نوشته‌ها

رصد تحولات در چشم‌انداز انرژی‌های تجدیدپذیر آفریقای جنوبی

 

این مقاله به رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی پرداخته و چالش‌های مربوط به نوسانات تولید برق بادی در زمستان به دلیل عبور جبهه‌های سرد، و همچنین تاثیر آن بر تقاضای برق را توضیح می‌دهد.

 

برنامه تامین انرژی تجدیدپذیر آفریقای جنوبی با مشارکت بخش خصوصی، موجب افزایش تولید برق بادی شده است.

روزنامه دیلی ماوریک از مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof در منطقه Karoo بازدید کرد که در حال ساخت هستند. هر یک از این مزارع پس از تکمیل، قادر خواهند بود سالانه حدود ۵۹۰ گیگاوات ساعت انرژی تولید کنند.

غول‌های سفید دست‌ساز مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof، تضادی خیره‌کننده با چشم‌انداز ناهموار و خالی از سکنه Karoo ایجاد کرده‌اند. این پروژه‌های خواهر در امتداد مرز بین استان‌های کیپ غربی و کیپ شمالی، درست در کنار جاده R354 که شهرهای Matjiesfontein و Sutherland را به هم متصل می‌کند، قرار دارند.

پس از تکمیل، هر مزرعه بادی دارای 32 توربین بادی Vestas V150-4.5MW خواهد بود که قادر به تولید حدود 590 گیگاوات ساعت انرژی در سال است. این امر به هر پروژه اجازه می‌دهد سالانه حدود 183000 خانوار را تامین انرژی کند و در عین حال از انتشار تقریباً 620,000 تن معادل CO2 در هر سال جلوگیری کند.

1.1 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : در حال ساخت در نیروگاه بادی Brandvalley: تصویری از یک توربین بادی در حال تکمیل. (عکس: تامسین متلرکمپ)

 

مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof بخشی از گروهی از پروژه‌هایی هستند که در فوریه ۲۰۲۳ تحت پنجره مزایده ۵ برنامه تامین انرژی تجدیدپذیر آفریقای جنوبی با مشارکت بخش خصوصی (REIPPP) به مرحله تامین مالی نهایی رسیدند. انتظار می‌رود هر دو پروژه در سه ماهه چهارم سال جاری به صورت تجاری به بهره‌برداری برسند.

2 fb30ae - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

تیغه یک توربین بادی توسط جرثقیل در نیروگاه بادی Brandvalley بلند می‌شود. (عکس: تامسین متلرکمپ)

 

 

3 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

کارگران در پایه‌ی یک توربین بادی در حال ساخت در نیروگاه بادی Brandvalley. کارگران سمت راست با استفاده از طناب‌های بلند، زاویه تیغه‌ای را که توسط جرثقیل بلند می‌شود، تنظیم می‌کنند. (عکس: تامسین متلرکمپ)

توسعه بخش تولید برق بادی در آفریقای جنوبی

در سال‌های اخیر، بخش انرژی‌های تجدیدپذیر آفریقای جنوبی با سرعت زیادی گسترش یافته است. انبوهی از پروژه‌های ساختمانی ظرفیت تولید برق از طریق انرژی خورشیدی و بادی را افزایش داده است.

شرکت Eskom گزارش داد که از تاریخ ۱ ژوئن ۲۰۲۳ تا ۳۱ می ۲۰۲۴، ۱۱.۴ تراوات ساعت انرژی از مزارع بادی خصوصی تحت برنامه REIPPPP خریداری کرده است. در حال حاضر ۴۰ مزرعه بادی تحت این برنامه وجود دارد که ۳۴ مورد از آنها با ظرفیت مشترک ۳۳۵۷.۳ مگاوات در حال بهره‌برداری تجاری هستند. شش مزرعه بادی دیگر نیز در حال ساخت می‌باشند.

4 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

نیروگاه بادی Brandvalley در حال ساخت در سایتی در امتداد مرزهای کیپ غربی و کیپ شمالی. (عکس: تامسین متلرکمپ)

 

نوسان در میزان تولید برق بادی در آفریقای جنوبی

شرکت Eskom اعلام کرده است که میزان برقی که روزانه توسط انرژی بادی وارد شبکه برق آفریقای جنوبی می‌شود، بسیار متغیر است. بالاترین میزان ثبت‌شده تولید برق بادی در یک روز، ۳۱۰۰ مگاوات بوده است، در حالی که این میزان می‌تواند تا حدود ۲۰۰ مگاوات نیز کاهش یابد.

این بخش اطلاعات تکمیلی راجع به نوسانات تولید برق بادی در آفریقای جنوبی ارائه می‌دهد و با متن قبلی در مورد توسعه این بخش مرتبط است.

نوسانات فصلی در تولید برق بادی

بر اساس گفته‌های Eskom، «به دلیل نصب بیشتر ژنراتورهای بادی در امتداد مناطق ساحلی کیپ، در تولید برق بادی آفریقای جنوبی، قطعاً فصل‌بندی وجود دارد. در تابستان، تولید برق بادی در طول شب به شدت کاهش می‌یابد و در زمان غروب آفتاب به حداکثر میزان خود در طول روز می‌رسد.»

«این امر به دلیل بادهای قوی دریایی است که به سمت غروب آفتاب می‌وزند و ناشی از اختلاف دما بین خشکی و دریا است. این الگو تقریباً به طور کامل با الگوی تقاضای برق کشور مطابقت دارد، زیرا بالاترین تقاضا در عصر و حوالی غروب آفتاب است.»

این متن جزئیات بیشتری را در مورد دلایل نوسانات روزانه تولید برق بادی ارائه می دهد و همچنین به ارتباط بین این نوسانات و تقاضای برق کشور اشاره می کند.

5 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

بادسنج و جهت‌یاب باد در بالاترین نقطه توربین بادی نیروگاه Brandvalley، بر روی محفظه (محل قرارگیری تجهیزات) یا بالای دکل نصب شده‌اند. (عکس: تامسین متلرکمپ)

چالش‌های تولید برق بادی در زمستان

متاسفانه، میزان تولید برق بادی در زمستان تحت تاثیر جبهه‌های سردی است که از مناطق کیپ عبور می‌کنند. قبل از رسیدن جبهه سرد، بادهای شدید می‌وزند و این امر به طور قابل توجهی خروجی تولید برق بادی را افزایش می‌دهد. با عبور جبهه سرد از مناطق کیپ، حوضه کم‌فشار پشت این جبهه باعث کاهش شدید تولید برق بادی می‌شود.

موسسه Eskom گزارش می‌دهد که: «این خروجی بالا به دنبال خروجی پایین اغلب طی ۳۶ تا ۴۸ ساعت اتفاق می‌افتد و با رسیدن هوای سرد به گائوتنگ همزمان می‌شود. بنابراین، علاوه بر تامین تقاضای اضافی ناشی از هوای سرد، باید کمبود ناشی از کاهش تولید برق بادی را نیز جبران کند.»

6 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : هاب روتور یک توربین بادی در مزرعه بادی برندوالی. توپی روتور پره ها را نگه می دارد و آنها را به محور اصلی توربین بادی متصل می کند. (عکس: Tamsin Metelerkamp)

غول‌های بادی مقاوم

شرکت Red Rocket Energy، تولیدکننده مستقل انرژی و مسئول این پروژه‌ها، اعلام کرده است که توربین‌های بادی در مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof دارای عمر مفید حداقل ۲۰ ساله هستند، اما بسته به شرایط خاص محل، می‌توانند تا ۳۰ سال یا بیشتر عمر کنند.

بزرگی قطعات تشکیل دهنده هر توربین بادی، افراد حاضر در محل را بسیار کوچک نشان می‌دهد. به گفته اولوین هوفمان، رئیس بخش مدیریت پروژه، تدارکات و ساخت‌وساز در شرکت Red Rocket Energy، طول هر تیغه تقریباً ۷۴ متر و قطر کامل روتور برای یک سازه کامل ۱۵۰ متر است. همچنین ارتفاع محل اتصال پره‌ها (هاب) ۹۰ متر و ارتفاع نوک تیغه‌ها ۱۶۵ متر می‌باشد.

7 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : تیغه یک توربین بادی در مزرعه بادی برندوالی. (عکس: Tamsin Metelerkamp)

 

8 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : اولوین هافمن، رئیس پروژه، مدیریت تدارکات و ساخت و ساز در Red Rocket Energy، در مقابل تیغه یک توربین بادی در مزرعه بادی برندوالی. (عکس: Tamsin Metelerkamp)

 

هافمن گفت: جرثقیل مورد استفاده برای بلند کردن پره ها در بالای توربین ها باید دمونتاژ شود و با استفاده از 25 کامیون حمل و نقل شود.

 

در حالی که تعداد کارکنان شاغل در سایت های مزرعه بادی در طول فرآیند ساخت و ساز متفاوت است، در این مرحله به طور متوسط ​​روزانه 600 کارمند در هر سایت وجود دارد. بیش از 25 درصد از این کارکنان از جوامع اطراف پروژه ها هستند.

بر اساس گفته های شرکت انرژی رد راکت، نگرانی مهمی که کار در سایت های برندولی و ریتکلوف را هدایت می کند، اطمینان از طراحی، ساخت و بهره برداری از تمام سازه ها مطابق با قوانین ملی و بین المللی، دستورالعمل ها و بهترین روش های موجود برای محافظت از محیط زیست و حفظ تنوع زیستی است.

این پروژه ها از طریق فرآیندهای ارزیابی تأثیر زیست محیطی مجوز معتبر زیست محیطی دریافت کرده اند.

شرکت رد راکت توضیح داد: «این پروژه ها برای دستیابی به رویکرد “بدون کاهش خالص” [در زمینه] تنوع زیستی، به ویژه برای گونه های در معرض خطر و اکوسیستم ها تلاش می کنند. اگرچه تأثیرات پرندگان را نباید به تنهایی در نظر گرفت، اما این تأثیرات از طریق مجوزهای زیست محیطی (EA) و برنامه های مدیریت زیست محیطی (EMPr) پروژه ها به شدت مورد نظارت و مدیریت قرار می گیرند.»

«هر دو نیروگاه بادی برندولی و ریتکلوف برای کاهش تأثیر بر پرندگان، از تیغه های توربین با الگوی خاص به عنوان اولین سطح کاهش آسیب استفاده کرده اند. علاوه بر این، نیروگاه بادی برندولی از فناوری پیشرو در صنعت به نام سیستم خاموش شدن خودکار بر اساس تقاضا استفاده خواهد کرد… سایر اقدامات تکنولوژیکی زیست محیطی در محل شامل اجرای روشنایی فعال با حسگر برای کاهش تأثیرات بصری در شب طبق مقررات هواپیمایی کشوری است.»

