بعض المعلقين يبدو أن تكون قلقة أن شبكات الكهرباء لدينا تواجه أزمة الجهد الوشيك ، مستشهدة بالمخاوف من أن الطاقة المتجددة (الألواح الشمسية على السطح على وجه الخصوص) ستهدد جودة إمدادات الطاقة لدينا.
هذه المخاوف تتوقف على حقيقة أن الألواح الشمسية والمولدات المنزلية الأخرى يمكن أن تدفع الفولتية ، مما يجعل من الصعب على شركات الشبكة الحفاظ على الاستقرار عبر الشبكة. لكن ما هو أقل فهماً جيداً (وأقل بكثير من التقارير) هو الإمكانية الهائلة للجيل المحلي لتحسين نوعية قوتنا بدلاً من إعاقتها.
A تقرير جديد من وجهة نظرنا تجديد الشبكات يهدف المشروع إلى إظهار كيف يمكن للتكنولوجيات مثل "العاكسات الذكية" أن تساعد في إدارة الجهد على نطاق الأسرة ، وليس في المحطات الفرعية. وهذا من شأنه أن يحسن من جودة قوتنا ويقلب المشكلة المحتملة للطاقة المتجددة المنزلية إلى حل.
لماذا كل هذا العناء حول الجهد؟
يجب أن تكون الكهرباء من نقاط القوة الخاصة بنا على شكل 230 volts تقريبًا ، دون الانحراف أكثر من اللازم أو أقل من ذلك بكثير. يتقلب طوال اليوم ، اعتمادا على مقدار الطاقة المستخدمة.
هنا تشبيهًا: فكر في تدفق المياه عبر الأنابيب. خطوط الكهرباء هي الأنابيب نفسها ، والجهد يشبه ضغط الماء في الأنابيب - أي كمية القوة التي تدفع الماء (أو الكهرباء) على طول. استخدام كميات كبيرة من الطاقة يؤدي إلى انخفاض الجهد ، مثل عندما تأتي الغسالة أثناء الاستحمام. فجأة ينخفض الضغط لأن الأجهزة الأخرى تستخدم الماء أيضًا.
يتأثر الضغط أيضًا بمدى اقتران الجهاز بالمصدر. على سبيل المثال ، إذا كانت الغسالة والدش متصلين عند سفح السد ، فبدلاً من نهاية عدة أميال من الأنابيب ، يمكنك تشغيلهما وعدم ملاحظة انخفاض في الضغط.
بالنسبة لنظام التوزيع الكهربائي ، هذا يعني أن المنازل البعيدة عن المحطة الفرعية هي الأكثر عرضة للترهل (أقل) من الفولطية عند استخدام كميات كبيرة من الطاقة.
لطالما كانت إدارة الجهد مشكلة بالنسبة لمشغلي الشبكات ، لا سيما في المناطق الريفية حيث خطوط الكهرباء أطول. الجهد المنخفض على خطوط الطاقة الطويلة غالبًا ما يعني وجود أضواء خافتة ومضيئة للمقيمين في نهاية الخط.
على الجانب الآخر ، يمكن أن تؤدي الجهد الزائد إلى تلف المعدات الإلكترونية الحساسة - تشبه قليلاً عندما ينبثق ضغط الماء خرطوم الحديقة من الحنفية.
يمكن أن تصبح هذه التقلبات مشكلة لشركات الطاقة عندما يذهب الجهد خارج النطاق المسموح به.
كيف تؤثر الطاقة الشمسية على الجهد؟
لم يتم بناء شبكات الكهرباء الخاصة بنا في الأصل لكثير من مصادر التوليد المحلية مثل الألواح الشمسية على الأسطح أو التوربينات الهوائية الصغيرة. وحتى وقت قريب ، كانت الطاقة تتدفق بشكل عام في اتجاه واحد فقط ، من محطة طاقة كبيرة (عادة ما تعمل بالفحم) إلى المستهلكين.
• عدد متزايد من الألواح الشمسية المنزلية على الشبكة تغيرت هذا المشهد والآن تدفقات الطاقة في كلا الاتجاهين. يمكن للألواح الشمسية أن تجعل إدارة الشبكة أكثر تعقيدًا ، لأن الجهد يزداد حيث تولد الطاقة.
زيادة صغيرة في الجهد الكهربائي ليست مشكلة عندما يكون هناك ما يكفي من الطلب على الكهرباء. ولكن عندما لا يوجد أحد في الحي ، فإن الطاقة الشمسية قد ترفع الجهد إلى ما بعد الحد الأعلى.
في هذه الحالة ، من المحتمل أن تقوم حماة الدائرة في المولد بالرحلة وسيتم قطع الألواح الشمسية لحماية الشبكة. وهذا يعني أيضًا أن المنزل لن يتمكن من الوصول (أو الحصول على أموال مقابل!) الطاقة الشمسية التي يولدها.
