التقارير تقارير الطاقة المتجددة رئيسية طاقة متجددة

الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ.. باحثون يطورون نظام استشعار يلتقط إشاراتها (تقرير)

نوار صبح

2024-02-17

0 1٬130

الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ — أبراج نقل الكهرباء بالقرب من سد لين كانيون في بحيرة باول بولاية أريزونا الأميركية – الصورة من "إي آند إي نيوز"

طوّر باحثون لدى مختبر أوك ريدج الوطني وجامعة تينيسي، في الولايات المتحدة الأميركية، نظام استشعار يلتقط إشارة من مشروعات الطاقة الكهرومائية المخزّنة بالضخ PSH ويستعملها، إلى جانب المعلومات التي جمعتها أجهزة استشعار الشبكة منخفضة التكلفة ونُشِرَت مسبقًا في جميع أنحاء البلاد.

وطوّر هؤلاء الباحثون نظام الاستشعار والقياس "إف نت/غريد آي" (FNET/GridEye) لرصد شبكة الكهرباء عبر منطقة واسعة، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وتنتج التقنية التي طوّرها الباحثون لالتقاط إشارة مشروعات الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ وبيانات نظام الاستشعار، من خلال تقدير دقيق للغاية في الوقت الفعلي لقصور الشبكة.

معلومات بالغة الأهمية

توفّر هذه الطريقة معلومات بالغة الأهمية نتيجة لتحول الشبكة بشكل متزايد إلى الطاقة المتجددة المتقطعة؛ إذ تعتمد الطريقة على حساب عزم القصور الذاتي الكلي.

ويُفسر هذا بأنه الطاقة الحركية التي توفرها الأجزاء الدوارة لمحطات الكهرباء الكبيرة التي تحافظ على توازن الشبكة بين دفع إمدادات الطاقة وسحب الطلب على الكهرباء، بحسب ما نشرته منصة هيدرو ريفيو (Hydro Review) المتخصصة بأخبار السدود والطاقة الكهرومائية.

في المقابل، توفر مصادر التوليد مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح قدرًا ضئيلًا من القصور الذاتي؛ لأنها متصلة بالشبكة باستعمال محولات تعمل على تحويل كهرباء التيار المباشر المولّدة من مصادر الطاقة المتجددة إلى كهرباء التيار المتردد المستعملة لنقل الكهرباء لمسافات طويلة.

محطة للطاقة الكهرومائية - الصورة من إنرجي فويس

والنتيجة هي أن الشبكات التي تعتمد على الطاقة المتجددة المتصلة بالمحولات تكون أقل قدرة على تحمل التغيير المفاجئ، مثل الأضرار الناجمة عن العواصف أو ذروة الطلب غير العادية، وفق معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وترتبط الطاقة الكهرومائية المخزّنة بالضخ -بشكل مباشر- بالشبكة؛ ما يوفر القصور الذاتي في أثناء دوران المياه بالتوربينات.

عمل الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ

تقوم الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ بسحب الكهرباء من الشبكة في أوقات انخفاض الطلب على الكهرباء لضخ المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي وإنشاء تجمّع لتخزين الكهرباء.

وفي أوقات ارتفاع الطلب، تُوَلَّد الكهرباء بوساطة التوربينات؛ حيث تتدفق المياه عائدة إلى الخزان السفلي.

وقال مشرف المشروع رئيس محافظ شبكات الكهرباء لدى مختبر أوك ريدج الوطني وجامعة تينيسي، ييلو ليو: "إنه عندما تتوقف المضخات عن العمل؛ فإنها تتوقف دائمًا عند مستوى كهرباء ثابت".

وأوضح "أنها إشارة محددة للغاية على الشبكة يمكن أن تساعدنا في حساب القصور الذاتي الإجمالي".

لذلك أنشأ الباحثون طريقة جديدة تسهل على مشغلي الشبكة مراقبة القصور الذاتي باستعمال خوارزمية الاستشعار والاستعداد لعدم استقرار الشبكة المحتمل.

وتم التحقق من صحة الطريقة الجديدة بمساعدة المرافق وسلطات تنظيم الكهرباء في غرب الولايات المتحدة وشرقها؛ حيث تكون الطاقة الكهرومائية المخزّنة بالضخ أكثر انتشارًا.

وأوضح ليو "أن ما نقدمه سيصبح أكثر أهمية للتوعية بأوضاع الشبكة مع تزايد اعتماد النظام على مصادر الطاقة المتجددة".

ويُعرَض نظام الاستشعار على المرافق وسلطات تنسيق الشبكة، على سبيل المثال، هيئة موثوقية الكهرباء في أمريكا الشمالية North American Electric Reliability Corporation.

وحظي المشروع بدعم مكتب تقنيات الطاقة الكهرومائية التابع لمكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة بوصفه جزءًا من مبادرة هيدروايرز HydroWIRES للاستفادة من الطاقة الكهرومائية في زيادة موثوقية الشبكة ومرونتها.

وطُوِّرَ نظام الاستشعار والقياس "إف نت/غريد آي" (FNET/GridEye) بدعم من مكتب الكهرباء التابع لوزارة الطاقة الأميركية.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..