياح والطاقة الشمسية، والطلب الناتج على النحاس؛ برنامج الطاقة الكهربائية المستدامة التابع لجمعية تطوير النحاس؛ 20 يوليو/تموز 2011، من إعداد BFF Associates وKonrad JA Kundig؛ http://copperalliance.org/wordpress/wp-content/uploads/2017/03/Projected-wind-solar-copper-demand-1.pdf مؤرشف بتاريخ 24 يونيو/حزيران 2017 على موقع Wayback Machine
  27. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ الأسواق الكهربائية الناشئة للنحاس، بلومزبري مينيرالز إيكونوميكس المحدودة، ٦ يوليو ٢٠١٠؛ دراسة بحثية مستقلة متاحة على موقع ليوناردو إنرجي - اسأل خبيرًا؛ "اسأل خبيرًا | ليوناردو إنرجي" . مؤرشف من الأصل في ٢٦ نوفمبر ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه في ١٢ ديسمبر ٢٠١٢ .
  28. ↑ تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية: استبدال الفضة بالنحاس، 2012. مجلة الطاقة المتجددة العالمية؛ 2 يوليو 2012؛ http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2012/07/pv-technology-swapping-silver-for-copper
  29. ↑ توصيف مواد امتصاص CIGS ذات كفاءة 19.9%؛ المختبر الوطني للطاقة المتجددة، مايو 2008؛ http://www.nrel.gov/docs/fy08osti/42539.pdf . تاريخ الاطلاع: 10 فبراير 2011
  30. ↑ واديا، سي. وآخرون، 2008. تخليق بلورات نانوية من كبريتيد النحاس (I) لتطبيقات الخلايا الكهروضوئية؛ ملخص برنامج مؤتمر تقنية النانو 2008؛ http://www.nsti.org/Nanotech2008/showabstract.html?absno=70355 مؤرشف بتاريخ 4 نوفمبر 2013 في أرشيف الإنترنت
  31. ↑ مصدر الطاقة الشمسية الأول؛ "معدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية باستخدام الكابلات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25-03-2011 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 03-01-2013 .
  32. ١ ٢ ٣ الطاقة المتجددة ٢٠١٢: تقرير الوضع العالمي؛ شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الحادي والعشرين (REN 21)؛ "REN21 - تقرير الوضع العالمي للطاقة المتجددة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٨ يناير ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٩ فبراير ٢٠١٣ .
  33. ١ ٢ سخانات المياه الشمسية؛ موفرات الطاقة؛ كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة؛ وزارة الطاقة الأمريكية؛ http://www.energysavers.gov/your_home/water_heating/index.cfm/mytopic=12850/ مؤرشف بتاريخ ٢٥ أغسطس ٢٠١٢ في أرشيف الإنترنت
  34. 1 2 2011 التقرير العالمي عن حالة الطاقة المتجددة لشبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الحادي والعشرين (REN21)
  35. ↑ يُستخدم البولي إيثيلين تيريفثالات (PEX-AL-PEX) بكثرة في بناء مُجمِّعات الطاقة الشمسية الحرارية.
  36. ↑ تسخين المياه بالطاقة الشمسية؛ شركة بي آند آر للخدمات؛ http://www.bandrservice.com/solar.htm
  37. ↑ كيف يعمل نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية؛ SolarPlusGreen.com؛ http://www.solarplusgreen.com/solar-know-how.htm مؤرشف بتاريخ 4 سبتمبر 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
  38. ↑ أنظمة ميراسول للطاقة الشمسية؛ http://www.mirasolenergysystems.com/pdf/et-technology.pdf مؤرشف بتاريخ 4 نوفمبر 2013 في أرشيف الإنترنت
  39. ↑ كيف تعمل سخانات الطاقة الشمسية؛ شركة مايكا للطاقة الشمسية؛ "معلومات فنية، شركة هاينينغ مايكا لتكنولوجيا الطاقة الشمسية المحدودة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-10-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-11-2012 .
