الآن هل سيكون الوقت المناسب لتقدير الطاقة الشمسية ، أمريت؟

2023 مؤلف: Isabella Ferguson | [email protected]. آخر تعديل: 2023-11-26 12:44

إذا رمشت ، فاتتك. كان يوم 13 مارس يوم تقدير الطاقة الشمسية ، وحتى مع كل ما يحدث من فيروس كورونا ، تذكرت وزارة الطاقة إرسال بريد إلكتروني لتذكير الجميع (حسنًا ، كل من في قائمة البريد الإلكتروني الخاصة بهم) بتقدير الطاقة الشمسية. كما لو كنا بحاجة للتذكير! ومع ذلك ، دعنا نتعمق في هذا البريد الإلكتروني لأنه يقدم نقطة مقابلة مثيرة للاهتمام لتقرير رئيسي جديد عن الطاقة من The Atlantic Council.

"يقيس ألين أندربيرج وستيف روميل ودين ليفي من مجموعة NREL's Cell and Module Performance خرج الطاقة لوحدة الكهروضوئية على جهاز محاكاة الطاقة الشمسية من NREL." تصوير دينيس شرودر عبر وزارة الطاقة الأمريكية.

إنه يوم تقدير الطاقة الشمسية

بالنسبة لأولئك الجدد على هذا الموضوع - كما نحن - يتم الاحتفال بيوم تقدير الطاقة الشمسية كل عام في ثاني جمعة من شهر مارس من كل عام منذ … حسنًا ، إذا كان بإمكانك معرفة من بدأ يوم تقدير الطاقة الشمسية ومتى بدأ ، لنا ملاحظة في موضوع التعليق.

في غضون ذلك ، تجد وزارة الطاقة الكثير لتقديره بشأن الطاقة الشمسية. إليك نسخة مختصرة من قائمة الأشياء التي يجب الاحتفال بها:

1. الشمس لا حدود لها تقريبًا ويمكن الوصول إليها في أي مكان على الأرض في وقت أو آخر.

2. تكلفة تركيب الألواح الشمسية أقل من 3 دولارات للواط. انخفاض هائل بنسبة 65٪ من 8.50 دولارات للواط قبل 10 سنوات.

3. أنشأ المختبر الوطني للطاقة المتجددة خلايا شمسية بستة وصلات تحول 47٪ من ضوء الشمس الملتقط إلى كهرباء.

4. في عام 1954 ، قامت شركة Bell Laboratories ببناء أول خلية شمسية من السيليكون - قالب لجميع تقنيات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستخدمة اليوم.

5. تدعم أبحاث وزارة الطاقة نظامًا شمسيًا متقدمًا يمكنه إعادة تشغيل الشبكة في حالة عدم توفر توربين دوار.

6. توفر الطاقة الشمسية 30٪ من الكهرباء الجديدة المنتجة في الولايات المتحدة في عام 2019 ، ارتفاعًا من 4٪ فقط في عام 2010.

7. يعمل حوالي 250000 شخص في صناعة الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة هذه الأيام وهناك أكثر من 10000 شركة للطاقة الشمسية في جميع أنحاء البلاد.

8. انخفضت تكلفة نظام الطاقة الشمسية السكنية متوسط الحجم بنسبة 55٪ بين عامي 2010 و 2018 ، من 40 ألف دولار إلى 18 ألف دولار. وتركز وزارة الطاقة أيضًا على تقليل أعباء التمويل والروتين بالنسبة للأسر الأمريكية التي تختار استخدام الطاقة الشمسية.

9. الألواح الشمسية هي منتج مُصنَّع يستهلك طاقة أقل بكثير في التصنيع مما تنتجه طوال حياتها.

حصلت على كل هذا؟ حسن! معظم هذه المناطق مألوفة ، ولكن الشيء الوحيد الذي لا يزال قائما هو البند رقم 5 ، حيث تطرح فيه وزارة الطاقة موضوع ما يجب القيام به إذا لم يكن التوربين الدوراني متاحًا.

