تخزين طاقة الشبكات: الفرق بين النسختين

تم إضافة 1٬341 بايت ، ‏ قبل سنة واحدة
ط
بوت:إضافة وصلة أرشيفية.
(This contribution was added by Bayt al-hikma 2.0 translation project)
ط (بوت:إضافة وصلة أرشيفية.)
في شبكة كهربائية دون تخزين طاقة، يجب رفع وخفض التوليد الذي يعتمد على الطاقة المخزنة في الوقود (الفحم، الكتلة الحيوية، الغاز الطبيعي، الوقود النووي) لموافقة انخفاض وارتفاع إنتاج الكهرباء من المصادر المتقطعة. في حين يمكن بسرعة رفع أو خفض إنتاج محطات الغاز الطبيعي والمحطات الكهرومائية لتتبع الطلب، فإن محطات توليد الكهرباء من طاقة الرياح أو الفحم أو الطاقة النووية تحتاج وقتًا ملموسًا للاستجابة للحمل. بالتالي فإن المؤسسات التي تعتمد بشكل أقل على الغاز الطبيعي أو المحطات الكهرومائية أكثر اعتمادًا على إدارة الطلب، أو الوصلات التبادلية مع الشبكة، أو التخزين المكلف بضخ الماء.
 
تقدر شركة الاستشارة الفرنسية «يول ديفيلوبمان - Yole Développement» أن سوق «التخزين الثابت» يمكن أن يصبح فرصة بحجم 13.5 بليون دولار بحلول 2023، بالمقارنة مع أقل من 1 بليون دولار في عام 2015.<ref>{{citeاستشهاد webويب
| urlمسار = http://www.ozy.com/rising-stars/jay-whitacre-and-the-edible-battery/60826
| titleعنوان = Jay Whitacre and the edible battery
| dateتاريخ = 24 August 2015
| websiteموقع = Ozy
| archiveurlمسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160608062631/http://www.ozy.com/rising-stars/jay-whitacre-and-the-edible-battery/60826
| archivedateتاريخ أرشيف = 8 June 2016
| ref = Ozy
| first1الأول1 = Debra
| last1الأخير1 = Smit
| access-dateتاريخ الوصول = 2016-06-15
| url-statusحالة المسار = live
| df = dmy-all
}}</ref>
 
== إدارة جانب الطلب وتخزين الشبكة ==
يمكن أيضًا لجانب الطلب تخزين الكهرباء من الشبكة، على سبيل المثال: عن طريق شحن بطارية المركبات الكهربائية فإنها تخزن الطاقة للمركبة، وتوفر خزانات تدفئة المناطق أو مخازن الثلج تخزينًا حراريًّا للمباني.<ref>{{citeاستشهاد webويب
| urlمسار = https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/09/f18/Grid%20Energy%20Storage%20December%202013.pdf
| titleعنوان = Grid Energy Storage
| dateتاريخ = December 2013
| publisherناشر = [[U.S. Department of Energy]]
| pageصفحة = 28
| archiveurlمسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170228214713/https://energy.gov/sites/prod/files/2014/09/f18/Grid%20Energy%20Storage%20December%202013.pdf
| archivedateتاريخ أرشيف = 28 February 2017
| accessdateتاريخ الوصول = 2017-02-13
| url-statusحالة المسار = live
| df = dmy-all
}}</ref> الدور الوحيد لهذا التخزين حاليًّا هو تحويل الاستهلاك إلى خارج وقت الذروة خلال اليوم، ولا يعاد أي جزء من الكهرباء إلى الشبكة.
تخفض الحاجة إلى التخزين في الشبكات لإتاحة طاقة الذروة عن طريق التسعير حسب وقت الاستخدام لجانب الطلب، وهذا أحد محاسن عدادات الكهرباء الذكية. على مستوى المنازل، يمكن للمستهلكين اختيار أوقات خارج الذروة الأقل تكلفة لغسل وتجفيف الثياب، واستخدام الجلايات، والاستحمام والطبخ. وكذلك سيستفيد المستخدمون التجاريون والصناعيون من توفير الكلفة عن طريق تأجيل بعض العمليات إلى الأوقات خارج وقت الذروة.
 