نویسنده : دپارتمان خبری آرا نیرو 

 

 

 

 

 

 

 

الگوریتم‌هایی برای تشخیص پنل‌های خورشیدی کم‌بازده روی پشت‌بام

پژوهشگران استرالیایی الگوریتم‌های چند مرحله‌ای را برای تشخیص از راه دور و دقیق پنل‌های خورشیدی کم‌بازده در سیستم‌های فتوولتائیک (PV) مسکونی و تجاری توسعه داده‌اند.

پژوهشگران دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) و دانشگاه تکنولوژی سیدنی الگوریتم‌هایی را توسعه داده‌اند که ادعا می‌کنند می‌توانند به‌طور خودکار مجموعه‌ای از مشکلات رایج کم‌بازده بودن پنل‌های خورشیدی را شناسایی کنند، از جمله خرابی سیم‌کشی، فرسودگی و اثر سایه.

فیاکر روژیو، استاد ارشد دانشکده مهندسی فتوولتائیک و انرژی‌های تجدیدپذیر UNSW، گفت که این فناوری همچنین می‌تواند محدودیت‌های اتصال، قطع و نشتی را شناسایی کند و پتانسیل انقلابی کردن تشخیص عیب سیستم‌های فتوولتائیک (PV) را دارد.

او گفت: «این یک تغییر اساسی برای بهره‌برداران سیستم‌های مسکونی و تجاری است. این الگوریتم با تجزیه و تحلیل داده‌های اینورتر و حداکثر توان هر پنج دقیقه، می‌تواند مشکلات عملکرد پایین را به طور دقیق تشخیص دهد، امکان مداخله زودهنگام و به حداکثر رساندن تولید انرژی را فراهم کند.»

روژیو گفت که محققان، با همکاری به عنوان بخشی از پروژه شبکه حسگر هوشمند نیو ساوت ولز، از حسگرها و انواع مختلف رویکردهای تحلیلی برای توسعه یک رویکرد دو سطحی برای تشخیص عملکرد پایین پنل‌های خورشیدی استفاده کردند که سالانه حدود ۷ میلیارد دلار استرالیا (۴.۶ میلیارد دلار آمریکا) هزینه در بر دارد. ضررهای قابل پیشگیری در سطح جهانی.

او گفت: «ما با استفاده از داده‌های برق AC، یک تشخیص سطح بالا ایجاد کرده‌ایم که می‌تواند دسته‌های وسیعی از مسائل مانند تولید صفر و قطع شدن را تشخیص دهد. مزیت این رویکرد این است که این تشخیص کاملاً از نظر فناوری مستقل است و می‌تواند با هر برند اینورتر و ردیاب حداکثر توان کار کند.»

روژیو با اشاره به اینکه بسیاری از برندهای اینورتر اطلاعات فنی AC و DC را ارائه می‌دهند، گفت که این تیم همچنین یک الگوریتم دقیق‌تر با استفاده از هر دو داده AC و DC توسعه داده‌اند که می‌تواند با تشخیص و طبقه‌بندی عیوب خاص‌تر مانند سایه‌زنی و مشکلات آرایه ها، بینش‌های عملی‌تری را برای مالکان نیروگاه خورشیدی فراهم کند.

وی گفت: «این نوع تشخیص نیازمند هر دو روش مبتنی بر قوانین آماری است که توسط رویکردهای یادگیری ماشین برای مواردی که توسط روش‌های مبتنی بر قوانین متعارف قابل تشخیص نیست، پشتیبانی می‌شود.»

این فناوری اکنون به طور کامل در یک پلتفرم تولید تجاری ادغام شده است که توسط شریک صنعتی پروژه، Global Sustainable Energy Solutions برای نظارت بر بیش از ۱۰۰ مگاوات انرژی خورشیدی استفاده می‌شود.

ابراهیم ابراهیم، سرپرست تیم UTS گفت که این فناوری که قابلیت پیاده‌سازی روی بیش از ۱۲۰۰ سیستم فتوولتائیک را دارد، امکان اجرای اقدامات پیشگیرانه‌ای را فراهم می‌کند که تولید انرژی را به حداکثر می‌رساند و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

وی گفت: «با کاهش قابل توجه تلفات قابل پیشگیری که ارزش آن در سطح جهان میلیاردها دلار است، چنین فناوری‌هایی صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه برای مالکان سیستم‌های فتوولتائیک را تضمین می‌کنند.»

روژیو گفت که این نرم‌افزار می‌تواند جایگزین نیاز به پیمانکاران گران‌قیمت برای رفتن به محل برای کشف علت عملکرد پایین سیستم خورشیدی شود.

او گفت: «ما شورایی داشتیم که به مدت پنج ماه متوالی یک سیستم کم‌بازده داشت. آن پیمانکار قراردادی برای عملیات و نگهداری داشت، با این حال این مشکل عمده ماه‌ها کشف نشده بود. الگوریتم‌های ما تقریباً بلافاصله آن را تشخیص دادند. شگفتی بزرگ برای ما تعداد قابل توجهی از سیستم‌هایی بود که یک پیمانکار عملیات و نگهداری عملکرد پایین را که ما تشخیص داده بودیم کاملاً از دست داده بود.»

تیم تحقیقاتی اکنون در حال کار بر روی بهبود الگوریتم هستند تا بتواند طیف گسترده‌تری از مسائل مانند سایه‌زنی، آلودگی و خطاهای دقیق سمت شبکه را تشخیص دهد.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو

محققان دپارتمان شیمی UNC-Chapel Hill از نیمه هادی ها برای برداشت و تبدیل انرژی خورشید به ترکیبات پر انرژی استفاده می کنند که پتانسیل تولید سوخت های سازگار با محیط زیست را دارند.

در مقاله منتشر شده در ACS Energy Letters، “خاتمه متیل (Methyl) سیلیکون نوع p باعث کاهش انتخابی CO2 فوتوالکتروشیمیایی توسط یک کاتالیزور مولکولی روتنیم (ruthenium) می شود.” محققان توضیح می دهند که چگونه از فرآیندی به نام خاتمه متیل (Methyl termination) استفاده می کنند که از یک ترکیب آلی ساده از یک کربن استفاده می کند. اتم به سه اتم هیدروژن پیوند می زند تا سطح سیلیکون را که یک جزء ضروری در سلول های خورشیدی است، اصلاح کند تا عملکرد آن در تبدیل دی‌اکسید کربن به مونوکسید کربن با استفاده از نور خورشید بهبود یابد.

این تحقیق با فرآیندی به نام فتوسنتز مصنوعی انجام شد که نحوه عملکرد گیاهان در استفاده از نور خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن به مولکول های غنی از انرژی تقلید می کند.

دی اکسید کربن یکی از گازهای گلخانه ای اصلی است که به تغییرات آب و هوایی منجر می شود. با تبدیل آن به مونوکسید کربن، که یک گاز گلخانه ای کمتر مضر و یک بلوک ساختمانی برای سوخت های پیچیده تر است، محققان گفتند که به طور بالقوه می توانند اثرات زیست محیطی انتشار دی اکسید کربن را کاهش دهند.

گابریلا بین، نویسنده اول مقاله و دکترا، می‌گوید: «یکی از چالش‌های انرژی خورشیدی این است که همیشه زمانی که ما بیشترین نیاز را به آن داریم، در دسترس نیست. چالش دیگر این است که الکتریسیته تجدیدپذیر، مانند برق ناشی از صفحات خورشیدی، مستقیماً مواد خام مورد نیاز برای ساخت مواد شیمیایی را تامین نمی کند. هدف ما ذخیره انرژی خورشیدی به شکل سوخت های مایع است که میتواند بعداً مورد استفاده قرار گیرد.
محققان از یک کاتالیزور مولکولی روتنیم با یک تکه سیلیکون اصلاح شده شیمیایی به نام فوتوالکترود استفاده کردند که با استفاده از انرژی نور بدون تولید محصولات جانبی ناخواسته مانند گاز هیدروژن، تبدیل دی اکسید کربن به مونوکسید کربن را تسهیل کرد و این فرآیند را برای تبدیل کربن دی اکسید به مواد دیگر کارآمدتر کرد.

جیلیان دمپسی، یکی از نویسندگان مقاله و پروفسور بومن و گوردون گری، گفت که وقتی آزمایش‌هایی را در محلولی پر از دی اکسید کربن انجام دادند، متوجه شدند که می‌توانند مونوکسید کربن را با بازده 87 درصد تولید کنند، به این معنی که سیستم از فوتوالکترودهای سیلیکونی اصلاح شده قابل مقایسه یا بهتر از سیستم هایی هستند که از الکترودهای فلزی سنتی مانند طلا یا پلاتین استفاده می کنند.

علاوه بر این، فوتوالکترود سیلیکونی 460 میلی ولت انرژی الکتریکی کمتری برای تولید واکنش مصرف کرد. دمپسی این را مهم خواند زیرا این فرآیند از برداشت مستقیم نور برای تکمیل یا جبران انرژی لازم برای هدایت واکنش شیمیایی که دی اکسید کربن را به مونوکسید کربن تبدیل می کند، استفاده می کند.

دمپسی می‌گوید: «چیز جالب این است که معمولاً سطوح سیلیکونی به جای مونوکسید کربن، گاز هیدروژن می‌سازند، که تولید آن از دی‌اکسید کربن را سخت‌تر می‌کند.

“با استفاده از این سطح سیلیکونی خاص با پایانه متیل، ما توانستیم از این مشکل جلوگیری کنیم. اصلاح سطح سیلیکون، فرآیند تبدیل CO2 به مونوکسید کربن را در آینده کارآمدتر و انتخابی تر می کند، که می تواند برای ساخت سوخت های مایع از نور خورشید در محیط بسیار مفید باشد.”
نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع : University of North Carolina at Chapel Hill

انرژی خورشیدی سودمند، زغال سنگ را به عنوان ارزانترین منبع انرژی در آسیا از سلطنت خلع میکند

بر اساس یک مطالعه جدید، هزینه انرژی های تجدیدپذیر در آسیا در سال گذشته 13 درصد ارزان تر از زغال سنگ بوده و انتظار می رود تا سال 2030، 32 درصد ارزان تر باشد.

بر اساس آخرین تحلیل وود مکنزی از هزینه یکسان شده برق (LCOE) برای منطقه آسیا و اقیانوسیه (APAC)، LCOE از انرژی های تجدیدپذیر در سال 2023 به پایین ترین سطح تاریخی خود رسید. این مهم است زیرا نشان دهنده تغییر به سمت رقابتی شدن انرژی های تجدیدپذیر با زغال سنگ است و یک پایه اصلی در ترکیب انرژی APAC است. نیروی محرکه این روند کاهشی سرمایه‌گذاری های قابل توجه برای پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر است.