خدمات الطاقة الشمسية والشبكات

ما يشيرون إليه في البند رقم 5 هو السؤال الرئيسي لخدمات الشبكة ، وهي منطقة كانت مخصصة سابقًا لمحطات الطاقة المركزية الكبيرة التي تقوم بأشياء خاصة بها بغض النظر عما تفعله الشمس. الآن وقد بدأ الفحم في التدهور والطاقة النووية في مستودعات الأخشاب ، فقد تولى الغاز الطبيعي هذا الدور.

توضح وزارة الطاقة: "تتطلب الشبكة الكهربائية الأمريكية مراقبة وتحكمًا مستمرين لضمان وصول العملاء بشكل موثوق إلى الطاقة". "يدير مشغلو الشبكة إمدادات الكهرباء والطلب على النظام الكهربائي من خلال توفير مجموعة من" خدمات الشبكة "- وهي أنشطة يؤديها مشغلو الشبكة للحفاظ على التوازن على مستوى النظام وإدارة نقل الكهرباء بشكل أفضل."

الآن ضع في اعتبارك الطاقة الشمسية ، التي تدور لأعلى ولأسفل وفقًا لتوفر ضوء الشمس ، واعتبر أن الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة تتراوح في الحجم من التركيبات الصغيرة على الأسطح إلى المزارع الشمسية بمقياس ميغاواط ، ولديك الكثير من إدارة الشبكة قيد التنفيذ على.

تصبح الصورة أكثر تعقيدًا عند إلقاء الخدمات الإضافية التي تؤديها محطات الطاقة المركزية. إنها تسهل مطبات الحمل ، وتنظم الجهد والتردد ، وتحافظ على القدرة على إعادة تشغيل النظام بسرعة بعد الانقطاع - وهي مزايا يسعد أصحاب المصلحة في الغاز بتوضيحها.

يوضح قسم الطاقة: "إنهم ينشئون خيارات طاقة احتياطية ويضعون استراتيجيات رئيسية لاستعادة الطاقة المفقودة ، مما يساعد في الحفاظ على التوصيل الآمن للكهرباء واستخدامها". "من التحكم في الجهد والتردد إلى إدارة احتياطي التوليد وعمليات البدء السوداء ، تضمن خدمات الشبكة هذه موثوقية على مستوى النظام."

ميزة الطاقة الشمسية

بداية سوداء! الآن نحن نصل إلى مكان ما. حتى السنوات الأخيرة ، كان الاعتقاد السائد هو أن محطة توليد الطاقة التقليدية فقط هي التي يمكنها تشغيل الشبكة وتشغيلها مرة أخرى بعد فشل النظام على نطاق واسع.

بحلول عام 2018 ، على الرغم من ذلك ، كانت وزارة الطاقة تجري بحثًا في العالم الحقيقي يوضح أن محطات الطاقة الشمسية على نطاق المرافق يمكن أن توفر نفس خدمات الشبكة - أو أفضل - من محطات الطاقة التقليدية.

في إحدى الدراسات الميدانية ، استجابت محطة جديدة للطاقة الشمسية بقدرة 300 ميغاوات بنفس السرعة لتحمل التغييرات مثل محطات الطاقة الأخرى ، مع تحقيق دقة تنظيمية كانت أعلى بنسبة 30٪ تقريبًا.

وجد باحثو قسم الطاقة أيضًا أن الطاقة الشمسية يمكن أن تسد الحاجة إلى الطاقة الاحتياطية المتزامنة مسبقًا لتسقط في الشبكة في أي لحظة.

يمكن توفير "احتياطيات الغزل" من خلال مجموعة من الألواح الكهروضوئية وتخزين الطاقة. يمكن أن يؤدي تركيز محطات الطاقة الشمسية أيضًا إلى ملء دور احتياطيات الغزل أيضًا.

بالنسبة لشيء البداية السوداء ، فإليك ما تقوله وزارة الطاقة عن ذلك:

"بعد وقوع كارثة طبيعية كبرى أو هجوم إلكتروني يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي على مستوى النظام ، يجب على مشغلي الشبكات إعادة تشغيل النظام بأكمله بأمان. يمكن أن يمثل هذا تحديًا كبيرًا وهو عملية يدوية إلى حد كبير لمشغلي الشبكة حيث يتعين عليهم الحفاظ على توازن دقيق بين العرض والطلب على الطاقة ".

