الأنظمة الذكية في مشاريع الطاقة الشمسية: دافع لتطوير الشبكة الكهربائية

Image Source: Enerquire

تعتبر الطاقة الشمسية  تقنية رئيسية لتحقيق أمن الطاقة والاستقلال والمرونة في عملية التحول من الوقود الأحفوري إلى الطاقات المتجددة، خاصة منذ أن تسارعت الحرب في أوكرانيا بدأت عملية كهربة التدفئة والتبريد ونشر الألواح الشمسية للاستهلاك الذاتي في الصناعات. في عام 2022، دخلت الطاقة الشمسية الكهروضوئية بعدًا جديدًا للنمو عن طريق توصيل ما يقرب من 240 جيجاوات من الطاقة الشمسية العالمية الجديدة بالشبكة وإظهار معدل نمو سنوي مثير للإعجاب بنسبة 45٪. علاوة على ذلك، في عام 2022، استحوذت الطاقة الشمسية الكهروضوئية على ثلثي إجمالي الطاقة المتجددة المركبة، وبحلول نهاية أكتوبر 2023، وصلت أسعار وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى مستوى قياسي منخفض، مما يجعل الطاقة الشمسية حاليًا أرخص مصدر للكهرباء في السوق.

ومع ذلك، يمكن أن تتأثر شبكات الكهرباء بهذا الاختراق العالي للطاقة الشمسية. من ناحية أخرى، تقدم الطاقة الشمسية تقلبًا عشوائيًا يعتمد على الظروف الجوية، ليس فقط بسبب تقلبات النهار والليل، ولكن أيضًا بسبب الظواهر الجوية المتطرفة، مثل موجات الحر والجفاف، الناجمة عن تغير المناخ، والتي يمكن أن تؤدي إلى إتلاف البنية التحتية للشبكة. من ناحية أخرى، يجب أن يتحول دمج الطاقة الشمسية الكهروضوئية في نظام الطاقة إلى نظام ذكي ومُرقمن، مدعومًا أولاً بإنتاج الألواح الشمسية والأنظمة الرقمية، وثانيًا بالتحكم الذكي في التوزيع. لذلك، اكتسبت الموارد الكهربائية القائمة على إلكترونيات الطاقة والرقمنة والأمن الإلكتروني أهمية كبيرة في السنوات القليلة الماضية، مما أدى إلى تركيز متزايد على نشر مصادر الطاقة المتجددة (RES)، مع وضع الطاقة الشمسية في المقدمة، بطريقة آمنة وفعالة. الهدف، كما هو موضح في الأهداف الأوروبية الطموحة مثل خطة RePower EU، هو في النهاية كهربة العديد من القطاعات، بما في ذلك النقل والتدفئة والتبريد.

في هذا المسعى، يزداد تواجد الموارد الموزعة للطاقة (DER) والتشغيل الذي يقوده المزيد من إلكترونيات الطاقة في النظام المادي مع المعدات المطلوبة للبنية التحتية التشغيلية، مما يجعل من الواضح أن التحكم بالمحولات سيتعين تكييفه لدعم أتمتة الشبكة بشكل أفضل. حاليًا، تعمل المحولات وفق مبدأ دعم الشبكة وتوفر الطاقة الفعالة أو التفاعلية المطلوبة. تركز معظمها على التحكم في التردد، مما يعني أن التطور الحالي لمحولات أنظمة الطاقة يعمل في وضع تكوين الشبكة، أي يلعب دورًا رئيسيًا في التحكم في التردد والنظام. يجمع هذا المزيج من القدرات مع التخزين ومشاركة البيانات من خلال مساحة بيانات أوروبية مشتركة موثوقة وآمنة للطاقة، ويعمل المشغلون من خلال منصات البيانات. علاوة على ذلك، توفر تقنية blockchain الناشئة إمكانية التداول من نظير إلى نظير ويمكن أن توفر مزيدًا من المرونة في الشبكة ويمكن أن تكون خطوة في الاتجاه الصحيح نحو أتمتة الشبكة والرقمنة.

بدافع من هذه التحديات والفرص المتعلقة بالشبكة، يخصص برنامج ETIP-PV (المنصة الأوروبية للتكنولوجيا والابتكار للطاقة الكهروضوئية) مؤتمره السنوي التاسع عشر حول موضوع “الرقمنة والاستجابة للطاقة الشمسية الكهروضوئية: محرك تطور الشبكة والسوق”. سيقام المؤتمر خلال الفترة من 22 مايو في الساعة 13:30 حتى 23 مايو في الساعة 13:00 بتوقيت وسط أوروبا في بروكسل.

سيركز المؤتمر بشكل خاص على أهمية رقمنة الألواح الشمسية والأمن السيبراني، بالإضافة إلى السياسات التشغيلية اللازمة لضمان أن دمج الطاقة الشمسية في الشبكة لا يشكل عقبة أمام عملية التحول في مجال الطاقة. يتضمن جدول الأعمال خطابات رئيسية رفيعة المستوى من ممثلي المفوضية الأوروبية وأربع جلسات نقاش حول الموضوعات التالية:

1. أنظمة الطاقة الشمسية تساهم بذكاء في التحكم الفعال الموزع

2. بناء مجتمعات طاقة وظيفية من خلال تبادل الطاقة

3. طاقة شمسية عالية الاستجابة في نظام طاقة مرن

4. تعزيز كفاءة صناعة الطاقة الشمسية من خلال التحكم الرقمي المستهدف وهياكل ونماذج مشاركة البيانات (بالتعاون مع ETIP بشأن الشبكات الذكية لعملية انتقال الطاقة ETIP SNET)

المصدر: Digitalized and Responsive PV: The driver of Grid and Market evolution