چین با کاهش 40 تا 70 درصدی هزینه در انرژی خورشیدی، باد خشکی و باد فراساحلی در مقایسه با سایر بازارهای آسیا و اقیانوسیه پیشتاز است. انتظار می رود چین تا سال 2050 به میزان 50 درصد مزیت هزینه را در زمینه انرژی های تجدیدپذیر حفظ کند.

نیروگاه خورشیدی ارزان ترین انرژی در دسترس، همچنان در حال سقوط است.

کاهش قابل توجه هزینه های نیروگاه خورشیدی به میزان 23 درصد در سال 2023، نشان دهنده پایان اختلالات زنجیره تامین و فشارهای تورمی است. در نتیجه، نیروگاه خورشیدی کاربردی اکنون ارزان ترین منبع انرژی در 11 کشور از 15 کشور APAC است. انتظار می‌رود که هزینه‌های پروژه‌های نیروگاه خورشیدی جدید تا سال 2030 به دلیل کاهش قیمت ماژول‌ها و عرضه بیش از حد از چین، 20 درصد دیگر کاهش یابد.

این کاهش هزینه‌های نیروگاه خورشیدی، به‌ویژه در سال‌های 2023-2024، بر زغال‌سنگ و گاز فشار وارد می‌کند و کاهش 23 درصدی LCOE برای PV برق در سراسر آسیا و اقیانوسیه را نشان می‌دهد که ناشی از کاهش 29 درصدی هزینه‌های سرمایه گذاری دارد.

انرژی خورشیدی پراکنده، مانند نیروگاه خورشیدی روی پشت بام مسکونی، کاهش 26 درصدی را در سال 2023 داشته است. این امر باعث می شود که انرژی خورشیدی توزیع شده 12 درصد ارزان تر از قیمت برق مسکونی باشد و پتانسیل قابل توجهی را برای نیروگاه خورشیدی روی پشت بام باز کند.

نیروگاه خورشیدی توزیع شده به طور فزاینده ای برای مشتریان در بسیاری از بازارهای آسیا و اقیانوسیه جذاب شده است، با هزینه هایی که اکنون 30 درصد کمتر از افزایش تعرفه های مسکونی در کشورهایی مانند چین و استرالیا است. با این حال، بازارهایی با تعرفه‌های برق مسکونی یارانه‌ای، مانند هند، ممکن است تا سال 2030 یا بعد از آن منتظر بمانند تا قیمت‌های رقابتی برای انرژی خورشیدی توزیع‌شده را ببینند.

photo 2024 03 02 11 39 15 - انرژی خورشیدی سودمند، زغال سنگ را به عنوان ارزانترین منبع انرژی در آسیا از سلطنت خلع میکند

Source: Wood Mackenzie Asia Pacific Power & Renewable Services

انرژی بادی، خیلی عقب نیست
در حالی که انرژی خورشیدی از نظر سرمایه‌گذاری مقرون به صرفه در حال پیشروی است، نیروگاه بادی در خشکی با وجود 38٪ بیشتر از هزینه های نیروگاه خورشیدی در سال 2023 از چرخه سرمایه گذاری ارزان در حوزه انرژی زیاد عقب نیست. آسیا از واردات کم هزینه تجهیزات برق بادی سود خواهد برد، با این حال، تاثیر کمتری بر بازارهایی با جذب محدود توربین‌های چینی مانند ژاپن و کره جنوبی که بیشتر بر زنجیره های تامین داخلی تمرکز دارند، خواهد گذاشت.

موسسه WoodMac همچنین بر رقابت رو به رشد نیروگاه بادی offshore ( نیروگاه بادی فراساحلی یا دریایی) با سوخت های فسیلی در APAC تاکید می‌کند. با کاهش 11 درصدی هزینه در سال 2023، هزینه های نیروگاه بادی دریایی اکنون با زغال سنگ در امتداد سواحل چین قابل رقابت است و انتظار می رود تا سال های 2027 و 2028 به ترتیب در ژاپن و منطقه تایوان گاز کمتری مصرف شود. کاهش هزینه های سرمایه‌گذاری و پیشرفت های فناوری، بازارهای جدیدی را برای نیروگاه باد فراساحلی در هند، آسیای جنوب شرقی و استرالیا طی پنج تا 10 سال آینده باز می کند.

برخلاف کاهش هزینه های انرژی های تجدیدپذیر، هزینه های تولید زغال سنگ و گاز از سال 2020 تا 12 درصد افزایش یافته است و پیش بینی می شود تا سال 2050 افزایش بیشتری یابد، که عمدتاً به دلیل مکانیسم های قیمت گذاری کربن خواهد بود.

در حالی که بازارهای توسعه یافته APAC افزایش قابل توجهی در قیمت کربن را پیش بینی می کنند و تا سال 2030 به 20 تا 55 دلار آمریکا در هر تن می‌رسد، انتظار می رود آسیای جنوب شرقی و هند شاهد کاهش قیمت کربن باشند.

این روند نشان می‌دهد که انرژی گاز، با هزینه‌هایی که به طور متوسط ​​تا سال 2050 بالای 100 دلار آمریکا در هر مگاوات ساعت باقی می‌ماند، به تدریج رقابت خود را با نیروگاه بادی فراساحلی در دهه آینده از دست خواهد داد.

الکس ویتورث، معاون رئیس جمهور، رئیس تحقیقات انرژی آسیا و اقیانوسیه در وود مکنزی، نتیجه گرفت:

هزینه های نیروگاه خورشیدی در سال 2023 در منطقه آسیا و اقیانوسیه به پایین ترین حد تاریخی رسیده است و نگرانی ها از تورم هزینه دائمی را معکوس می‌کند. اما در حالی که هزینه‌های پایین از رونق مداوم سرمایه‌گذاری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر حمایت می‌کند، نگرانی‌هایی در میان سرمایه‌گذاران در مورد سودآوری، یکپارچه‌سازی شبکه، پشتیبان‌گیری و ذخیره انرژی با وجود نیروگاه خورشیدی وجود دارد.
سیاست‌های دولت ها نقش مهمی در آینده برای حمایت از ارتقای قابلیت اطمینان شبکه، ظرفیت انتقال و ارتقای ذخیره‌سازی باتری برای مدیریت ماهیت متناوب انرژی‌های تجدیدپذیر ایفا خواهند کرد.

اروپا بیش از هر زمان دیگری پنل های خورشیدی نصب می کند، به لطف سیل پنل های خورشیدی ارزان چینی که باعث افزایش 40 درصدی نصب در سال گذشته شد. اما این امر هزینه گزافی برای تولیدکنندگان داخلی دارد: تولیدکنندگان محلی تجهیزات نیروگاه خورشیدی در آستانه یک فروپاشی کامل هستند که ممکن است ظرف چند هفته اتفاق بیفتد.

photo 2024 03 02 11 39 21 - انرژی خورشیدی سودمند، زغال سنگ را به عنوان ارزانترین منبع انرژی در آسیا از سلطنت خلع میکند

Photo by Pixabay on Pexels.com

به گزارش رویترز، طبق داده های آژانس بین المللی انرژی، اتحادیه اروپا در حال بررسی اقداماتی است که باید بردارد، زیرا حدود 95 درصد از پنل های خورشیدی و قطعات مورد استفاده در اتحادیه اروپا از چین می آیند.

تولیدکنندگان پنل های خورشیدی محلی اروپایی به بحرانی رسیده اند که می گویند نمی توانند با واردات ارزان و عرضه بیش از حد رقابت کنند. بر اساس گزارش قبلی رویترز در سال گذشته، مشاغل در حال تعطیل شدن هستند، در حالی که “انبوهی” از پنل های چینی در انبارها در سراسر اروپا نشسته اند. این بخش هشدار داده است که نیمی از ظرفیت تولید محلی ممکن است ظرف چند هفته آینده بسته شود، مگر اینکه دولت اقدامی رادیکال انجام دهد – و این به معنای اعمال تعرفه است.

اما همه از این موضوع خوشحال نیستند. رابرت هابک، وزیر اقتصاد آلمان به اتحادیه اروپا نوشت که تعرفه‌های وارداتی از چین می‌تواند به گسترش چشمگیر انرژی سبز اروپا پایان دهد و 90 درصد بازار نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک PV را گران‌تر کند.

همه اینها برای فرانسه که امید زیادی به صنعتی شدن مجدد انرژی سبز اروپا دارد، قرص تلخی بود. پشتیبانی خورشیدی آلمان به دلیل بحران بودجه در خطر بوده است، در حالی که اسپانیا تعرفه واردات پنل های خورشیدی را رد نکرده است. یک مقام دولتی از هلند به رویترز گفت که این کشور “می خواهد واردات فتوولتائیک خورشیدی را با مالیات بر مرز کربن اتحادیه اروپا پوشش دهد.”

به نوبه خود، ایتالیا به تازگی از سرمایه گذاری 90 میلیون یورویی در یک کارخانه تولید پنل های خورشیدی در سیسیل خبر داد.
اقدامات اتحادیه اروپا که روی میز است شامل قانونی برای پیگیری سریع مجوزها برای تولیدکنندگان محلی و دادن مزیت به محصولات اتحادیه اروپا در “مناقصه های فناوری پاک آینده” است.

محدودیت‌های تجاری اهمیت چندانی ندارند – به ویژه از این نظر که اتحادیه اروپا بیش از 320 گیگاوات ظرفیت نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک PV تازه نصب شده تا سال 2025 و 600 گیگاوات تا سال 2030 را هدف قرار داده است – و احتمالاً برای تحقق این امر به  صنعت فتوولتائیک PV چین نیاز دارد.

در ماه سپتامبر، اتحادیه اروپا تحقیقاتی را در مورد صنعت خودروهای برقی چین آغاز کرد، زیرا شرکت‌های اروپایی برای رقابت با واردات خودروهای برقی ارزان و پیشرفته چینی که توسط نیروی کار کم‌هزینه وارد اتحادیه اروپا می‌شوند، تلاش می‌کنند. اتحادیه اروپا در حال بررسی یارانه‌های ناعادلانه و کمپین‌های وام‌دهی بانکی از سوی پکن است که به رشد بیش از حد در چین دامن زد، با ترس از اینکه چین در حال ساخت کارخانه‌های خودرو الکتریکی بسیار فراتر از سطح مورد نیاز برای تقاضای داخلی است. در همین حال، ایالات متحده و اروپا قوانین خود را برای فروش خودروهای چینی و قطعات خودروهای برقی در کشورهایشان تشدید می‌کنند و تعرفه‌های گمرکی در ایالات متحده آنقدر بالاست که چین تمرکز خود را بر سایر حوزه‌ها، یعنی آمریکای جنوبی، آسیا و اروپا معطوف کرده است.

