DNVN - يحتاج عدّاءو الماراثون إلى أنواع مختلفة من الطاقة للجري المستمر طوال السباق. عندما تنفد احتياطياتهم من الطاقة، يتوجهون إلى محطات الإسعاف لتجديدها. وبالمثل، تحتاج شبكة الكهرباء أيضًا إلى احتياطيات طاقة لاستقرار الطلب خلال أوقات الذروة، وستوفر أنظمة تخزين الطاقة (ESS) هذه القدرة.
يهدف تحديث الشبكة إلى تحويل البنية التحتية الحالية للطاقة الكهربائية لتلبية متطلبات القرن الحادي والعشرين وما بعده. يُعدّ هذا التغيير في أسواق الشبكة والطاقة عمليةً معقدةً ومستمرة. ويتطلب الأمر تعاونًا بين شركات المرافق وشركات التكنولوجيا وصانعي السياسات والمستهلكين للتغلب على تحديات تحديث الشبكة واغتنام فرصه. ومن العناصر الأساسية لهذا التحول دمج المزيد من التكنولوجيا في الشبكة.
تخزين الطاقة في الشبكة
نظام تخزين الطاقة الأكثر شيوعًا هو نظام تخزين طاقة البطاريات (BESS)، ولكن هذا ليس المكان الذي بدأ فيه نظام ESS. بدأت الطاقة الكهرومائية المُضخّشة في أوروبا أواخر القرن التاسع عشر، ونمت خلال القرن العشرين في المناطق ذات الأنظمة النهرية المناسبة. حفزت أزمة النفط واسعة النطاق في أواخر القرن العشرين البحث في مصادر بديلة لتخزين الطاقة. وقد حوّلت التطورات في تكنولوجيا البطاريات أنظمة BESS من مركبات الرصاص الحمضية إلى مركبات أيونات الليثيوم.
يُسهم دمج مصادر الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، في زيادة الطلب على أنظمة تخزين الطاقة المتجددة. وتشهد أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق رواجًا متزايدًا، حيث تلعب دورًا رئيسيًا في استقرار الشبكة وتمكين استمرار توليد الطاقة المتجددة. ومن تقنيات تخزين الطاقة الأخرى التي تكتسب زخمًا، بطاريات التدفق، وتخزين الطاقة الحرارية، وتخزين الطاقة بالهواء المضغوط. يُعد تخزين الطاقة رحلةً من الاكتشاف إلى الطلب، وسيلعب دورًا محوريًا في توجه العالم نحو مستقبل أنظف وأكثر استدامة من خلال تحديث الشبكة.
السيد ماثيو بورست، شركة Keysight Technologies.
أنظمة التخزين تدعم تحديث الشبكة
تلعب العديد من أنظمة تخزين الطاقة دورًا رئيسيًا في تحسين موثوقية الشبكة وكفاءتها واستدامتها، بما في ذلك:
بطاريات الليثيوم أيون: شهدت تقنية بطاريات الليثيوم أيون نموًا سريعًا بفضل كثافتها العالية من الطاقة، وسرعة شحنها، وانخفاض تكلفتها. تتميز هذه التقنية بمرونة تركيبها الكيميائي، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات، من السيارات الكهربائية إلى تخزين الطاقة الكهربائية عبر الشبكة. كما تلعب تقنية الليثيوم أيون دورًا هامًا في مجال الطاقة المتجددة من خلال تخزين فائض الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بسرعة لاستخدامها لاحقًا.
الطاقة الكهرومائية المُخزَّنة بالضخ: تُعد الطاقة الكهرومائية المُخزَّنة بالضخ تقنيةً ناضجةً ومُجرَّبةً، تتميز بموثوقيتها المُثبَتة وقدرات تخزينها طويلة الأمد. وهي مُناسبةٌ تمامًا للتحولات واسعة النطاق في مجال الطاقة، من خلال موازنة التقلبات اليومية والموسمية في الطاقة. عيبها الوحيد هو الحاجة إلى ظروف جغرافية مُحددة للنشر.
بطاريات التدفق: تتميز بطاريات التدفق بقدرتها على تخزين الطاقة لفترات طويلة، مما يجعلها مناسبة للتغيرات الموسمية في الطاقة. كما يمكن تفريغها بعمق دون التأثير على أدائها. ومع ذلك، لا تزال هذه التقنية ناشئة قيد التطوير والتسويق.
تخزين طاقة الهواء المضغوط (CAE): على غرار الطاقة الكهرومائية المُضخّشة، يُمكن لتخزين الطاقة بالهواء المضغوط (CAE) تخزين الطاقة لفترات طويلة، ويتطلب هياكل جيولوجية مُحددة لضغط الغاز. ومن أهم فوائده كفاءة تحويل الطاقة بأقل خسائر.
