نیروگاه‌های مجازی آینده انرژی خورشیدی

منابع انرژی تجدیدپذیر فرار هستند. هنگامی که خورشید نمی‌تابد و در زمستان باد نمی‌وزد، تولید انرژی کافی برای پاسخگویی به تقاضا وجود ندارد. البته زمانی که نیروگاه‌های گازسوز بتوانند شکاف‌ها را پر کنند، مشکلی نیست. اما هرچه انرژی‌های تجدیدپذیر در شبکه بیشتر باشد، مشکل متناوب آنها بزرگ‌تر می‌شود و سوخت‌های فسیلی به‌تدریج باید به خاطر حفاظت از آب و هوا حذف شوند.

مشکل زمانی به وجود می‌آید که پنل‌های خورشیدی آنقدر برق را وارد شبکه می‌کنند که برق در آن بی‌ارزش شده و بازار، با کاهش قیمت‌ها مواجه می‌شود. سپس انرژی خورشیدی برقی تولید می‌کند که هیچ کس به آن نیاز ندارد.

نکته ناامید کننده در مورد انتقال انرژی این است که در چنین مواقعی، ما برق بسیار ارزانی داریم که بدون استفاده می‌ماند.

برای مطالعه‌ مقاله‌ی پنل‌های خورشیدی از ماهواره‌های دهه 50 تا خانه‌ها، کلیک کنید.

 حرکت از «مصرف کنندگان انرژی» به «فلکسومرها»

«تولید- مصرف کننده» هم انرژی تولید و هم مصرف می‌کنند. هنگام تابش خورشید یا زمانی که باتری آنها کاملاً شارژ می‌شود، برق را از صفحات خورشیدی خود به شبکه تغذیه می‌رسانند. فروشندگان به «فلکسومرها» که در شبکه ادغام شده‌اند و می‌توانند به سیگنال‌های بازار واکنش نشان دهند، توجه می‌کنند.

همانطور که یک وسیله نقلیه خودران می تواند از راه دور به روز شود و ویژگی‌های بیشتری داشته باشد در حالی که بدنه خودرو ثابت می‌ماند، سیستم انرژی خورشیدی داخلی از نظر سخت افزاری یکسان به نظر می رسد، اما نرم افزار آن بسیار قدرتمندتر خواهد بود.

در آینده، برق حاصل از انرژی خورشیدی برای تولید گرما از طریق پمپ‌های حرارتی و همچنین برای شارژ وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) در خانه‌ها استفاده خواهد شد. در واقع، یک EV (باتری بزرگ) روی چرخ است. باتری خودروی سایز متوسط، مانند باتری فولکس واگن ID3 در پیکربندی میان رده، ظرفیت 62 کیلووات ساعت دارد. (معادل میزان برق مصرفی یک خانواده در یک خانه تک خانوار در 6-7 روز تقریباً 8 -10 کیلووات ساعت در روز.)

تا سال 2030، آلمان به تنهایی قصد دارد 15 میلیون خودروی الکتریکی در جاده ها داشته باشد و معمولاً خودروهای شخصی به مدت 23 ساعت در روز بدون استفاده می‌مانند. شارژ دوطرفه، جریان برق بین شبکه و خودروهای برقی در حال انجام است و به زودی قابل استفاده خواهد بود. پمپ های حرارتی نیز نوعی ذخیره بافر هستند: آنها آب را برای تامین گرمایش و آب گرم آماده می‌کنند.

تأثیر اختلاف دمای 1-2 درجه سانتیگراد در دمای عرضه بیش از حداقل آستانه است. اگر عملکرد پمپ‌های حرارتی را به گونه ای تنظیم کنید که مصرف در دوره‌های انرژی گران قیمت را کاهش دهید و در زمانی که انرژی ارزان است مصرف را به حداکثر برسانید، می توانند به تثبیت نوسانات در عرضه انرژی تجدیدپذیر کمک کنند.

ایجاد یک شبکه باتری غیرمتمرکز داخلی

صدها هزار باتری خانگی، خودروهای برقی و پمپ‌های حرارتی آماده اتصال به یک شبکه باتری غیرمتمرکز و گسترده، ظرفیتی مشابه چندین نیروگاه هسته ای، اما با انعطاف پذیری بی نظیر وجود دارند. شرکت انرژی‌های تجدیدپذیر آلمانی Enpal ظرفیتی بیش از یک گیگاوات را تا سال 2026 هدف قرار داده است که توسط تعداد فزاینده ای از پروژه‌های مشابه پشتیبانی می‌شود.

این باتری شبکه‌ای که نیروگاه مجازی (VPP) نامیده می‌شود، به‌طور هوشمند تولید، ذخیره و مصرف برق را از خانواده‌های شرکت‌کننده جمع‌آوری و مدیریت و به طور سودآوری در بازار برق معامله می‌کند.

برای مثال، هنگام تولید برق، ذخیره‌سازی یا شارژ وسیله نقلیه الکتریکی از آن استفاده می‌کند. زمانی که پنل‌های خورشیدی خانگی انرژی مازاد تولید می‌کنند یا زمانی که قیمت‌های بازار به دلیل کمبود نور خورشید یا باد بالا باشد، برق دوباره به شبکه فروخته می‌شود.

این پلتفرم مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) صاحبان خانه را قادر می‌سازد تا در هزینه‌های قابل توجهی صرفه‌جویی کنند و درآمد اضافی هم داشته باشند. ادغام هوشمند در بازار انرژی همچنین راه را برای دور شدن از یارانه‌های انرژی خورشیدی هموار می‌کند.

نیروگاه‌های مجازی و بهینه سازی عملیات انرژی

با بهینه‌سازی عملیات در بازار پیوسته روزانه، VPPها به طور همزمان نقش مهمی در کاهش و استفاده بهتر از شبکه‌های برق دارند. آنها ذخیره‌سازی برق مازاد را زمانی که شبکه بیش از حد بارگذاری می‌شود، غیرمتمرکز می‌کنند و در صورت نیاز، برق را دوباره به شبکه تزریق می‌کنند. این امر بارهای پیک را کاهش می‌دهد، توزیع یکنواخت تر تولید و تقاضای برق را تضمین می‌کند و شبکه‌های برق را تثبیت می‌کند.

نتیجه گیری

منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی فرار هستند، به این معنی که وقتی خورشید نمی تابد، تولید انرژی کافی برای پاسخگویی به تقاضا هم وجود ندارد. با این حال، وقتی خورشید می تابد، پنل های خورشیدی می توانند برق زیادی را وارد شبکه کنند. نیروگاه‌های مجازی، شبکه‌های باتری غیرمتمرکز از منابعی مانند خودروهای برقی، می‌توانند به دستیابی به 100% سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر کمک کنند.

برای مطالعه‌ی مطالب علمی و پژوهشی بیش‌تر مجله‌ی نمابازار را دنبال کنید.