در همین حال، برخی از سازندگان پنل های اروپایی می‌گویند که چین نیز همین کار را با پنل های خورشیدی انجام داده است. گونتر ارفورت، مدیرعامل شرکت سوئیسی مایر برگر، سازنده PV، به رویترز گفت: «صنعت خورشیدی در چین سال‌ها با صدها میلیارد دلار، یارانه راهبردی دریافت می‌کند.
اروپا، در حال حاضر، نمی تواند رقابت کند – و حداقل نیاز به خرید زمان بیشتری برای رسیدن به اهداف حمایتی از صنعت فتوولتائیک داخلی است.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو

منبع: electrek.co



نقش فیوزها در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک
فیوزها در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) نقشی حیاتی برای حفاظت از تجهیزات و ایمنی افراد ایفا می‌کنند. وظایف اصلی فیوزها در این سامانه‌ها عبارتند از:

1. حفاظت از پنل‌های خورشیدی:
در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در پنل‌های خورشیدی، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن پنل‌ها جلوگیری شود.
فیوزها با قطع جریان، از داغ شدن بیش از حد پنل‌ها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

2. حفاظت از کابل‌ها:
در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در کابل‌های رابط بین پنل‌ها و سایر تجهیزات، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن کابل‌ها جلوگیری شود.
فیوزها با قطع جریان، از ذوب شدن کابل‌ها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

3. حفاظت از اینورترها:
در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار در اینورترها، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از آسیب دیدن اینورترها جلوگیری شود.
فیوزها با قطع جریان، از داغ شدن بیش از حد اینورترها و بروز آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

4. حفاظت از جان افراد:
در صورت بروز نقص الکتریکی در سامانه PV، فیوزها جریان را قطع می‌کنند تا از برق گرفتگی افراد جلوگیری شود.

انواع فیوزهای مورد استفاده در نیروگاه‌های خورشیدی:
فیوزهای DC: این نوع فیوزها برای حفاظت از مدارهای DC در سامانه‌های PV استفاده می‌شوند.
فیوزهای AC: این نوع فیوزها برای حفاظت از مدارهای AC در سامانه‌های PV استفاده می‌شوند.
نکات مهم در انتخاب فیوز برای نیروگاه‌های خورشیدی:
جریان نامی: فیوز باید با توجه به جریان نامی مدار انتخاب شود.
ولتاژ نامی: فیوز باید با توجه به ولتاژ نامی مدار انتخاب شود.
ظرفیت قطع: فیوز باید با توجه به ظرفیت قطع مورد نیاز سامانه PV انتخاب شود.

نتیجه:
فیوزها جزئی ضروری از سامانه‌های PV هستند و نقش مهمی در حفاظت از تجهیزات و افراد ایفا می‌کنند. انتخاب و نصب صحیح فیوزها می‌تواند از بروز مشکلات و خطرات احتمالی جلوگیری کند.
کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) نیز الزامات و روش‌های تست فیوزهای مخصوص نیروگاه‌های خورشیدی را به تفصیل ارائه داده که خلاصه آن را به شرح زیر ارائه می‌دهیم.
استاندارد IEC 60269: فیوزها – فیوزهای مخصوص سامانه‌های فتوولتائیک
این بخش از IEC 60269 الزامات و روش‌های تست فیوزهای مخصوص سامانه‌های فتوولتائیک (PV) را ارائه می‌دهد. هدف از این استاندارد، تضمین عملکرد ایمن و قابل اعتماد فیوزها در سامانه‌های PV است.

دامنه کاربرد
این استاندارد برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV با ولتاژ نامی DC تا 1500 ولت و جریان نامی تا 1250 آمپر قابل استفاده است. این استاندارد شامل فیوزهای مورد استفاده در هر دو نوع سامانه PV متصل به شبکه و مستقل از شبکه است.

تعاریف
در این استاندارد، اصطلاحات زیر به کار رفته است:
سامانه فتوولتائیک: سامانه‌ای که از سلول‌های فتوولتائیک برای تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی استفاده می‌کند.
سامانه فتوولتائیک متصل به شبکه: سامانه فتوولتائیکی که به شبکه برق عمومی متصل است.
سامانه فتوولتائیک مستقل از شبکه: سامانه فتوولتائیکی که به شبکه برق عمومی متصل نیست.
فیوز: وسیله‌ای که برای قطع جریان الکتریکی در صورت عبور جریان بیش از حد از آن طراحی شده است.

الزامات
فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV باید الزامات زیر را برآورده کنند:
ظرفیت قطع: فیوز باید قادر به قطع جریان اتصال کوتاه در سامانه PV باشد.
توانایی قطع جریان معکوس: فیوز باید قادر به قطع جریان معکوس در سامانه PV باشد.
ویژگی‌های ولتاژ-جریان: فیوز باید دارای مشخصات ولتاژ-جریان مناسب برای استفاده در سامانه PV باشد.
عایق بندی: فیوز باید دارای عایق بندی مناسب برای استفاده در سامانه PV باشد.
مقاومت در برابر محیط: فیوز باید در برابر شرایط محیطی مختلف مقاوم باشد.
روش‌های تست
این استاندارد روش‌های تستی را برای ارزیابی انطباق فیوزها با الزامات ذکر شده در بالا ارائه می‌دهد.

پیوست‌ها
این استاندارد شامل پیوست‌های زیر است:
پیوست A: الزامات اضافی برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV متصل به شبکه
پیوست B: الزامات اضافی برای فیوزهای مورد استفاده در سامانه‌های PV مستقل از شبکه
پیوست C: روش‌های تست برای ارزیابی توانایی قطع جریان معکوس
پیوست D: روش‌های تست برای ارزیابی ویژگی‌های ولتاژ-جریان

فهرست مراجع
• IEC 60269-1:2000, Low-voltage fuses – Part 1: General requirements
• IEC 60269-2:2007, Low-voltage fuses – Part 2: Supplementary requirements for a.c. fuse-links for rated voltages up to 1 000 V
• IEC 60947-1:2007, Low-voltage switchgear and controlgear – Part 1: General rules
تاریخ انتشار
2015
نسخه
1.0
نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع:
کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC)

نقش شرکت های عرضه کننده گاز فسیلی در عصر انرژی پاک

 

به گزارش آرا نیرو همه می خواهند کاری در مورد انتشار کربن انجام دهند اما تعداد کمی از آنها می دانند چگونه؟ ما می‌خواهیم بهتر عمل کنیم، اما ادامه دادن به انجام کاری که همیشه انجام داده‌ایم آسان‌تر از صرف زمان، تلاش و پول برای ایجاد تغییرات است. شرکت‌های تاسیساتی که گاز فسیلی عرضه می‌کنند _که به اشتباه به عنوان “گاز طبیعی” شناخته می‌شود_ تحت فشار گروه‌های زیست‌محیطی هستند، زیرا محصول آنها _که عمدتا متان است_ هنگام سوزاندن دی اکسید کربن در اتمسفر آزاد می‌شود.

 

حتی بدتر از آن، مقدار زیادی از مواد به اتمسفر نشت می کند، جایی که برای 20 سال یا بیشتر باقی می‌ماند. متان 80 برابر قویتر از دی اکسید کربن، عامل گرمایش سیاره است، به این معنی که لغزش به سمت دمای گرمتر جهانی را تسریع داده است. اما شرکت‌های گاز فسیلی علاقه خاصی به ادامه مدل کسب و کار خود دارند که سود قابل توجهی را برای آنها به ارمغان می‌آورد. حتی با فرض اینکه مدیرانی که این شرکت ها را اداره می کنند متعهد به رسیدگی به تغییرات آب و هوایی به روشی معنادار باشند، نمی توانند به خوبی در جلسه هیئت مدیره شرکت کنند و پیشنهاد تعطیلی کسب و کار را بدهند.

 

حرکت از گاز فسیلی

ایالت نیویورک فکر می کند راه حلی برای این معضل دارد. تمام تجربیاتی که شرکت‌های گاز فسیلی در ساخت خطوط لوله و شبکه‌های توزیع ساختمان دارند را در نظر بگیرید و در عوض آن را برای انتقال گرما برای پمپ‌های حرارتی منبع زمینی به کار ببرید. در سال 2022، قانونگذار نیویورک، قانونی را تصویب کرد که تعدادی از سیاست های طراحی شده برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای را ترویج می کند. از جمله آنها طرحی برای کاهش انتشار کربن و متان از تاسیسات گاز فسیلی است و در عین حال نقشی را برای این شرکت ها در دهه های آینده ایجاد می کند.

 

آنها به حفر سنگرها، احداث خطوط لوله و نصب تجهیزات ادامه می دهند _همان نوع سرمایه گذاری که امروزه سود طولانی و پایداری را برای شرکت های گاز به ارمغان می آورد._ اما به جای گاز قابل اشتعال و گرم کننده سیاره، این لوله ها آب یا مایعات دیگری را حمل می کنند که گرما را از زیر زمین یا از ساختمان ها و منابع دیگر در شبکه منتقل می کنند که می توانند توسط پمپ های حرارتی برای گرم نگه داشتن ساختمان ها استفاده شوند.

 

چرا این مهم است؟ ما می دانیم که پمپ های حرارتی با منبع هوا – نوعی که روی دیوارهای بیرونی آویزان می شوند – نسبت به دیگهای بخار و کوره های معمولی که از سوخت های فسیلی استفاده می کنند کارآمدتر هستند. _اگر در اطراف بوستون امریکا زندگی می‌کنید، تصدیق میکنید که آن‌ها کارآمد هستند_ اما چیزی که بسیاری نمی‌دانند این است که وقتی می‌توانند گرما و سرما را با سیال در دمای پایدار مبادله کنند و نه از طریق هوای سرد بیرون، این امر حتی میتواند کارآمدتر باشد. در واقع، وزارت انرژی امریکا تخمین می زند که چنین پمپ های حرارتی منبع زمینی مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای را تا 44 درصد در مقایسه با پمپ های حرارتی منبع هوا و 72 درصد در مقایسه با تجهیزات استاندارد تهویه مطبوع کاهش می دهند. حالا با این تفاسیر آیا ما توجه شما را جلب کردیم؟

در حالی که این خبر هیجان‌انگیزی است، اکثر مالکان ساختمان‌ها برای پرداخت هزینه حفاری گمانه‌ها و نصب لوله‌ها برای سیستم‌های پمپ حرارتی زمین گرمایی خود یا بستن قراردادهایی با همسایگان خود برای ساخت و اشتراک شبکه‌های زیرزمینی با مشکل مواجه هستند.  به همین دلیل است که رویکرد نیویورک برای انطباق زیرساخت های خدمات گازی بسیار نویدبخش است.  لیزا دیکس، مدیر ائتلاف غیر انتفاعی کربن زدایی ساختمان در نیویورک به Canary Media می گوید که انجام این کار به صاحبان خانه و مشاغل کمک می کند تا در هزینه ها سهیم شوند و از مزایای آن بهره ببرند.