خلقت التأثيرات المناطقية الناتجة عن التشغيل غير المتوقع لطاقة الرياح حاجةً جديدةً لاستجابة تفاعلية على الطلب، حيث تتواصل مؤسسة الكهرباء مع الطلب. كان هذا سابقًا يجري فقط بالتعاون مع كبار المستهلكين الصناعيين، ولكنه يمكن أن يتوسع الآن ليشمل شبكات كهربائية بأكملها.<ref>{{citeاستشهاد webويب
| urlمسار = http://www.raponline.org/wp-content/uploads/2016/05/synapse-hurley-demandresponseasapowersystemresource-2013-may-31.pdf
| titleعنوان = Demand Response as a Power System Resource
| dateتاريخ = May 2013
| publisherناشر = RAP Energy Solutions, Synapse Energy Economics
| pageصفحة = 13
| archiveurlمسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170430205055/http://www.raponline.org/wp-content/uploads/2016/05/synapse-hurley-demandresponseasapowersystemresource-2013-may-31.pdf
| archivedateتاريخ أرشيف = 30 April 2017
| accessdateتاريخ الوصول = 2017-02-13
| author2مؤلف2 = Paul Peterson
| author3مؤلف3 = Melissa Whited
| author1مؤلف1 = Doug Hurley
| url-statusحالة المسار = live
| df = dmy-all
}}</ref> على سبيل المثال، تربط بضع مشاريع واسعة النطاق في [[أوروبا]] بين عدة مصادر متراوحة لطاقة الرياح لتغيير أحمال الثلاجات الغذائية الصناعية، مسببةً تراوحات صغيرة في درجات الحرارة. إذا جرى التواصل على نطاق يشمل الشبكة بأكملها، فإن التغيرات الصغيرة في درجات حرارة التبريد/التسخين يمكن أن تغير لحظيًّا الاستهلاك على امتداد الشبكة.
 
يصف تقرير نشرته [[وزارة الطاقة الأمريكية|وزارة الطاقة في الولايات المتحدة]] في ديسمبر 2013 المنافع المحتملة لكل من تخزين الطاقة وتقنيات جانب الطلب على الشبكة الكهربائية: «تحديث النظام الكهربائي سيساعد الأمة في مواجهة تحدي التعامل مع الحاجات الطاقية المرتقبة – بما فيها مواجهة التغير المناخي بمكاملة طاقة أكبر من المصادر المتجددة وتحسين الكفاءة من العمليات الطاقية غير المتجددة. يجب أن تحافظ تطويرات الشبكة الكهربائية على نظام توصيل كهرباء متين ومرن، ويمكن أن يلعب تخزين الطاقة دورًا مهمًّا في الاستجابة لهذه التحديات عن طريق تحسين القدرات التشغيلية للشبكة، وتخفيض التكاليف، وضمان الوثوقية العالية، بالإضافة إلى تأجيل وتخفيض الاستثمارات في البنية التحتية. أخيرًا، يمكن أن يكون تخزين الطاقة مفيدًا في الجاهزية للحالات الطارئة بسبب قدرته على توفير طاقة احتياطية بالإضافة إلى خدمات استقرار الشبكة». كُتب التقرير من قبل مجموعة أساسية من المطورين الذين يمثلون مكتب توصيل الكهرباء والوثوقية الطاقية، ومكتب الكفاءة الطاقية والطاقات المتجددة، ومختبرات سانديا الوطنية، والمختبر الوطني لشمال غرب المحيط الهادي؛ وكلهم يعملون على تطوير تخزين طاقة الشبكات.<ref name="energy-department-releases-grid-energy-storage-report">{{citeاستشهاد newsبخبر
| urlمسار = https://www.energy.gov/articles/energy-department-releases-grid-energy-storage-report
| dateتاريخ = 12 December 2013
| titleعنوان = Energy Department Releases Grid Energy Storage Report
| url-statusحالة المسار = live
| archiveurlمسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170513022854/https://energy.gov/articles/energy-department-releases-grid-energy-storage-report
| archivedateتاريخ أرشيف = 13 May 2017
| df = dmy-all
}}</ref>
تناسب العديد من تقنيات تخزين الطاقة (تخزين [[طاقة كهرمائية|الطاقة الكهرومائية]] بضخ الماء، البطاريات الكهربائية، بطاريات التدفق، تخزين الطاقة بالحدافات، المكثفات الفائقة.. إلخ) التطبيقات على نطاق الشبكة، ولكن خصائصها تختلف. فمثلًا، تناسب محطة ضخ الماء تطبيقات إدارة الحمل الكبير بسبب سعاتها الكبيرة وقدراتها الطاقية. ولكن المواقع المناسبة محدودة وتتلاشى فوائدها عند التعامل مع مشاكل محلية خاصة بجودة الطاقة. في الجانب المقابل، المكثفات والحدافات أكثر كفاءة في الحفاظ على جودة الطاقة، ولكنهما يفتقدان إلى السعات التخزينية اللازمة للاستخدام في تطبيقات كبيرة. هذه القيود حدود طبيعية لقابلية وسائل التخزين للتطبيق.
 
