الاشتراك في تحديثات الأخبار اليومية من CleanTechnica على البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل!

يشارك بول دينهولم، باحث نظام الطاقة في NREL، ما تحتاج إلى معرفته حول موثوقية الشبكة الأمريكية ولماذا يمكن للطاقة المتجددة أن تساعد في إبقاء الأضواء مضاءة

تتميز هذه الدفعة من سلسلة Tell Me Something Grid التابعة للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL's). بول دينهولم، زميل أبحاث كبير في هندسة النماذج ومحلل شبكي لما يقرب من 20 عامًا في NREL. يشارك دينهولم كيف يمكننا الاعتماد على شبكة موثوقة بها المزيد من الطاقة المتجددة والنظيفة.

يعتمد الناس على الوصول إلى الكهرباء الموثوقة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع لتشغيل منازلنا وشركاتنا ومجتمعاتنا. هناك الكثير من التخطيط والعمليات لضمان بقاء الأضواء مضاءة.

في المختبر الوطني للطاقة المتجددة، تعلمنا الكثير عن شبكة الطاقة المعتمدة على الطاقة المتجددة، وليس هناك سبب متأصل يمنع مصادر الطاقة المتجددة من المساعدة في إبقاء الأضواء مضاءة. لقد أثبتنا بالفعل قدرة الشبكة على الحفاظ على التشغيل الموثوق به مع مستويات عالية من الطاقة المتجددة المتغيرة.

لدعم أصحاب المصلحة في نظام الطاقة من خلال فهم العالم المعقد لتخطيط وعمليات الشبكة الموثوقة، قمنا بتطوير حزمة من الموارد التي تشرح الجوانب المختلفة للموثوقية. تتضمن الحزمة صحائف وقائع حول موثوقية شبكة الطاقة الحالية, أسباب انقطاع التيار الكهربائي الكبير الأخير وما يتم القيام به ردًا على ذلكو الحفاظ على شبكة مستقبلية موثوقة. لقد قمنا أيضًا بتطوير معلومات أساسية إضافية حول أساسيات موثوقية شبكة الطاقة والكهرباء النظيفة. يمكنك التعمق في أكبر قدر تريده من التفاصيل، ولكن الأمر يتلخص في 10 أشياء يجب معرفتها عن شبكة الكهرباء الأمريكية - وقد تفاجئك.