 

توانمندسازی قانونگذاری

 گروه او از قانون شبکه انرژی حرارتی شهری و مشاغل حمایت کرد که توسط قانونگذار نیویورک در سال 2022 تصویب شد. در پاسخ به این قانون، شرکت های آب و برق در ایالت نیویورک، ماه گذشته برنامه هایی را برای 13 پروژه آزمایشی ارائه کردند که برای تبدیل خطوط لوله گاز فسیلی به زیرساخت طراحی شده بودند که می تواند پمپ های حرارتی تمیز و بدون کربن را تامین کند.

به گزارش آرا نیرو این شبکه‌های حرارتی زیرزمینی از مراکز تجاری متراکم منهتن تا مسکن‌های کم درآمد، و از محله‌های دره هادسون تا شهر شمالی ایتاکا، محل دانشگاه کرنل، را دربرمی‌گیرد.  نتایج این پروژه‌های آزمایشی می‌تواند به جوامع دیگر از جمله ایران کمک کند تا درک کنند که چگونه این فناوری را برای خود به کار ببرند.

شرکت Con Edison، شرکتی که به شهر نیویورک و شهرستان وستچستر خدمات می‌دهد، سه پروژه را پیشنهاد کرده است که برخی از چالش‌برانگیزترین تنظیمات شهری از جمله مرکز برجسته راکفلر را در بر می‌گیرد. Con Ed قصد دارد سه ساختمان تجاری بزرگ را از شبکه گرمایش بخار منطقه ای به پمپ های حرارتی تبدیل کند. این پمپ های حرارتی از آبی استفاده می کنند که توسط گرمای هدر رفته از منابعی مانند فاضلاب، مراکز داده و سیستم های خنک کننده ساختمان های مجاور گرم می شود.

 

«برخی تصورات غلط وجود دارد. مردم فکر می کنند که برای گرفتن گرمای زیرزمینی باید یک میلیون چاه حفر کنید. ​اما شما می توانید گرمای خود را از منابع مختلف دریافت کنید. می توانید آن را از مترو دریافت کنید، می توانید آن را از فاضلاب تهیه کنید و اگر این کار را درست انجام دهیم، به کربن زدایی سیستم بخار Con Ed کمک خواهد کرد.

 

photo 2024 01 21 10 05 28 - نقش شرکت های عرضه کننده گاز فسیلی در عصر انرژی پاک

Source: cleantechnica.com

شرکت املاک و مستغلات Tishman Speyer، مالک 30 Rockefeller Center، شریک اصلی این پروژه است. این شرکت انگیزه قوی برای مشارکت دارد زیرا این پروژه می تواند هزینه های مربوط به رعایت قانون محلی شهر نیویورک 97 را کاهش دهد که تمام ساختمان های بزرگ را ملزم می کند تا انتشار کربن خود را تا سال 2030 تا 40 درصد نسبت به سال 2019 کاهش دهند. رسیدن به این اهداف مستلزم 18.2 میلیارد دلار سرمایه گذاری در جایگزینی برای دیگهای بخار و کوره های گاز فسیلی تخمین زده شده است.

 

دیکس گفت: شبکه های مشترک می توانند به طور قابل توجهی هزینه ساختمان های فردی را کاهش دهند، اما صاحبان املاک ​”نمی خواهند به طور خصوصی با تمام این مجوزها برخورد کنند – آنها می خواهند که شرکت ابزار با همه این موارد مقابله کند.” هنگامی که به دنبال تبدیل کل محله‌ها در مقیاس بزرگ به جایگزین‌های کم کربن هستید، ​”توسعه‌های آب و برق بیشترین منطق را برای انجام این کار دارند. آنها دارای حق راه هستند، دارای مجوز هستند، به سرمایه دسترسی دارند، و نیروی کار دارند که قبلاً اتحادیه شده است.»

 

به گزارش آرا نیرو یکی دیگر از پروژه های Con Ed در محله چلسی منهتن قصد دارد 100 درصد نیازهای گرمایشی، سرمایشی و آب گرم یک ساختمان مسکونی چند خانواری کم درآمد را از یک مرکز داده در نزدیکی آن، تامین کند. دیکس گفت: «ما می‌توانیم یک مرکز داده داشته باشیم که به معنای واقعی کلمه یک ساختمان چند خانواری یا یک آسمان‌خراش بزرگ را گرم می‌کند.

 

سه ایالت دیگر – کلرادو، ماساچوست و مینه‌سوتا – قوانینی را تصویب کرده‌اند که به شرکت‌های گاز اجازه می‌دهد تا پروژه‌های آزمایشی شبکه انرژی حرارتی را انجام دهند. ایلینوی، مین، ورمونت و واشنگتن در حال بررسی قوانین مشابه هستند و 13 شرکت گاز یک شرکت مشترک زمین گرمایی شبکه‌ای Utility را برای بررسی گزینه‌های بیشتر ایجاد کرده‌اند.

1690297311708 - نقش شرکت های عرضه کننده گاز فسیلی در عصر انرژی پاک

https://www.sciencefocus.com/

تاسیسات گاز فسیلی ایده آل هستند

آدری شولمن، مدیر اجرایی تیم بهره وری انرژی خانگی در کمبریج ماساچوست، گفت که شرکت های گاز فسیلی برای نصب شبکه های انرژی حرارتی در مقیاس بزرگ، ایده آل هستند. آنها نیروی کار، تخصص و دسترسی به سرمایه مورد نیاز برای ساخت شبکه های زیرزمینی متصل به هم را دارند. او می گوید که آنها در حال حاضر میلیاردها دلار در سال برای توسعه و تعمیرات خط لوله گاز فسیلی خرج می کنند که به ناچار مدت ها قبل از اینکه هزینه های آنها توسط مشتریان بازپرداخت شود به “دارایی های سرگردان” تبدیل می شوند. “کل کار در مورد ایجاد ساختار نظارتی است که به وسیله آن از گاز خارج می شویم و به چیز دیگری می رویم.”

در پست آینده پیج اینستاگرام آرا نیرو ویدئوی مختصری وجود دارد که توسط HEET گردآوری شده است که به خوبی توضیح می دهد که چگونه این فرآیند کار می کند. با ما همراه باشید.

 

علی‌رغم قانون نیویورک، شرکت‌های گاز فسیلی در این ایالت 5 میلیارد دلار برای سرمایه‌گذاری زیرساختی هزینه کرده‌اند و از زمان تصویب این قانون، 28 میلیارد دلار در طرح‌های جایگزینی خط لوله، شناسایی کرده‌اند. این قطع ارتباط بین الزامات آب و هوایی به نیویورک محدود نمی شود. گروه براتل در گزارشی در سال 2021 دریافت که شرکت های گاز فسیلی در ایالات متحده ممکن است در دهه آینده با سرمایه گذاری 180 میلیارد دلاری در خط لوله مواجه شوند که ممکن است قابل بازیابی نباشد.

تعهد خدمت

مانند بسیاری از ایالت‌های دیگر با دستور کربن‌زدایی، نیویورک صدها میلیون دلار مشوق برای پمپ‌های حرارتی و برق‌رسانی ساختمان‌ها ارائه کرده است و مقرراتی را وضع کرده است که گسترش گاز فسیلی را به ساختمان‌های جدید محدود می‌کند.

اما بر اساس گزارش سال 2023 از ائتلاف کربن زدایی ساختمان، این رویکرد “خانه به خانه” می تواند منجر به ایجاد محدودیت در تاسیسات گاز و تنظیم کننده ها شود که جهت حفظ شبکه های توزیع مجبور به فروش گاز گران قیمت برای تامین سوخت به تعداد روبه کاهش مشتریان شوند.

در همین حال، مشتریانی که باقی می‌مانند، بخش بیشتری از هزینه پرداخت این سرمایه‌گذاری‌های گاز را متحمل خواهند شد، که منجر به ایجاد یک چرخه معیوب از افزایش هزینه‌ها بر افرادی می‌شود که خود توانایی تغییر پمپ‌های حرارتی را ندارند. آن دسته از مشتریان عقب مانده به احتمال زیاد افرادی با درآمد کمتر هستند که در حال حاضر برای پرداخت قبوض گران قیمت آب و برق تلاش می کنند.

 

یکی از موانع، قوانینی است که در بسیاری از ایالت‌ها وجود دارد. در ازای انحصار شرکت های خدمات شهری، آنها ملزم به ارائه خدمات به هر کسی در قلمرو خود هستند که آن را درخواست می کند. این تعهد بخش اصلی ماموریت یک شرکت است، اما کاربرد دقیق آن می‌تواند به یک مشتری در محله‌ای که برای شبکه انرژی حرارتی در نظر گرفته شده است اجازه دهد کل پروژه را متوقف کند. تغییر قوانین در حال حاضر در نیویورک، ماساچوست و سایر ایالت ها برای اینکه به شرکت های آب و برق اجازه دهد مشتریان را از خدمات شبکه گاز به انرژی حرارتی تغییر دهند، بدون اینکه اعتراضات ​”اجبار به خدمت” را ایجاد کنند، بخش مهمی از روند انتقال خواهد بود.

 

دیکس گفت، در نیویورک، قانون شبکه انرژی حرارتی برق شهری و مشاغل، این قانون را برای پروژه های آزمایشی که اکنون در حال بررسی هستند، به حالت تعلیق در می آورد، اما برای گسترش این تغییر به کل ایالت، قوانین بیشتری لازم است. در ماساچوست، تیم بهره وری انرژی خانه و سایر گروه های محیطی و اجتماعی لایحه “آینده گرمای پاک” را تأیید می کنند که تغییرات مشابهی را ایجاد می کند.

 

به گزارش آرا نیرو مزایای کارآیی این شبکه‌ها همچنین می‌تواند کمک قابل توجهی به شبکه‌های برق بدهد که رشد گسترده‌ای در تقاضای ساختمان‌های گرمایشی و وسایل نقلیه الکتریکی را تجربه خواهند کرد. تحقیقات وزارت انرژی نشان داده است که نصب پمپ های حرارتی زمین گرمایی در تقریبا 80 درصد خانه های ایالات متحده می تواند هزینه های کربن زدایی شبکه را تا 30 درصد کاهش دهد و تا سال 2050 از نیاز به 24,500 مایل خطوط انتقال جدید جلوگیری کند.

EGS.Infographic - نقش شرکت های عرضه کننده گاز فسیلی در عصر انرژی پاک

This diagram shows how electricity is produced using enhanced geothermal systems.