اهتمت العديد من الدراسات بملاءمة أو اختيار وسيلة تخزين الطاقة المثالية لتطبيقات معينة. تشمل الدراسات الاستقصائية المكتوبة المعلومات المتوفرة عن أحدث التقنيات الموجودة وتقارن بين استعمالات التخزين حسب المشاريع الموجودة حاليًّا.<ref>{{Citeاستشهاد journalبدورية محكمة|lastالأخير=Palizban|firstالأول=Omid|last2الأخير2=Kauhaniemi|first2الأول2=Kimmo|dateتاريخ=May 2016|titleعنوان=Energy storage systems in modern grids—Matrix of technologies and applications|journalصحيفة=Journal of Energy Storage|volumeالمجلد=6|pagesصفحات=248–259|doi=10.1016/j.est.2016.02.001}}</ref><ref>{{Citeاستشهاد بدورية journalمحكمة|lastالأخير=Luo|firstالأول=Xing|last2الأخير2=Wang|first2الأول2=Jihong|last3الأخير3=Dooner|first3الأول3=Mark|last4الأخير4=Clarke|first4الأول4=Jonathan|dateتاريخ=January 1, 2015|titleعنوان=Overview of current development in electrical energy storage technologies and the application potential in power system operation|journalصحيفة=Applied Energy|volumeالمجلد=137|pagesصفحات=511–536|doi=10.1016/j.apenergy.2014.09.081|doi-access=free}}</ref> تخطو بعض الدراسات الأخرى خطوةً إضافية لتقييم وسائل تخزين الطاقة في مقابل بعضها وتصنف ملاءمتها وفق تحليل قرار بعدة معايير.<ref>{{Citeاستشهاد journalبدورية محكمة|lastالأخير=Daim|firstالأول=Tugrul U.|last2الأخير2=Li|first2الأول2=Xin|last3الأخير3=Kim|first3الأول3=Jisun|last4الأخير4=Simms|first4الأول4=Scott|dateتاريخ=June 2012|titleعنوان=Evaluation of energy storage technologies for integration with renewable electricity: Quantifying expert opinions|journalصحيفة=Environmental Innovation and Societal Transitions|volumeالمجلد=3|pagesصفحات=29–49|doi=10.1016/j.eist.2012.04.003}}</ref><ref>{{Citeاستشهاد bookبكتاب|lastالأخير=Pham|firstالأول=Cong-Toan|last2الأخير2=Månsson|first2الأول2=Daniel|dateتاريخ=November 2015|chapterالفصل=Suitability analysis of Fuzzy Logic as an evaluation method for the selection of energy storage technologies in Smart Grid applications|volumeالمجلد=2015 International Symposium on Smart Electric Distribution Systems and Technologies (EDST)|pagesصفحات=452–457|doi=10.1109/SEDST.2015.7315251|titleعنوان=2015 International Symposium on Smart Electric Distribution Systems and Technologies (EDST)|isbn=978-1-4799-7736-9|chapter-urlمسار الفصل=http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-173722}}</ref> اقترحت ورقة بحثية أخرى نموذج تقييم عن طريق فحص ونمذجة وسائل التخزين كدارات مكافئة.