ورود / ثبت نام
نویسنده : 03 خرداد 1400
زمان مورد نیاز برای مطالعه: 5 دقيقهدر مناطقی مانند آمریکای شمالی و جنوبی به طور خاص، که حوادث شدید آب و هوایی، موجب کاهش توان شبکه برای هفته ها و ماه ها می شود، اتفاقاتی مانند طوفان ایرما سال گذشته و فوران سریع طوفان فلورانس، نیاز به راه حل های مستقیم و فوری را ایجاد می کند.
این همان جایی است که استفاده از یک شبکه غیرمتمرکز یا میکروگرید نه تنها برای انرژی الکتریکی پشتیبان برای مواقع بحرانی مورد توجه قرار می گیرد، بلکه برای برخی از جوامع دور افتاده نیز به خوبی مورد استفاده قرار می گیرد. برای کسب و کار مدرن و امروزی، این راه حل ها بسیار متفاوت به نظر می رسند. اما به طور فزاینده ای به آن ها بعنوان مدل های کسب و کار سازگار نگاه می کنند و برای من واقعا جذاب تر هستند.
با این حال، جامعه در حال پذیرش این نکته است که، وابستگی کنونی، به فن آوری دیزلی و آلاینده های محیط زیست در جهت بهبود و حمایت از این پروژه ها است. با این حال، در حال حاضر ۱۰۰ درصد راه حل تمیز و مستقل از آب و هوا است که نه تنها آماده جایگزینی با ژنراتورهای دیزلی است، بلکه یک مزیت دیگر را نیز فراهم کرده است و آن سلول سوختی مدرن است.
اگر شما با مفهوم میکروگرید microgrid آشنا نیستید، به گفته وزارت انرژی ایالات متحده: “Microgrid یک شبکه انرژی محلی با قابلیت کنترل است، به این معنی است که می تواند از شبکه سنتی جدا شود و به صورت خودمختار عمل کند. یک میکروگرید می تواند توسط ژنراتورهای توزیع شده، باتری ها و یا منابع تجدید پذیری مانند پانل های خورشیدی ایجاد شود. بسته به نحوه کارکرد آن و نحوه اداره آن، یک microgrid میکروگرید ممکن است به طور نامحدود اجرا شود.
” اساسا یک میکروگرید میتواند به عنوان یک پشتیبان شبکه عمل کند یا به طور کاملا مستقل عمل کند. این شرایط، شبکه ها را برای جوامع محلی که مایل به کنترل تولید برق خود هستند، و همچنین جوامع روستایی که به دنبال تامین برق قوی و مستقل هستند بسیار جذاب جلوه می دهد.
درحرکت مداوم جهانی به سوی تولید انرژی تجدید پذیر برای مقابله با تغییرات اقلیمی، میکروگرید ها جوامع بزرگ و کوچک را قادر می سازند تا از طریق استفاده از بهترین تکنولوژی های سبز، تولید و عرضه انرژی محلی را بهبود بخشند. اغلب، فن آوری های مختلف تجدید پذیر از قبیل توربین های بادی و پانل های خورشیدی می توانند در ساختمان های مسکونی در کنار یک باتری قرار بگیرند تا منبع انرژی جایگزین را به شبکه ارائه دهند. نه تنها دارای مزایای متعدد زیست محیطی هستند، بلکه همچنین افزایش بهره وری انرژی و صرفه جویی در هزینه را به دنبال خواهند داشت.
با این حال، عملکرد انرژی های تجدید پذیر تحت تاثیر شرایط متغیر آب و هوایی قرار می گیرد که توانایی آنها در ارائه ۱۰۰ درصد قابلیت اطمینان را به شدت کاهش می دهد. با افزایش تقاضای مصرف کنندگان برای انرژی، قابلیت اطمینان انرژی های تجدید پذیر احتمالا یکی از بزرگترین چالش هایی است که امروز بازار میکروگرید با آن مواجه است. علاوه بر این، استفاده از ژنراتورهای دیزلی برای پشتیبانی از آنها نیز یک مانع بزرگ جهت ایجاد مقبولیت و افزایش سرمایه گذاری در این حوزه محسوب می شود.
خوب، بعضی از آنها متعلق جوامع محلی مستقل هستند، برخی از آنها توسط سرمایه داران که در این حوزه سرمایه گذاری می کنند، سرمایه آنها تامین می شود. برخی از آنها توسط تامین کننده های برق و به شبکه های فعال موجود اضافه شده است.