1. الشبكة الأمريكية موثوقة للغاية. يفقد العميل العادي في الولايات المتحدة الطاقة أقل من مرتين سنويًا لمدة إجمالية تقل عن خمس ساعات، وهو ما يمثل موثوقية بنسبة 99.95%.
2. ترجع جميع حالات انقطاع التيار الكهربائي تقريبًا إلى مشكلات في نظام التوزيع. على عكس النظام بالجملة، الذي ينقل الطاقة إلى مناطق أكبر، فإن نظام التوزيع هو نظام محلي للطاقة للمستهلكين الأفراد. عادةً لا يرتبط سبب الانقطاع بنظام الطاقة بالجملة ويحدث على بعد ميل أو ميلين من منزلك، مثل سقوط فرع شجرة على خط كهرباء محلي.
3. تم تصميم الشبكة بحيث يمكن أن يتعطل أي مولد أو خط نقل فردي، وتظل الشبكة متصلة بسلاسة. ويتم تحقيق هذا التصميم من خلال تدابير مختلفة، مثل مسارات متعددة لتدفق الكهرباء واحتياطيات الطاقة الاحتياطية. يمكّن هذا التصميم شبكة الكهرباء الأمريكية من التكيف بسرعة مع فشل المولد أو خط النقل، حتى بدون فقدان مؤقت للطاقة.
4. لا تفقد شبكة الطاقة في الولايات المتحدة طاقتها أبدًا تقريبًا بسبب عدم كفاية التوليد. لدينا دائمًا قدرة توليد كافية لتلبية الطلب في الأيام الأكثر حرارة والليالي الباردة - مع القدرة على توفير الطاقة. يتم الحفاظ على الموثوقية جزئيًا من خلال ربط أجزاء كبيرة من الولايات المتحدة وتقاسم الموارد عبر مناطق كبيرة.
5. حدث أكبر انقطاعين بسبب نقص إمدادات الكهرباء في العشرين عامًا الماضية في عامي 20 و2021 بسبب درجات الحرارة شديدة البرودة التي أثرت على معظم معدات التوليد، وأهمها الغاز الطبيعي. ولم تكن وحدات الإمداد بالوقود والتوليد جاهزة للبرد الشديد، ولم تتوقع سيناريوهات تخطيط الطاقة سلسلة الأحداث هذه.
6. تدعم اللوائح على مستوى الولاية والمستوى الإقليمي والفدرالي وتتطلب من المرافق الفردية أو مشغلي الشبكة الحفاظ على موثوقية الشبكة. يتضمن ذلك لوائح حول كيفية وتوقيت إيقاف محطة توليد الكهرباء. من أجل إيقاف محطة توليد الطاقة، يجب أن يكون لدى مشغل المرافق أو الشبكة ما يكفي من توليد الكهرباء البديلة - بغض النظر عن المصدر - لضمان استيفاء معيار الموثوقية. تساعد هذه المعايير على ضمان الموثوقية مع إضافة المزيد من طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
7. يمكن أن تلعب الطاقة الشمسية والتخزين دورًا متزايدًا في الحفاظ على الموثوقية. إن الجمع بين الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة يقوم بعمل جيد حقًا في توفير قدرة موثوقة خلال فترة ما بعد الظهيرة في الصيف الحار، وهو أحد أكبر مصادر القدرة الجديدة لتلبية الطلب في أوقات الذروة.
8. تعمل بعض أجزاء الشبكة بالفعل بمستويات عالية من توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية، مما يحقق الحد الأقصى لكسر التوليد في الساعة بنسبة 70% إلى 90% في مناطق الشبكة مثل كاليفورنيا وتكساس ووسط الولايات المتحدة. وقد أثبت هذا القدرة على الحفاظ على الموثوقية التشغيلية من خلال الأساليب والممارسات الجديدة.
9. من المرجح أن يتحول دور محطات الوقود الأحفوري التقليدية من كونها مصدرًا للقدرة بالإضافة إلى الطاقة إلى مصدر للقدرة. وهذا يعني أن محطة الوقود الأحفوري لن تعمل بشكل مستمر ولكن فقط عند الضرورة، مثل فترات قصيرة من الطلب المرتفع للغاية أو انخفاض توليد الرياح والطاقة الشمسية. يتيح لنا ذلك تحقيق إزالة الكربون بشكل عميق جدًا (80٪ - 90٪ كهرباء نظيفة) من خلال بناء كهرباء نظيفة جديدة وتخزينها ونقلها مع استخدام الأسطول الأحفوري الحالي حسب الحاجة لأغراض الموثوقية.
10. تقترح المرافق الآن تحقيق إزالة الكربون بشكل عميق للغاية ودمج كميات كبيرة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية كجزء من خطط أعمالها التي تلبي المتطلبات التنظيمية للحفاظ على الموثوقية. وهي ناشئة جزئيًا عن جهود تخطيط المرافق التي تأخذ في الاعتبار تحديات الموثوقية وتديرها.

لن تبدو شبكة المستقبل مثل شبكة الطاقة الحالية، لكنها لا تزال قادرة على الحفاظ على الكهرباء الموثوقة التي تزود حياتنا بالطاقة. إذا كنت تريد معرفة المزيد حول ما يجعل الشبكة موثوقة، فتأكد من مراجعة حزمة الموارد: موثوقية شبكة الطاقة الحالية, أسباب حالات انقطاع التيار الكهربائي الكبرى الأخيرة وما الذي يتم فعله للرد عليها, الحفاظ على شبكة مستقبلية موثوقة مع المزيد من طاقة الرياح والطاقة الشمسيةو أساسيات موثوقية شبكة الطاقة والكهرباء النظيفة.

اقرأ المزيد من NREL قل لي شيئا الشبكة سلسلةو اشترك في النشرة الإخبارية لتحليل الطاقة الخاصة بـ NREL.

من باب المجاملة المختبر الوطني. بقلم بول دينهولم

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://cleantechnica.com/2024/02/04/top-10-things-to-know-about-power-grid-reliability-renewable-energy/