  40. ↑ بايات للطاقة: سخانات المياه الشمسية؛ http://www.bayatenergy.co.uk/Solar%20Water%20Heaters%20Catalogue.pdf مؤرشف بتاريخ 3 نوفمبر 2013 في أرشيف الإنترنت
  41. ↑ توليد الطاقة الموزعة والطاقات المتجددة - طاقة الرياح؛ دليل جودة الطاقة واستخدامها؛ ليوناردو للطاقة؛ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 1 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليها بتاريخ 12 ديسمبر 2012 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  42. ↑ أميال من النحاس تجعل ذلك ممكنًا، النحاس وطاقة الرياح: شركاء من أجل بيئة نظيفة؛ جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/electrical/energy/casestudy/wind_energy_a6101.html#top مؤرشف في 18 أكتوبر 2012 على موقع Wayback Machine
  43. 1 2 أساسيات طاقة الرياح - كيف يُسهم النحاس في جعل طاقة الرياح ممكنة؛ http://www.copper.org/environment/green/casestudies/wind_energy/wind_energy.html
  44. ↑ تاتاكيس، جيم، 2011. النحاس هو المعدن الأخضر حقًا؛ جرانيت إيدج - رؤى استثمارية من مستشاري جرانيت للاستثمار؛ http://www.granitesedge.com/2011/02/01/copper-truly-is-the-green-metal مؤرشف بتاريخ 2013-06-02 في أرشيف الإنترنت
  45. ١ ٢ صعود الطاقة الشمسية: فرصة فريدة للنحاس؛ مجلة صناعة الطاقة الشمسية؛ أبريل ٢٠١٧؛ بقلم زولايكا سترونج؛ https://issues.solarindustrymag.com/article/rise-solar-unique-opportunity-copper مؤرشف بتاريخ ٣٠ أكتوبر ٢٠٢٢ في أرشيف الإنترنت
  46. ١ ٢ الطاقة المتجددة المتنامية تحتاج إلى المزيد من النحاس؛ بقلم نيك شاربلي؛ ٢١ نوفمبر ٢٠١٢؛ هندسة طاقة الرياح ؛ https://www.windpowerengineering.com/business-news-projects/uncategorized/growing-renewable-energy-needs-more-copper/ مؤرشف بتاريخ ٢٢ يونيو ٢٠١٨ في أرشيف الإنترنت
  47. ↑ الطاقة المتجددة المتنامية تتطلب المزيد من النحاس؛ بقلم نيك شاربلي؛ 21 نوفمبر 2012؛ هندسة طاقة الرياح ؛ https://www.windpowerengineering.com/business-news-projects/uncategorized/growing-renewable-energy-needs-more-copper/ مؤرشف في 22 يونيو 2018 على موقع Wayback Machine ؛ استنادًا إلى الدراسة: القدرة الحالية والمتوقعة لتوليد الكهرباء المتجددة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطلب الناتج على النحاس؛ من إعداد BFF Associates وKonrad JA Kundig؛ نُشرت على: http://copperalliance.org/wordpress/wp-content/uploads/2017/03/Projected-wind-solar-copper-demand-1.pdf مؤرشف في 24 يونيو 2017 على موقع Wayback Machine
  48. 1 2 "النمو السريع في طاقة الرياح يدفع الطلب على النحاس" . ريفييرا ماريتايم ميديا .
  49. 1 2 غارسيا أوليفاريس، أنطونيو، يواكيم بالابريرا بوي، إميلي غارسيا لادونا، وأنطونيو توريل. مزيج عالمي متجدد مع تقنيات مجربة ومواد مشتركة، سياسة الطاقة 41 (2012): 561–57، http://imedea.uib-csic.es/master/cambioglobal/Modulo_I_cod101601/Ballabrera_Diciembre_2011/Articulos/Garcia-Olivares.2011.pdf
  50. ↑ تقييم محتوى النحاس في توربينات الرياح، التقرير النهائي V01، من إعداد شركة فروست آند سوليفان. عُرض على شركة ECI في 12 يوليو 2010. متاح على موقع ليوناردو للطاقة - اسأل خبيرًا؛ "اسأل خبيرًا | ليوناردو للطاقة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2012 .