يمكن لأي مولد مملوك للعميل أن يؤثر على الجهد - بما في ذلك الطاقة الشمسية أو البطاريات أو مولدات الديزل. لكننا نميل إلى سماعنا عن الطاقة الشمسية لأنها أكثر الوسائل شعبية للجيل المحلي. استراليا لديها الآن أكثر من 1.5 مليون منزل مع الطاقة الشمسية على السطح، وهذا الرقم يرتفع بسرعة.
في حين أن بعض الناس قد يرون ذلك كمسألة ، فإن الحل يكمن في بعض الأحيان في المشكلة نفسها. في هذه الحالة ، يمكن للأنظمة الشمسية الجديدة أن تقدم طريقة أكثر تعقيدًا لإدارة جهد الشبكة.
الابتكار: يمكن للعاكس الذكي التحكم في الطاقة الشمسية والبطاريات للمساعدة في تثبيت الجهد على الشبكة.
كيف يمكن أن تصبح الطاقة الشمسية الحل؟
تقليديا ، حلول إدارة الجهد غير حادة إلى حد ما ، مما يؤثر على عشرات أو حتى مئات الخصائص في وقت واحد ، على الرغم من حقيقة أن الظروف قد تكون مختلفة تماما في كل الممتلكات. إن المعدات المستخدمة - المليئة بأسماء السبر الفني مثل "مبدلات الصنبور عند التحميل" و "المعوضات المنسوبة إلى الخطوط" - غالية الثمن وغالباً ما توجد داخل المحولات في المحطات الفرعية. كل هذه المجموعة الهندسية الكهربائية تضيف تكلفة الطاقة للعملاء.
ومع ذلك ، فإن أنظمة الطاقة الشمسية والبطاريات الجديدة لديها الآن الذكاء لإدارة الجهد بطريقة أرخص وأكثر استهدافًا ، من خلال محولات "ذكية". قد توفر هذه التقنيات الجديدة الرابط المفقود لمصادر الطاقة الجديدة المتجددة والموثوقة.
هذه هي الطريقة التي تعمل بها: تتصل الطاقة الشمسية السكنية والبطاريات وغيرها من المولدات بالشبكة عبر المحولات التي أصبحت الآن مدمجة في تقنيات عمليات (IoT)إنترنت الأشياء) تكنولوجيا الاتصالات. هذه العاكسات الذكية تسمح للشبكة "بالتحدث" للمولد المحلي وطلب خدمات الدعم ، بما في ذلك من خلال ما يسمى قوة رد الفعل (انظر الرسم أدناه).
يمكن أن تساعد الطاقة التفاعلية على رفع وخفض الجهد على الشبكة ، مما يحسن من جودة الطاقة بما في ذلك استقرار الجهد. لمزيد من التفاصيل التقنية ، انظر تقرير صدر حديثا على إمكانية العاكسون الذكية للمساعدة في إدارة الشبكة.
يمكن للعاكس الذكي تصدير أو امتصاص كل من القوة الحقيقية والمتفاعلة.
كل هذا ممكن فقط إذا كانت أعمال الشبكات مفتوحة لطرق عمل استباقية جديدة - كما هو موضح من قبل شركاء مشروع تجديد شبكتنا المتحدة للطاقة في فيكتوريا و الطاقة الأساسية في نيو ساوث ويلز.
وهذا يعني حدوث تحول في التفكير من نموذج العملاء السلبي التقليدي - نحن نوفر الطاقة لك! - إلى أكثر ديناميكية وتعاونية حيث يمكن للعملاء المساعدة بالفعل في إدارة الشبكة وكذلك استخدام الطاقة وتوليدها.
من المؤكد أن نقل نظام كامل للطاقة ليس عملاً مهماً ، ولكنه يوفر فرصة لبناء نظام كهربائي أفضل وأكثر مرونة يتضمن طاقة أكثر متجددة.
إذا كنا أذكياء ، فلن نحتاج إلى مقايضة تأثيرنا المناخي بمصداقية نظامنا للكهرباء. نحتاج فقط لأن نكون منفتحين على الطرق الجديدة لحل المشاكل القديمة.
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد ، فإن معهد المستقبل المستدام يعقد منتدى عامًا حول الشبكات التي تم تجديدها في UTS University يوم الثلاثاء فبراير 14 في 12: 15-3: 15 pm. لمزيد من المعلومات محمي عنوان البريد الإلكتروني هذا من المتطفلين و برامج التطفل. تحتاج إلى تفعيل جافا سكريبت لتتمكن من مشاهدته..
عن المؤلفين
لورنس ماكينتوش ، كبير مستشاري البحوث بمعهد العقود المستقبلية المستدامة ، جامعة التكنولوجيا في سيدني وداني ألكسندر ، مدير الأبحاث ، معهد المستقبل المستدام ، جامعة التكنولوجيا في سيدني
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.
كُتب ذات صلة