غذای آماده

تبدیل سیستم های توزیع گاز فسیلی برای پشتیبانی از سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی، یک ایده جسورانه است. برای شرکت های آب و برق، این راهی است که آنها به خدمت به جامعه ادامه دهند و با انجام این کار سود ببرند و در عین حال فعالیت های خود را کربن زدایی کنند. این روشی را برای به حداکثر رساندن بهره وری ارائه می دهد که از طریق پمپ های حرارتی ممکن می‌شوند، در حالی که انتشار گازهای گلخانه ای را مختل می کند.

 

چنین تفکر جسورانه ای قابل تحسین است. آیا منطقی‌تر نیست که راه‌حل‌های خلاقانه‌ای مانند این را دنبال کنیم تا اینکه امید به طرح‌های ژئومهندسی خطرناک برای زمین پاک ببندیم؟ صنعت آب و برق میتواند این را به عنوان یک موقعیت برد/برد ببیند، اما بسیاری از این شرکت ها به شدت با این تغییر مخالف هستند. آنها به دلایل خودخواهانه خود از آینده می‌ترسند و به جای ساختن یک جامعه انسانی پایدار نگران سود خود هستند.

 

شاید وقتی یاد بگیرند که انتقال از گازهای فسیلی بدون تخریب مدل کسب و کارشان قابل انجام باشد، بر ترس های خود غلبه کنند و مانع چنین برنامه هایی نشوند. اگر همه برنده شوند، _شرکت ها، جوامع و زمین_ بهترین جهان، ممکن خواهد بود.

 

منبع: CleanTechnica

 

به گفته EY، اکنون LCOE خورشیدی 29 درصد کمتر از هر گزینه سوخت فسیلی است.
به گزارش آرا نیرو هزینه همسطح الکتریسیته (LCOE) یک معیار اقتصادی است که برای مقایسه هزینه‌های طول عمر تولید برق در فناوری‌های مختلف تولید استفاده می‌شود.
گزارش ارنست اند یانگ (EY) نشان می‌دهد که با وجود فشارهای تورمی، انرژی خورشیدی ارزان‌ترین منبع برق جدید است. میانگین موزون جهانی هزینه یکسان شده برق (LCOE) برای PV اکنون 29 درصد کمتر از ارزان ترین جایگزین سوخت فسیلی است.
موسسه EY در آخرین گزارش انرژی و منابع خود  اعلام کرد که 86 درصد یا 187 گیگاوات از منابع انرژی تجدیدپذیر تازه راه‌اندازی شده، برق را با هزینه کمتر از میانگین هزینه تولید سوخت فسیلی در سال 2022 تولید می‌کند.

موسسه EY گفت که نیروگاه خورشیدی ارزان‌ترین برق تولیدی جدید در بسیاری از بازارها است، حتی با وجود تورم و افزایش قیمت، و اشاره کرد که میانگین وزنی جهانی LCOE برای انرژی خورشیدی اکنون 29 درصد کمتر از ارزان‌ترین جایگزین سوخت فسیلی است. ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ نیز به سرعت مقرون به صرفه تر و پیچیده تر می شود.
میانگین LCOE انرژی خورشیدی به سرعت در سطح جهانی کاهش یافته است، از بیش از 400 دلار در مگاوات ساعت در اوایل دهه 2010 به حدود 49 دلار در مگاوات ساعت در سال 2022، که 88 درصد کاهش یافته است. LCOE انرژی باد تقریباً 60 درصد در مدت مشابه کاهش یافته است.

photo 2024 01 21 09 23 16 - به گفته EY، اکنون LCOE خورشیدی 29 درصد کمتر از هر گزینه سوخت فسیلی است.
موسسه EY پیش‌بینی می‌کند که انرژی خورشیدی و بادی به منبع برق پایه جهانی تبدیل خواهند شد. انتظار می‌رود تا سال 2030 دو انرژی تجدیدپذیر سنتی یعنی همان نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی 38 درصد از ترکیب انرژی را تشکیل دهند و تا سال 2050 نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی ممکن است 62 درصد از ترکیب انرژی را تامین کنند. به گفته EY، چین، اروپا و ایالات متحده باعث افزایش 53 درصدی تولید انرژی خورشیدی و بادی خواهند شد و بیش از 57 درصد از تولیدات خورشیدی و بادی جهان تا سال 2050 را تولید خواهند کرد
به گزارش آرا نیرو رونق جهانی در حوزه نیروگاه خورشیدی بیش از نیمی از این انرژی را تامین خواهد کرد، اما پذیرش در بازارها متفاوت خواهد بود. انرژی تولید شده توسط خورشید به بزرگترین منبع انرژی در کشورهایی مانند ایالات متحده و کشورهای اقیانوسیه و آسیای جنوبی تبدیل خواهد شد که توسط فناوری‌های پیرامون ماژول‌های فتوولتائیک (PV) خورشیدی که با سرعتی سریع پیشرفت می‌کنند، هدایت می‌شود.
موسسه EY گفت، با این حال، بدون رفع موانع اصلی پیشرفت، این نقاط عطف، دست یافتنی نخواهد شد. به ویژه در ایالات متحده، انبوهی از برنامه های کاربردی اتصال به شبکه باعث تاخیر، لغو و تحمیل هزینه های زیاد می شود. EY گفت که ایالات متحده حداقل 1350 گیگاوات ظرفیت بادی و خورشیدی دارد و 680 گیگاوات ذخیره سازی در انتظار اتصال است که برای دو برابر کردن برق کشور کافی است.
در یک نظرسنجی از بیش از 70,000 مصرف کننده جهانی، EY دریافت که تمایل به پذیرش نیروگاه خورشیدی خانگی، قوی است. حدود 62 درصد از پاسخ دهندگان در نظرسنجی گفتند که خریده اند یا در مورد خرید پنل های خورشیدی فکر می کنند، در حالی که 50 درصد در حال بررسی خرید هستند یا قبلاً سیستم ذخیره سازی باتری را خریداری کرده اند.
نویسنده: Ryan Kennedy

وستاس از توربین بادی جدید ساخته شده از فولاد کم انتشار رونمایی کرد

این شرکت با سازنده فولاد ArcelorMittal برای بالا بردن چرخه فولاد و کاهش انتشار آلاینده های مادام‌العمر برای محصولات آینده خود شریک شده است.
در تلاش برای کاهش انتشار کربن در طول عمر تولید توربین‌های بادی، سازنده توربین دانمارکی Vestas از جدیدترین پیشنهاد خود، توربین‌های ساخته شده از فولاد کم انتشار، رونمایی کرده است. این توربین فولادی کم انتشار در سال 2025 در پروژه باد فراساحلی بالتیک در سواحل لهستان به نمایش درخواهد آمد.

با توجه به کاهش انتشار کربن تا اواسط قرن، کشورها ابتکار عمل ساخت پروژه های انرژی بادی در مقیاس بزرگ را به عهده گرفته اند که می توانند شبانه روزی کار کنند. مناطق نزدیک به ساحل در حال بررسی گزینه‌هایی برای ساخت توربین های بادی بزرگتر در دریا برای بهره برداری از بادهای سریعتر هستند.
در حالی که این ابتکارات قابل ستایش است، کارشناسان همچنین خاطرنشان کرده اند که افزایش انرژی های تجدیدپذیر در سال های اخیر بدون تأثیرات زیست محیطی نیست. برای مثال، توربین‌های بادی با استفاده از فولاد، آهن، فایبرگلاس و پلاستیک ساخته می‌شوند که هر کدام فرآیندهای تولید انرژی بر و اثرات زیست محیطی قابل توجهی دارند.

برای کاهش تأثیر پذیرش در مقیاس بزرگ از این فناوری، سازندگان تجهیزات اصلی مانند Vestas به دنبال کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در تولید خود هستند. توربین فولادی کم آلاینده نتیجه این تلاش‌هاست.

فولاد کم آلاینده چگونه ساخته می شود؟
وستاس با سازنده فولاد چندملیتی ArcelorMittal مستقر در لوکزامبورگ سیتی برای تهیه فولاد کم آلاینده همکاری کرد. فولاد کم انتشار با استفاده از ضایعات فولادی 100 درصد تولید می شود. در Industeel Charleroi در بلژیک، این سازنده فولاد می تواند ضایعات را در یک کوره الکتریکی که تنها با انرژی باد کار می کند ذوب کند.

سپس به فولاد مذاب اجازه داده می شود تا به صفحات فولادی خنک و سپس به صفحات سنگین برای ساخت برج های توربین تبدیل شوند. طبق بیانیه مطبوعاتی این شرکت، فولاد کم آلاینده در حال حاضر برای ساخت یک توربین بادی کامل در خشکی و البته تنها برای بخش بالایی برج های توربین بادی دریایی مناسب است.

photo 2024 01 20 16 45 14 - وستاس از توربین بادی جدید ساخته شده از فولاد کم انتشار رونمایی کرد

Source: Vestas

کاهش انتشار کربن حاصل شده است
فولاد و آهن تا 90 درصد از جرم مواد توربین را تشکیل می‌دهند که در حدود 50 درصد از کل انتشار چرخه حیات توربین را شامل می‌شوند. وستاس با استفاده از فولاد کم آلاینده قصد دارد این عدد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. طبق بیانیه مطبوعاتی، وستاس در نظر دارد با فولاد کم آلاینده در مقایسه با فولاد معمولی، به کاهش 66 درصدی شدت انتشار در هر کیلوگرم دست یابد.

به طور خاص، در برج‌های توربین دریایی، که تنها دو بخش بالای آن با فولاد کم آلاینده ساخته می‌شود، انتظار می‌رود کاهش انتشار 25 درصد باشد. برای توربین های خشکی، که در آن کل برج از فولاد upcycled ساخته شده است، کاهش CO2 به میزان 52 درصد خواهد بود.

دیتر دهورن، رئیس تدارکات جهانی در Vestas گفت: «پیدا کردن راه‌هایی برای کربن‌زدایی انتشار گازهای گلخانه‌ای تولید شده در طول استخراج مواد خام و پالایش فولاد برای ما و صنعت به طور کلی حیاتی است. وستاس مشارکت با ArcelorMittal و پذیرش فولاد کم آلاینده را به عنوان یک اهرم مهم در کاهش انتشار CO2 در صنعت بادی می بیند.

این محصول پس از مدتی در دسترس مشتریان وستاس قرار خواهد گرفت. در عوض، انتظار می‌رود این شرکت اولین دسته از توربین‌های فولادی کم انتشار خود را در سال آینده و زمانی که وستاس شروع به ساخت پروژه بادی فراساحلی بالتیک 1.2 گیگاواتی در سواحل لهستان می‌کند، راه‌اندازی کند.