  51. ↑ مايرز، سي. براكن، 2009. فقد الطاقة في توربينات الرياح؛ سنتوريون إنرجي؛ 31 يوليو 2009؛ http://centurionenergy.net/energy-loss-of-a-wind-turbine مؤرشف في 30 أكتوبر 2012 على موقع Wayback Machine
  52. ↑ عنصر أساسي - الكابلات: يُعد اختيار الكابل المناسب لتطبيقات التوربينات المحددة أمرًا بالغ الأهمية لنجاح مزارع الرياح؛ أنظمة الرياح؛ أوفه شينك؛ http://www.windsystemsmag.com/article/detail/538/critical-componentcables مؤرشف بتاريخ 20 يوليو 2018 في أرشيف الإنترنت
  53. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ تقييم محتوى النحاس في توربينات الرياح، التقرير النهائي V01، من إعداد شركة فروست آند سوليفان. عُرض على شركة ECI في ١٢ يوليو ٢٠١٠. متاح على موقع ليوناردو للطاقة - اسأل خبيرًا؛ "اسأل خبيرًا | ليوناردو للطاقة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٦ نوفمبر ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٢ ديسمبر ٢٠١٢ .
  54. ↑ بانغ، د.، بوليندر، هـ.، شريستا، ج.، وفيريرا، ج.أ.، 2009. حلول ممكنة للتغلب على عيوب مولد الدفع المباشر لتوربينات الرياح الكبيرة؛ في: وقائع مؤتمر Ewc 2009، جلسة CT3، متاح على الرابط http://www.ewec2009proceedings.info .
  55. ↑ Frost and Sullivan، 2009، كما ورد في كتاب "تكنولوجيا مولدات طاقة الرياح"، من إعداد شركة Eclareon SL، مدريد، مايو 2012؛ http://www.eclareon.com ؛ متاح على موقع Leonardo Energy - اسأل خبيرًا؛ "اسأل خبيرًا | Leonardo ENERGY" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2012 .
  56. ↑ رياح التجارة نحو النحاس؛ الطاقة والبنية التحتية؛ http://www.energyandinfrastructure.com/sections/columns1/469-winds-of-trade-toward-copper مؤرشف بتاريخ 22-06-2018 في أرشيف الإنترنت
  57. ↑ مقدمة عن كابلات توربينات الرياح: الكابلات 101: بقلم كاثي زيب، 17 يناير 2012؛ https://www.windpowerengineering.com/mechanical/cables-connectors/cables-101/
  58. ↑ ماتيرا، مايكل؛ 2010. بديل للتأريض القائم على النحاس؛ هندسة وتطوير طاقة الرياح؛ 4 أغسطس 2010؛ http://www.windpowerengineering.com/tag/copper-clad-steel/
  59. ↑ المكون الأساسي - الكابلات: يُعد اختيار الكابل المناسب لتطبيقات التوربينات المحددة أمرًا بالغ الأهمية لنجاح مزارع الرياح؛ أنظمة الرياح؛ أوفه شينك؛ http://www.windsystemsmag.com/article/detail/538/critical-componentcables مؤرشف بتاريخ 20 يوليو 2018 في أرشيف الإنترنت
  60. ↑ الطاقة المتجددة المتنامية تتطلب المزيد من النحاس؛ بقلم نيك شاربلي؛ 21 نوفمبر 2012؛ هندسة طاقة الرياح ؛ https://www.windpowerengineering.com/business-news-projects/uncategorized/growing-renewable-energy-needs-more-copper/ مؤرشف في 22 يونيو 2018 على موقع Wayback Machine ؛ استنادًا إلى الدراسة: القدرة الحالية والمتوقعة لتوليد الكهرباء المتجددة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطلب الناتج على النحاس؛ من إعداد BFF Associates وKonrad JA Kundig؛ نُشرت على: http://copperalliance.org/wordpress/wp-content/uploads/2017/03/Projected-wind-solar-copper-demand-1.pdf مؤرشف في 24 يونيو 2017 على موقع Wayback Machine
  61. ↑ غارسيا أوليفاريس، أنطونيو، يواكيم بالابريرا بوي، إميلي غارسيا لادونا، وأنطونيو توريل. "مزيج عالمي متجدد مع تقنيات مجربة ومواد مشتركة." سياسة الطاقة 41 (2012): 561-574. http://imedea.uib-csic.es/master/cambioglobal/Modulo_I_cod101601/Ballabrera_Diciembre_2011/Articulos/Garcia-Olivares.2011.pdf