<ref>{{Citeاستشهاد بدورية journalمحكمة|lastالأخير=Pham|firstالأول=Cong-Toan|last2الأخير2=Månsson|first2الأول2=Daniel|dateتاريخ=October 2017|titleعنوان=On the physical system modelling of energy storages as equivalent circuits with parameter description for variable load demand (Part I)|journalصحيفة=Journal of Energy Storage|volumeالمجلد=13|pagesصفحات=73–84|doi=10.1016/j.est.2017.05.015|urlمسار= http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-212218|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200523185121/http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-212218/|تاريخ أرشيف=2020-05-23}}</ref><ref>{{Citeاستشهاد بدورية journalمحكمة|lastالأخير=Pham|firstالأول=Cong-Toan|last2الأخير2=Månsson|first2الأول2=Daniel|dateتاريخ=August 2018|titleعنوان=Optimal energy storage sizing using equivalent circuit modelling for prosumer applications (Part II)|journalصحيفة=Journal of Energy Storage|volumeالمجلد=18|pagesصفحات=1–15|doi=10.1016/j.est.2018.04.015}}</ref> اقترحت بعض الدراسات أيضًا مقاربة تستخدم الفهرسة، ولكنها لا تزال في مراحلها المبكرة.<ref>{{Citeاستشهاد journalبدورية محكمة|lastالأخير=Raza|firstالأول=Syed Shabbar|last2الأخير2=Janajreh|first2الأول2=Isam|last3الأخير3=Ghenai|first3الأول3=Chaouki|dateتاريخ=December 2014|titleعنوان=Sustainability index approach as a selection criteria for energy storage system of an intermittent renewable energy source|journalصحيفة=Applied Energy|volumeالمجلد=136|pagesصفحات=909–920|doi=10.1016/j.est.2018.04.015}}</ref> للحصول على قدرات اقتصادية كامنة أكبر من أنظمة تخزين الطاقة المربوطة على الشبكة الكهربائية، من المفيد إنشاء ملف يحتوي العديد من الخدمات لتطبيق أو أكثر لنام تخزين طاقة. بفعل ذلك يمكن الحصول على عدة مسارات لتحقيق العوائد بوسيلة تخزين واحدة وبالتالي زيادة درجة الاستفادة.<ref>{{Citeاستشهاد journalبدورية محكمة|titleعنوان=A MILP model for optimising multi-service portfolios of distributed energy storage|pagesصفحات=554–566|journalصحيفة=Applied Energy|volumeالمجلد=137|doi=10.1016/j.apenergy.2014.08.080|hdl=10044/1/39706|dateتاريخ=January 2015|last1الأخير1=Moreno|first1الأول1=Rodrigo|last2الأخير2=Moreira|first2الأول2=Roberto|last3الأخير3=Strbac|first3الأول3=Goran|urlمسار= http://spiral.imperial.ac.uk/bitstream/10044/1/39706/2/AE_MainBody_v110614.pdf|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20170922024638/http://spiral.imperial.ac.uk/bitstream/10044/1/39706/2/AE_MainBody_v110614.pdf|تاريخ أرشيف=2017-09-22}}</ref>
 
== انظر أيضًا ==
 
* [[كلفة الكهرباء بحسب مصدر الطاقة المولدة منه]]
* [[تخزين الطاقة]]
* [[اقتصاد الهيدروجين]]
* [[مزرعة الرياح]]
* [[شبكة ذكية فائقة]]
 
{{إيصال الكهرباء}}
 
[[تصنيف:تخزين طاقة الشبكات| ]]
[[تصنيف:تخزين طاقة]]
[[تصنيف:قدرة كهربائية]]
6٬790٬297

تعديل