سازنده تجهیزات، 76 توربین بادی V236 با ظرفیت 15 مگاواتی را برای این پروژه تامین و نصب خواهد کرد. از این برج های بالا، 52 توربین با استفاده از فولاد کم آلاینده ساخته خواهند شد.
منبع: interestingengineering

تجهیزات و خطوط انتقال برق و هزینه های مرتبط با آن و راهکارهای کاهش این هزینه ها

 

    انتقال انرژی نیاز به زیرساخت مناسب دارد و احداث شبکه‌های انتقال برق و زیرساخت‌های توزیع برق برای انتقال انرژی تولید شده از نیروگاه‌ها به مناطق مصرف انرژی ضروری است. این زیرساخت‌ها باید به روز رسانی شده و به توسعه برسند تا تأمین انرژی پایدار و بهینه را تضمین کنند. زیرساخت‌های لازم برای انتقال انرژی از محل تولید به محل مصرف شامل خطوط و تجهیزات انتقال برق، زیرساخت‌های نگهداری، کنترل و اندازه‌گیری میشود.

   خطوط انتقال برق شامل سیم‌ها، پایه ها، و سازه‌های حمایتی هستند که انرژی تولیدی از نیروگاه‌ها را از منطقه تولید به منطقه مصرف منتقل می‌کنند. این زیرساخت از انتقال بهینه انرژی به نقاط مختلف و حفظ پایداری شبکه برق کمک می‌کند. احداث و نگهداری خطوط انتقال برق هزینه‌های گسترده‌ای دارد که به عوامل مختلفی بستگی دارد و شامل هزینه‌های مرتبط با طراحی، تهیه مواد، نصب تجهیزات، و ساختارهای حمایتی خطوط انتقال برق است و طول خط انتقال، نوع تجهیزات استفاده شده، و پیچیدگی شرایط محیطی ازعوامل تاثیرگذار روی این هزینه هاست.

   تجهیزات انتقال برق شامل ترانسفورماتورها، سوئیچ‌ها، و تجهیزات کنترلی است که در سیستم انتقال برق به کنترل جریان و ولتاژ و مدیریت شبکه کمک می‌کنند. در ادامه به شرح کاملی از این تجهیزات می پردازیم.

articleFiles 45934648 3jlav 1647155329 copy - تجهیزات و خطوط انتقال برق و هزینه های مرتبط با آن و راهکارهای کاهش این هزینه ها

ترانسفورماتورها:

   ترانسفورماتورها به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم‌های انتقال و توزیع برق، جهت تغییر ولتاژ بین خطوط انتقال برق به کار می‌روند. انواع مختلفی دارند، در زیر به برخی انواع ترانسفورماتورها و ویژگی‌های آنها اشاره می‌شود:

 

  1. ترانسفورماتورهای توزیع:

ترانسفورماتورهای توزیع نقش مهمی در سیستم‌های انتقال و توزیع برق ایفا می‌کنند. این ترانسفورماتورها عمدتاً برای تنظیم ولتاژ برق از سطح انتقال به سطح توزیع به کار می‌روند. در زیر توضیحات بیشتری درباره ترانسفورماتورهای توزیع آورده شده است:

 

۱. هدف استفاده:

   – ترانسفورماتورهای توزیع برای انتقال برق از سطح انتقال (که ولتاژ آن بالاتر است) به سطح توزیع (که ولتاژ آن پایین‌تر است) به کار می‌روند.

   – مهمترین وظیفه آنها تغییر ولتاژ برق به مقداری مناسب برای استفاده در صنعت، شهری، یا مناطق روستایی است.

 

۲. ساختار و عملکرد:

   – ترانسفورماتورهای توزیع دارای دو سیم پیچه هستند: پیچه اصلی (پیچه بالابر) و پیچه ثانویه (پیچه پایین‌بر).

مزایا:

   – تغییر ولتاژ به صورت ایمن و مؤثر.

   – عمر طولانی و نیاز به نگهداری کم.

   – افت ولتاژ و توان‌های فراوانی را به حداقل می‌رسانند.

 کاربردها:

   – در شبکه‌های توزیع برق شهری، صنعتی و روستایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

   – در ایستگاه‌های تقسیم بار برای تنظیم ولتاژ و توزیع به مصارف مختلف.

 

۳. انواع ترانسفورماتورهای توزیع:

   – ترانسفورماتورهای روغنی: از روغن به عنوان عایق استفاده می‌کنند و عمدتاً در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شوند.

۱. مزایا:

   – عایق کاری خوب: روغن به عنوان یک عایق خوب در ترانسفورماتورهای روغنی عمل می‌کند.

   – خنک‌کنندگی: روغن به خوبی حرارت تولید شده در ترانسفورماتور را انتقال می‌دهد.

   – عملکرد پایدار در شرایط مختلف: توانایی کارکرد در شرایط محیطی مختلف از جمله دما و رطوبت را داراست.

۲. معایب:

   – احتمال نشت روغن: این ترانسفورماتورها با مشکل احتمال نشت روغن مواجه هستند.

   – اندازه و وزن بالا: نسبت به ترانسفورماتورهای خشک، این نوع ترانسفورماتورها اندازه و وزن بیشتری دارند.

   – نیاز به فضای اضافی برای جلوگیری از خطرات احتمالی نشت روغن.

 

   – ترانسفورماتورهای خشک: بدون استفاده از روغن یا گاز به عنوان عایق عمل می‌کنند و اغلب در مکان‌هایی که استفاده از روغن ممنوع یا مشکل است، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مقایسه ترانسفورماتورهای روغنی و خشک از نظر مزایا و معایب نشان می‌دهد که هر یک از این انواع ترانسفورماتور دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی هستند. در زیر به مقایسه دقیق این دو نوع ترانسفورماتور پرداخته شده است:

۱. مزایا:

   – بدون روغن: از عایق‌های خشک برای جلوگیری از نیاز به روغن استفاده می‌کنند.

   – نگهداری آسان: به دلیل عدم وجود روغن، نگهداری و تعمیرات آسان‌تر و اقتصادی‌تر هستند.

   – احتمال کمتر نشت: به دلیل عدم وجود روغن، خطر نشت کمتر است.

 

۲. معایب:

   – کمترین خنک‌کنندگی: نسبت به ترانسفورماتورهای روغنی، توانایی خنک‌کنندگی کمتری دارند.

   – مناسب برای کاربردهای محدودتر: بیشتر در محیط‌های خشک و با دماهای پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

با توجه به نیازها و شرایط محیطی، انتخاب بین ترانسفورماتورهای روغنی و خشک بستگی به موارد خاص هر کاربرد دارد. همیشه تصمیم بهتر از طریق مشاوره با متخصصان ترانسفورماتور و شناخت دقیق از نیازهای سیستم خود به دست می‌آید.

 

   – ترانسفورماتورهای گازی: ترانسفورماتورهای گازی یا همان ترانسفورماتورهای گاز‌دار Gas-Insulated Transformers یا GIS) ) نوعی ترانسفورماتورهستند که مواد عایق میانه بین پیچ‌ها و هسته آن گاز است و به جای عایق‌های سنتی نفتی یا عایق‌های جامد مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً گاز مورد استفاده در این ترانسفورماتورها گاز سولفورهگزا فلوراید ( (SF6است که خواص عایقی عالی دارد.

مزایا:

   – طراحی فشرده: ترانسفورماتورهای گازی نسبت به ترانسفورماتورهای سنتی با عایق روغنی دارای طراحی فشرده‌تری هستند که برای نصب در مناطق شهری با فضای محدود مناسب هستند.

   – کاهش نیاز به نگهداری: طراحی محافظت شده باعث کاهش نیاز به نگهداری می‌شود.

   – مقاومت الکتریکی بالا: گاز SF6 مقاومت الکتریکی بالایی دارد که امکان انجام تنظیمات الکتریکی را فراهم می‌کند.

   – تقویت ایمنی: محفظه مهر و مومی به افزایش ایمنی کمک می‌کند با جلوگیری از فرار گاز و کاهش خطر آتش سوزی.

 کاربردها:

   – نصب‌های شهری: ترانسفورماتورهای گازی به عنوان یک انتخاب مناسب برای نصب در مناطق شهری با فضای محدود شناخته شده‌اند.

 

electrical substation - تجهیزات و خطوط انتقال برق و هزینه های مرتبط با آن و راهکارهای کاهش این هزینه ها

  1. ترانسفورماتورهای قدرت (انتقال):

ترانسفورماتورهای قدرت نقش حیاتی در سیستم‌های انتقال و توزیع برق دارند. این ترانسفورماتورها عمدتاً برای انتقال انرژی برق از نیروگاه‌ها به شبکه‌های انتقال و سپس به سیستم‌های توزیع و مصارف نهایی به کار می‌روند. در زیر به شرح مهمترین ویژگی‌ها و نقش ترانسفورماتورهای قدرت پرداخته شده است:

 

۱. هدف استفاده:

   – ترانسفورماتورهای قدرت برای تغییر ولتاژ برق به منظور انتقال به فواصل بلند از نیروگاه‌ها به شبکه‌های انتقال و سپس به سیستم‌های توزیع و مصارف نهایی استفاده می‌شوند.

 

۲. ساختار و عملکرد:

   – ترانسفورماتورهای قدرت دارای دو یا چند پیچه هستند: پیچه اصلی (پیچه بالابر) و پیچه ثانویه (پیچه پایین‌بر).

 

۳. انواع ترانسفورماتورهای قدرت:

   – ترانسفورماتورهای انتقال: جهت انتقال انرژی برق به فواصل بلند استفاده می‌شوند و ولتاژ آنها معمولاً بسیار بالاست.

   – ترانسفورماتورهای توزیع: برای انتقال انرژی به فواصل کمتر و در سطح شهری و صنعتی به کار می‌روند و ولتاژ آنها کمتر از ترانسفورماتورهای انتقال است.

 

۴. مزایا:

   – انتقال انرژی با افت ولتاژ کم.

   – افزایش یا کاهش ولتاژ به شکل مستمر و به صورت اتوماتیک.

   – عمر طولانی و نیاز به نگهداری کم.

 

۵. معایب:

   – اندازه و وزن بالا: برخی از ترانسفورماتورهای قدرت به دلیل توان بالا، اندازه و وزن بسیار بالایی دارند.

   – نیاز به مکان‌های ویژه برای نصب و نگهداری.

 

۶. کاربردها:

   – استفاده اصلی این ترانسفورماتورها در نقاط انتقال انرژی بین نیروگاه‌ها، ایستگاه‌های انتقال، و سیستم‌های توزیع برق است.

 

ترانسفورماتورهای قدرت با توجه به توان، نیازهای ولتاژی، و شرایط محیطی، به صورت اختصاصی برای هر نقطه انتقال و توزیع طراحی و استفاده می‌شوند. این ترانسفورماتورها جزء اجزای اساسی سیستم‌های انتقال و توزیع برق به شمار می‌آیند.