همچنین در محدوده های جزیره ای و محیط های محدود ایجاد می شود و هنگامی که نیاز به پشتیبان مناسب قابل اتکا وجود دارد. اما به شکل بسیار برجسته همه شواهد نشان می دهد که، مدل های کسب و کار، خود را با این وضعیت جدید هماهنگ می کنند. برای جوامع محلی که به دنبال کاهش هزینه های انرژی و حفظ کنترل بر منابع تامین انرژی خود هستند به اینصورت بوده، همینطور برای تامین کنندگان آب و برقی که به دنبال تنوع، افزایش انعطاف پذیری انرژی، اضافه کردن مشتری و پایدار کردن جریان درآمد جدید هستند. برای هر دو این گروه ها جذاب به نظر می رسد.
مسئله ایجاد پشتیبان انرژی بسیار مهم است. به گفته وزارت انرژی ایالات متحده (US DOE)، ایالات متحده از خاموشی های برنامه ریزی شده و نشده بیشتر از هر کشور دیگری در جهان توسعه یافته رنج می برد. وزارت انرژی آمریکا همچنین گزارش می دهد که قطع برق که بیش از یک ساعت طول می کشد و گاهی افزایش می یابد، برای کسب و کارهای آمریکایی در حدود ۱۵۰ میلیارد دلار در سال هزینه ضرر و زیان ایجاد می کند. هیچ مبلغ کمی نیست. باید توجه داشت که پیامدهای این خاموشی، بیش از زیانهای مالی است.
برای کمک به مقابله با این شرایط، شاهد توسعه روز افزون میکروگرید ها در حال حاضر هستیم. میکروگریدها در حال حاضر نقش و عامل اصلی جوامع انسانی برای ایجاد منابع انرژی پشتیبان برای جایگزینی شبکه هایی که بر اثر عومل مختلف، بی برق می شوند را دارند.
باید به نکته بسیار مهم توجه نمود است که آنها نیز صرفه جویی های بزرگی را در هزینه ها و نیاز به سرمایه گذاری جدید را به همراه خواهند داشت. همچنین این اطمینان حاصل می شود که میکروگرید ها پایدار و غیر آلاینده هستند، اکنون توجه به استفاده از ژنراتورهای دیزلی و نحوه کاهش استفاده آنها و یا جایگزینی آنها در بسیاری از این محیط ها مطرح است.
استفاده ازسلول سوختی مدرن. در سال ۱۹۶۹، ناسا در برنامه Apollo خود از پیل ها یا باطری های سوختی استفاده کرد تا از قابلیت اطمینان بالاتر انرژی را برای حفظ عمر کاری فضاپیمای خود بهره ببرد. همانطور که انتظار می رفت، هزینه چنین فناوری مانع مهمی برای استفاده گسترده در زمین می شود. اما در سال های اخیر، پیشرفت های تکنولوژی از طریق شرکت هایی مانند GenCell، هزینه های سلول های سوختی را کاهش داده و در حال حاضر با منابع انرژی سنتی رقابت می کنند.
ارائه اولین جایگزین سبز زنده برای باتری ها و ژنراتورهای دیزلی برای منابع قدرت پشتیبان قابل اعتماد، با کارکرد و سرویس دهی طولانی اتفاق افتاده است. ما در حال حاضر شاهد تقاضای فزاینده آب و برق هستیم. از جمله راه حل های بلند مدت برای ایجاد پشتیبان برق محسوب می شوند.
اما پروژه هایی نیز وجود دارد که پتانسیل وسیع تر سلول های سوختی را برای برنامه های روزمره در محله ها و شهرهای ما بررسی کنند. ما شاهد پروژه های آزمایشی هستیم که سلول های سوخت را در بیمارستان ها در شمال امریکا و اروپا مورد توجه و استفاده قرار می دهد تا منبع انرژی پشتیبان را برای بیمارستان ها و سایر خدمات حیاتی فراهم کند.
همچنین از سلولهای سوخت در ساختمان های بلند به عنوان منبع پشتیبان برای سیستم های آسانسور استفاده می کنند. اساسا، جایی که وجود پیوسته و دائمی انرژی برای کسب و کار و یا زندگی حیاتی است، از پیل های سوختی استفاده می شود. در حال حاضر برای کسب و کار سلول سوختی مدرن می تواند قابلیت اطمینان بی نظیری را با قیمت مقرون به صرفه ارائه دهد.
در واقع، یک دلیل قانع کننده از بازنویسی یک معافیت مالیاتی ۳۰ درصدی برای شرکت هایی که در فن آوری های انرژی تجدید پذیر استفاده می کنند، به این معنی است که پیشرفته ترین پیل های سوختی در حال حاضر ارزان تر از همیشه است. دولت ترامپ این طرح را مدیریت کرده است و برای سه سال آینده باقی خواهد ماند.