الطاقة الحرارية: يُمكن لتخزين الطاقة الحرارية الاحتفاظ بالطاقة لأيام أو حتى أشهر. يُمكن تخزين الحرارة بأشكال متعددة، مثل الملح المنصهر والجليد والماء الساخن. يتوافق تخزين الطاقة الحرارية مع الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية، مما يُسهّل التكامل مع مصادر الحرارة المتجددة.
هناك عدد من التقنيات الناشئة الأخرى، مثل بطاريات الحالة الصلبة، وتخزين الهيدروجين، والتخزين القائم على الجاذبية، قيد التقييم لنشرها على نطاق واسع. هذه التقنيات، منفردة أو مجتمعة، تُحدث شبكة الكهرباء لتصبح نظامًا أكثر استقرارًا ومرونة.
فوائد وتحديات تخزين الطاقة لتحديث الشبكة
تُعدّ أنظمة تخزين الطاقة الكهربائية (ESS) الأكثر تطورًا عنصرًا أساسيًا في تحويل الشبكة التقليدية لتصبح أكثر ذكاءً وكفاءة. يُحقق تحديث الشبكة فوائد عديدة للنظام وللمستخدمين على حد سواء. تستفيد شركات المرافق العامة من تخزين الطاقة الذي يُحسّن كفاءة الشبكة من خلال تحويل استهلاك الكهرباء إلى ساعات خارج الذروة وتحسين استخدام البنية التحتية للشبكة الحالية، مما يُخفّف الضغط الكلي عليها. كما تُعدّ أنظمة تخزين الطاقة الكهربائية (ESS) أساسية في دمج مصادر الطاقة المتجددة من خلال تخزين فائض الطاقة المتجددة خلال فترات ذروة الإنتاج لاستخدامها خلال فترات ارتفاع الطلب أو انخفاض الإنتاج. يُمكن أن يُساعد هذا في تأخير الحاجة إلى بناء محطات طاقة جديدة.
بالنسبة للمستهلكين، يُوفر تخزين الطاقة احتياطيًا، مما يُقلل من تكرار انقطاعات التيار الكهربائي ومدتها. كما تُساعد أنظمة تخزين الطاقة على خفض تكاليف التشغيل من خلال تحسين استخدام موارد الطاقة وخفض تكلفة توليد الكهرباء لتلبية أحمال الذروة.
على الرغم من الفوائد الكبيرة لتحديث الشبكة، إلا أن اعتماد ونشر تخزين الطاقة يُمثل تحديًا. قد يكون الاستثمار الأولي في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية كبيرًا، على الرغم من أن التكاليف ستستمر في الانخفاض مع استمرار التطوير. تتميز بعض تقنيات تخزين الطاقة بعمر تخزين قصير نسبيًا، مما يحد من فعاليتها في إدارة استقرار الطاقة على المدى الطويل. كما أن استخراج البطاريات وتصنيعها والتخلص منها قد يُخلف آثارًا بيئية سلبية. يتطلب دمج أنظمة تخزين الطاقة الشمسية في الشبكة الحالية تخطيطًا وتنسيقًا دقيقين لضمان توافق الأنظمة.
يُعدّ التصدي لهذه التحديات أمرًا بالغ الأهمية لنشر أنظمة تخزين الطاقة بنجاح وتحديث الشبكة. وسيكون التعاون بين شركات المرافق، ومقدمي التكنولوجيا، والهيئات التنظيمية، ومطوري المعايير، والعملاء، عاملًا أساسيًا لنجاح نشر هذه التكنولوجيا.
خارطة الطريق المستقبلية
إن تطوير قطاع الطاقة والشبكة الكهربائية عملية معقدة ومستمرة. الاستثمار في تحديث البنية التحتية، وتطوير تقنيات مبتكرة، وزيادة الوعي بتوفر تخزين الطاقة، كلها سبل لإطلاق العنان لكامل إمكانات أنظمة تخزين الطاقة لتحديث الشبكة، بما يُمكّن العالم من بناء شبكة أكثر مرونة وكفاءة واستدامة للمستقبل. ومثل عدّاء ماراثون مُدرّب جيدًا، ستتمتع شبكة المستقبل بمصادر متعددة لإمدادات طاقة موثوقة.
ماثيو بورست، Keysight Technologies
[إعلان 2]
المصدر: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/luu-tru-nang-luong-chia-khoa-on-dinh-hien-dai-hoa-luoi-dien/20250220062800796
تعليق (0)