قد تستغرق هذه العملية أيامًا ، وهنا يكون أمام الطاقة الشمسية فرصة أخرى لتفوق عمليات الشبكة التقليدية. في مختبر لورانس ليفرمور الوطني التابع لوزارة الطاقة ، يعمل الباحثون على نظام ينشر الطاقة الشمسية (من بين موارد الطاقة الموزعة الأخرى) في شبكة صغيرة ذاتية التكوين تتكيف مع الملاحظات.

الهدف هو تقليل تكلفة إعادة التشغيل على مستوى النظام وتقليل وقت إعادة الاتصال إلى بضع ساعات بدلاً من أيام ، من خلال العمل من الخارج بدلاً من محاولة إعادة التشغيل من موقع مركزي واحد.

ما كل هذا عن The Atlantic Council؟

في ظل هذه الخلفية ، تحتفل وزارة الطاقة أيضًا بإصدار تقرير رئيسي عن الطاقة بتكليف من المجلس الأطلسي الموقر ، وهو مركز أبحاث داعم لحلف الناتو تم إطلاقه في عام 1961.

تحقق من قائمة الجهات المانحة الرئيسية لعام 2018 الصادرة عن Atlantic Council وسترى مزيجًا مثيرًا للاهتمام من دعم الحكومة الأمريكية والشركات الأمريكية (Facebook و Starbucks و Twenty-First Century Fox و Twitter ، من بين أمور أخرى) ، جنبًا إلى جنب مع دعم دولي كبير ومثير للإعجاب تمثيل من أصحاب المصلحة العالميين في مجال النفط والغاز.

مع أخذ ذلك في الاعتبار ، فليس من المستغرب أن التقرير - بعنوان "استراتيجية طاقة جديدة لنصف الكرة الغربي" - يقدم حجة لمواصلة تطوير موارد النفط والغاز في الأمريكتين جنبًا إلى جنب مع التكنولوجيا النظيفة الجديدة.

ويخلص التقرير إلى أن "هناك احتياجات كبيرة ومتنوعة في جميع أنحاء المنطقة ، بما في ذلك تحسين التعدين وإنتاج المواد الهامة واكتشاف طرق جديدة للتنقيب عن النفط والغاز".

ماذا عن الفحم؟ إذا كان بإمكانك العثور على الفحم في التقرير ، فقم بإسقاط ملاحظة في سلسلة التعليقات.

إذا لم يكن هناك فحم في التقرير ، فهذا تطور مثير للاهتمام لأنه حتى وقت قريب أصر الرئيس * ترامب على أنه ستكون هناك نهضة لعمال مناجم الفحم في الولايات المتحدة ، أي حتى بدأت الأمور تتجه جنوبًا. في الوقت الحاضر ، يمدح النفط والغاز بينما يشتد الفحم.

عند الحديث عن النفط والغاز - وفيروس كورونا الجديد - تم بحث وكتابة تقرير مجلس الأطلسي الجديد قبل وقت طويل من إعلان منظمة الصحة العالمية تفشي جائحة عالمي وانهيار أسعار النفط ، مع ما يترتب على ذلك من تأثير على أصحاب المصلحة في النفط والغاز في الولايات المتحدة.

علاوة على ذلك ، أصبحت التطورات الجديدة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية وتكامل شبكة الطاقة المتجددة أكثر سمكًا وأسرع مما يمكن للباحثين في سياسة الطاقة مواكبة ذلك. من المؤكد أنه يبدو أن أصحاب المصلحة في مجال النفط والغاز يجب أن يقوموا بتسخين القش بينما تشرق الشمس ، قبل أن يعلقهم تقرير الطاقة التالي من المجلس الأطلسي حتى يجفوا.

في هذه الأثناء ، تقوم CleanTechnica بالتحقق من مختبر ليفرمور لمعرفة مكان دراسة البداية السوداء ، لذا ترقبوا المزيد حول ذلك.

* تطوير القصة.

الصورة: "Allen Anderberg و Steve Rummel و Dean Levi من NREL's Cell and Module Performance Group يقيسون خرج الطاقة لوحدة PV على جهاز محاكاة الطاقة الشمسية من NREL" بواسطة Dennis Schroeder ، عبر وزارة الطاقة الأمريكية.