این امر به طور قابل توجهی کاهش هزینه های سرمایه (CAPEX) برای خدماتی که به دنبال معرفی تکنولوژی در عملیات خود هستند به دنبال خواهد داشت.
با این حال، یکی از مزایای ذاتی یک سلول سوختی توانایی آن فراتر رفتن از تولید برق است. در کسب و کار هایی مانند خدمات آب و برق توانایی ذخیره انرژی و تنظیم جریان برق از طریق یک پل انرژی است. برای ارائه دهنده برق این امکان ذخیره انرژی است که بیشتر میکروگرید های موثر آینده را جذاب می کند. به طور معمول، میکروگرید های بزرگتر دارای منابع مختلف تولید برق هستند. معمولا شامل گزینه های متنوع تجدید پذیر در ترکیب خود می باشد.
آنها با توجه به شرایط مختلف آب و هوایی، باد و خورشید می توانند قدرت متناوب را فراهم کنند. به لحاظ طول عمر این منبع تغذیه، سلول های سوختی ایده آل هستند. برای بهره برداری در مدت زمان کوتاه تر، سلول های سوختی استفاده می شوند. این شرایط مدت زمان کار باتری های موجود را افزایش می دهد. اما اگر یک خاموشی پایدار وجود داشته باشد، با فرض عرضه یکنواخت هیدروژن، سلول های سوختی می توانند ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته را به صورت بدون وقفه برای SCADA و کارکرد بریکر ها در ایستگاه برق پاسخگو خواهند بود.
برای بسیاری از مدیران شبکه های برق در سراسر جهان، این قابلیت در کاهش استرس عملیاتی بسیار جذاب است. برای بسیاری از کارفرمایان تلاش برای کاهش هزینه ها و افزایش انعطاف پذیری لازم است.
به عنوان یک تکنولوژی مدولار و مقیاس پذیر، سلول های سوخت اضافی را می توان به عنوان یک میکروگرید زمانی که نیازهای انرژی ما رشد می کند به شبکه اضافه کرد. برخلاف مزارع خورشیدی و بادی که نیازمند فضاهای بزرگ زمین هستند، سلول های سوختی به طور قابل توجهی ساده تر و در محیط های شهری نصب هستند.
تولید انرژی با آلودگی نزدیک به صفر، با سکوت و بدون ارتعاش، سلول های سوختی می توانند در داخل یا داخل ساختمان نصب می شوند. بنابراین، در صورت طوفان یا آب و هوای نامساعد، سلول ها می توانند در محدوده های محافظت شده قرار گیرند. به این ترتیب در طول زمان و به طور مستقیم بعد از حادثه، بدون هیچ اختلالی در تولید انرژی بوجود نخواهد آمد.
در حمایت از میکروگریدها، سلولهای سوختی که درمحله ها و شهرها نصب شده بودند، اساسا می توانند تایمر یا تقویت کننده انرژی باشند. در آینده ما انتظار داریم که آنها را در بسیاری از ساختمان های عمومی دیگر قرار داده و به عنوان پشتیبان بحرانی برای این مکان ها، بلوک های اداری، مراکز داده، آسانسور های آپارتمان ها و … سرویس دهیم. اما در محیط میکروگرید کار می کنند. این واحدها انرژی تولید شده خود را در مواقع اضطراری که شبکه نیاز دارد، به شبکه تحویل دهند.
بنابراین، برای مورد microgrids و برنامه های آن وضعیت پذیرش گسترده و قوی است. اما واقعیت این است که سرعتی که میکروگرید ها می توانند ایجاد شوند، اغلب به همان سرعتی که فرآیندهای زیربنایی ایجاد می شوند همراه نیست.
بنابراین، هر پیشرفتی که می تواند برای سرعت بخشیدن به آن انجام شود، تفاوت قابل ملاحظه ای را در به کار انداختن Microgrid ایجاد می کند. برای کسانی که به دنبال انرژی با قابلیت اعتماد بالا هستند، Microgrid ها در یک بستر شبکه هوشمند توانایی تبدیل قدرت را در مناطقی دارند که نا پایداری شبکه معمول است. در این مورد، پیش بینی می کنیم که سلول سوختی مدرن، در تعطیل کردن حلقه بر روی قابلیت اطمینان Microgrid و مدارک پایداری آن، خواهد بود. علاوه بر این، به نظر می رسد اجتناب ناپذیر است که ابزار مدرن نقش مهمی را در این امر ایفا می کند.
جیل شوییت رئیس GenCell یک متخصص انرژی های تجدید پذیر است که بسیار با شرکت های کمکی کار می کند و با اداره انرژی تجدید پذیر دولت ایالات متحده همکاری می کند.
