تناوب تولید در انرژی‌های تجدید‌پذیر

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
تناوب تولید در انرژی‌های تجدید‌پذیر

VRE یک منبع انرژی تجدید‌پذیر است که به دلیل طبیعت متغیر آن امکان دیسپاچینگ آن وجود ندارد؛ مانند انرژی باد (wind power) و انرژی خورشیدی (solar power).

در مقابل آن منابع انرژی تجدید پذیر کنترل‌پذیر همانند برق‌آبی (hydroelectricity) یا زیست توده (biomass) و یا منابع نسبتا ثابت مانند انرژی زمین‌گرمایی (geothermal) و یا برق‌آبی درون رودخانه‌ای (run-of-the-river hydroelectricity) قرار دارند.

زیست توده یک منبع انرژی سوختی است ولی زمین گرمایی و برق آبی همانند باد و انرژی خورشیدی، منابع رایگان انرژی هستند. با یک منبع انرژی سوختی، شما برای سوخت مصرفی به صورت تدریجی هزینه می‌پردازید، تنها هزینه شما برای تولید زیست توده به شکل هیزم می‌تواند یک شومینه و تبر باشد اما شما برای نیروی کار مورد نیاز برای جمع‌آوری هیزم هزینه پرداخت می‌کنید. با زمین گرمایی و یا برق آبی شما یک بار برای ایجاد نیروگاه پول می‌دهید و تا زمانی که نیروگاه برپا است، انرژی رایگان و یا تقریبا رایگان در اختیار خواهید داشت.


ما مقدار زیادی انرژی از باد و خورشید در اختیار داریم. انرژی خورشیدی که در یک ساعت به زمین می‌رسد، برای تامین همه نیازهای ما در تمام طول سال کافی است اما مشکل این است که این انرژی همیشه در زمان نیاز دسترس نیست و اوپراتورهای شبکه باید برای پاسخ‌گویی به تقاضای مصرف‌کننده، بخشی از این انرژی را ذخیره‌سازی (energy storage) و بخشی را انتقال (power transmission) دهند. یکپارچه‌سازی یک منبع انرژی غیر قابل دیسپاچ در شبکه برق باعث بروز مشکلات برنامه‌ریزی برای اوپراتورهای شبکه می‌شود که این مشکلات در مورد منابع انرژی قابل دیسپاچ مانند زغال‌سنگ، نفت، گاز طبیعی، و هسته‌ای رخ نمی‌دهد. این مساله نیاز به یک تغییر پارادایم در چگونگی اداره شبکه دارد.

مقایسه انرژی‌های تجدید پذیر


منبع انرژی
قابلیت دیسپاچینگ
میزان تغییر
قابلیت پیش‌بینی
سوخت زیستی
بالا
پایین
بالا
زیست توده
بالا
پایین
بالا
ژئوترمال
پایین
پایین
بالا
هیدروالکتریسیته
بالا
پایین
بالا
برق خورشیدی
پایین
بسیار بالا
متوسط
برق جزر و مدی
پایین
بسیار بالا
بسیار بالا
برق امواجی
پایین
متوسط
متوسط
برق بادی
پایین
بالا
پایین



زیست توده (biomass) و زمین گرمایی (geothermal) هر دو به طور کامل قابل دیسپاچینگ (dispatchability) هستند.

تولید انرژی بادی و خورشیدی می‌تواند کاهش یابد ولی نمی‌تواند از آن چه که طبیعت فراهم می‌کند بیش‌تر شود. بین انرژی بادی و خورشیدی، انرژی خورشیدی متغیرتر از باد و قابل پیش‌بینی‌تر از آن است.

سوخت زیستی (biofuel) و زیست توده (biomass) شامل یک فرآیند دو مرحله‌ای‌ تولید انرژی شامل تولید سوخت و استفاده از سوخت می‌باشد. به عنوان مثال چوب برای تبدیل شدن به هیزم نیاز به تکه شدن دارد و نه تنها می‌تواند ذخیره شود، بلکه برای خشک شدن کافی نیاز به انبار شدن دارد. سوخت‌های زیستی در یک مرحله تولید و ذخیره می‌شوند و پس از آن برای تولید انرژی سوزانده می‌شوند.

افزایش قابلیت اطمینان در استفاده از انرژی تجدید پذیر


هفت راه برای طراحی و بهره‌برداری از سیستم‌های انرژی تجدید پذیر متغیر شناسایی شده است، به طوری که به شکل قابل اطمینانی بتوانند تقاضای برق را برآورده کنند:

  1. اتصال منابع انرژی متغیر دارای پراکندگی جغرافیایی مانند بادی، خورشیدی، موج، جزر و مدی که باعث یکنواخت شدن قابل توجه تامین برق و تقاضا می‌شود.
  2. استفاده از منابع انرژی مکمل و غیر متغیر از جمله برق آبی، برای پر کردن شکاف‌های موقت بین تقاضا و تولید باد و یا خورشیدی.
  3. استفاده از مدیریت واکنشی تقاضای (demand-response management) هوشمند، برای جابه‌جا کردن بارهای قابل انعطاف به زمانی که انرژی‌های تجدید پذیر در دسترس هستند.
  4. ذخیره‌سازی توان در محل تولید، در باتری‌ها (batteries)، گاز هیدروژن (hydrogen gas)، نمک‌های مذاب (molten salts)، هوای فشرده (compressed air)، برق آبی پمپی (pumped hydroelectric power) و فلای‌ویل (flywheels) برای استفاده‌های بعدی.
  5. افزایش ظرفیت تولید پیک تجدید پذیر برای به حداقل رساندن زمانی که انرژی تجدید پذیر در دسترس کم‌تر از تقاضا است و برای تامین برق اضافی برای تولید هیدروژن برای استفاده در حمل و نقل و گرمایش استفاده می‌کند.
  6. ذخیره‌سازی برق در باتری خودروهای برقی، که به عنوان وسیله نقلیه به شبکه (vehicle to grid) و یا V2G شناخته شده است.
  7. پیش بینی آب و هوا (باد، نور خورشید، امواج، جزر و مد و بارش) برای برنامه‌ریزی بهتر برای تامین نیازهای انرژی.

باد، آب و انرژی خورشیدی می‌توانند به صورت مقرون به صرفه بزرگ شوند تا نیاز انرژی ما را برآورده کنند و ما را از وابستگی به سوخت‌های فسیلی و انرژی هسته‌ای آزاد نمایند.

 
آخرین ویرایش توسط مدیر:
بالا