  

 

ترانسفورماتورهای یکپارچه (Compact):

ترانسفورماتورهای یکپارچه یا همان  Compact Transformersنوعی ترانسفورماتور هستند که به دلیل طراحی خاص و اندازه کوچک، معمولاً برای فضاها و نقاط محدود به کار می‌روند. در زیر به شرح مهمترین ویژگی‌ها و کاربردهای ترانسفورماتورهای یکپارچه پرداخته شده است:

 

۱. هدف استفاده:

   – ترانسفورماتورهای یکپارچه با طراحی کوچک و یکپارچه خود به منظور استفاده در فضاهای محدود و نیازهای خاص ساخته شده‌اند.

 

۲. ساختار و عملکرد:

   – این ترانسفورماتورها به صورت یکپارچه و با اندازه کوچک‌تر و وزن سبک‌تر نسبت به ترانسفورماتورهای سنتی ساخته می‌شوند.

   – توان ولتاژی و جریانی که این ترانسفورماتورها توانسته‌اند پوشش دهند معمولاً کمتر از ترانسفورماتورهای بزرگ و سنتی است.

 

۳. مزایا:

   – اندازه کوچک و وزن سبک: این ترانسفورماتورها مناسب برای فضاهای محدود و نیازهای کاربردی خاص هستند.

   – نصب و استفاده آسان: به دلیل اندازه کوچک، نصب و نگهداری آنها نسبت به ترانسفورماتورهای بزرگتر ساده‌تر است.

   – قابلیت تنظیم ولتاژ: برخی از ترانسفورماتورهای یکپارچه دارای قابلیت تنظیم ولتاژ هستند.

 

۴. کاربردها:

   – در ایستگاه‌های تقسیم بار، که نیاز به ترانسفورماتورهای کوچک و مؤثر برای توزیع برق به مصارف مختلف دارند.

   – در صنایع خاص و اتوماسیون، جایی که فضا محدود و نیاز به تنظیم ولتاژ وجود دارد.

 

ترانسفورماتورهای یکپارچه به دلیل اندازه کوچک و وزن سبک، مختص فضاهای محدود و نیازهای خاصی هستند. این ترانسفورماتورها به عنوان یکی از اجزای مهم در سیستم‌های برق و اتوماسیون برای افزایش بهره‌وری و انجام وظایف خاص به کار می‌روند.

   هر نوع ترانسفورماتور بر اساس نیازها و محیط کاربردی خود مزایا و معایب خاصی دارد. انتخاب نوع مناسب ترانسفورماتور بر اساس شرایط خاص سیستم برق و نیازهای انتقال و توزیع انرژی اهمیت زیادی دارد.

 

 تجهیزات حفاظت:

تجهیزات حفاظت در خطوط انتقال برق برای محافظت از تجهیزات و انسان‌ها در مواجهه با حوادث ناخواسته مانند اتصال کوتاه، افت ولتاژ، یا افزایش جریان و… استفاده می‌شوند. این تجهیزات با شناسایی خطاها و حوادث به سرعت و به صورت اتوماتیک عملکرد می‌کنند تا خسارت به تجهیزات و افراد را کاهش دهند. در زیر به شرح تجهیزات حفاظت خطوط انتقال برق پرداخته شده است:

 

۱. رله‌های حفاظت:

   – این رله‌ها به صورت اتوماتیک عملکرد دارند و به تشخیص خطاها مانند اتصال کوتاه، افت ولتاژ، جریان بیش از حد، و … می‌پردازند.

   – رله‌های حفاظت بر اساس استانداردهای تعیین شده برای حفاظت از تجهیزات و خطوط برق تنظیم می‌شوند.

 

۲. ترمینال‌ها و سوئیچ‌های حفاظتی:

   – ترمینال‌ها و سوئیچ‌های حفاظتی به صورت مکانیکی یا الکتریکی جهت قطع و وصل سریع خطوط برق در صورت حادثه به کار می‌روند.

 

۳. ترانسفورماتورهای حفاظتی:

   – این ترانسفورماتورها وظیفه تغییر ولتاژ جهت اندازه‌گیری جریان و ولتاژ در خطوط را دارند تا اطلاعات لازم برای تشخیص حوادث به رله‌های حفاظت منتقل شود.

 

۴. کمپانساتورهای دینامیک:

   – برای مدیریت ولتاژ در خطوط انتقال از کمپانساتورهای دینامیک استفاده می‌شود تا افت ولتاژ در سیستم‌ها جلوگیری شود.

 

۵. سیستم‌های مانیتورینگ:

   – سیستم‌های مانیتورینگ مدام وضعیت خطوط را نظارت کرده و در صورت وقوع حوادث، اطلاعات را به تجهیزات حفاظت اطلاع می‌دهند.

 

۶. سوئیچ‌های خودکار:

   – سوئیچ‌های خودکار برای اتصال و قطع خودکار خطوط در شرایط خاص و زمان‌های اضطراری به کار می‌روند.

 

۷. کنترل‌ها و تجهیزات اتوماسیون:

   – تجهیزات اتوماسیون و کنترل‌ها برای مدیریت اتوماتیک خطوط و ایستگاه‌های انتقال برق به کار می‌روند.

 

 این تجهیزات حفاظت، ایمنی سیستم‌های برق را حفظ کرده و در مواجهه با حوادث احتمالی سریعاً و به صورت اتوماتیک عمل میکنند تا خسارت‌ها را به حداقل برسانند.

Figure1 0 - تجهیزات و خطوط انتقال برق و هزینه های مرتبط با آن و راهکارهای کاهش این هزینه ها

 

تجهیزات کنترل و کمکی:

تجهیزات کنترل و کمکی در خطوط انتقال برق برای مدیریت و کنترل بهینه‌تر جریان برق، تنظیم ولتاژ، و مدیریت عملیات انتقال انرژی بین ایستگاه‌ها به کار می‌روند. این تجهیزات نقش مهمی در بهره‌وری و پایداری سیستم‌های برق ایفا می‌کنند. در زیر به شرح تجهیزات کنترل و کمکی در خطوط انتقال برق پرداخته شده است:

 

۱. سیستم‌های کنترل:

   – سیستم‌های کنترل مسئول مدیریت عملیات کلان شبکه برق و تنظیم پارامترهای مختلف مانند ولتاژ، جریان، و توان هستند.

   – این سیستم‌ها از الگوریتم‌ها و منطق کنترلی برای اجرای تصمیمات بهینه بر اساس وضعیت شبکه استفاده می‌کنند.

 

۲. واحدهای کنترل کننده فرکانس (Governor):

   – این واحدها به تنظیم سرعت ژنراتورها و ایستگاه‌ها بر اساس نیازهای فرکانس شبکه برق می‌پردازند تا تطابق تولید و مصرف انرژی حفظ شود.

 

۳. کنترل‌های ولتاژ (Voltage Control):

   – این کنترل‌ها واحدهای تنظیم ولتاژ در نقاط مختلف شبکه برق هستند تا ولتاژ در سطوح مشخصی نگهداری شود.

 

۴. تجهیزات کمکی:

   – ترمینال‌ها و تجهیزات کمکی برای مدیریت انرژی و تجهیزات در ایستگاه‌های انتقال به کار می‌روند.

   – این تجهیزات شامل کمپانساتورها، ترانسفورماتورهای کمکی، باتری‌ها و سیستم‌های UPS می‌شوند.

 

۵. سیستم‌های ارتباطات:

   – سیستم‌های ارتباطات برای انتقال داده‌ها و اطلاعات بین ایستگاه‌ها، زیرسیستم‌های کنترل، و تجهیزات مختلف استفاده می‌شوند.

 

۶. مانیتورینگ و ابزار دقیق:

   – دستگاه‌های مانیتورینگ و ابزار دقیق برای نظارت بر وضعیت تجهیزات، اندازه‌گیری جریان، ولتاژ و سایر پارامترهای سیستم به کار می‌روند.

 

۷. تجهیزات حفاظت و کنترل:

   – تجهیزات حفاظت و کنترل برای تشخیص و مقابله با حوادث ناخواسته مانند اتصال کوتاه، افت ولتاژ و … مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

تمام این تجهیزات کنترل و کمکی با همکاری و هماهنگی با سیستم‌های حفاظتی و مانیتورینگ، ایمنی و بهره‌وری شبکه برق را افزایش می‌دهند. این تجهیزات بر اساس تکنولوژی‌های پیشرفته جهت بهبود عملکرد و اطمینان‌پذیری سیستم‌های برق به‌کار می‌روند.

 

 

خطوط انتقال برق:

خطوط انتقال برق از جمله اجزای حیاتی در سیستم‌های برق هستند که برای انتقال انرژی برق از منبع تولید به مصارف نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این خطوط اغلب به صورت یک سیستم شبکه‌ای و پیچیده، بر روی ایستاه‌ها و ستون‌ها قرار گرفته و نقل قدرت برق را امکان‌پذیر می‌سازند. در زیر به شرح اجزای مهم خطوط انتقال برق پرداخته شده است:

 

۱.انواع خطوط انتقال:

   – خطوط انتقال مستقیم (Overhead Lines) :خطوطی که بر روی ستون‌ها یا برج‌ها نصب شده و به وسیله سیم‌های هوایی منتقل می‌شود.

   – خطوط زیرزمینی (Underground Cables): خطوطی که در زیر زمین قرار دارند و انرژی برق را به وسیله کابل‌های زیرزمینی انتقال می‌دهند.

 

  1. ویژگی‌های خطوط انتقال:

   – ولتاژ عملیاتی: خطوط انتقال برق معمولاً با ولتاژ‌های بسیار بالا عمل می‌کنند تا از افت انرژی در مسافت‌های طولانی جلوگیری شود.

   – ساختار و مواد: ساختار خطوط انتقال از جنس موادی مانند فولاد، آلومینیوم، و یا مخلوطی از این مواد استفاده می‌کند.

EMS starts work on EUR 8 15 million Bistrica substation e1529062487986 - تجهیزات و خطوط انتقال برق و هزینه های مرتبط با آن و راهکارهای کاهش این هزینه ها

تأثیر نیروگاه‌های تجدیدپذیر برهزینه‌های تجهیزات و خطوط انتقال برق

نیروگاه‌های تجدیدپذیر مانند نیروگاه‌ خورشیدی، نیروگاه بادی و هیدروالکتریک به طور قابل توجهی بر ساختار و هزینه‌های تجهیزات و خطوط انتقال برق تأثیر می‌گذارند. این تأثیرات می‌توانند در چند زمینه مهم مشاهده شوند:

 

۱. تولید برق ناپایدار:

   – نیروگاه‌های تجدیدپذیر بر پایه باد، خورشید یا آب، تولید برق ناپایداری دارند که به دلیل شرایط آب و هوایی متغیر و تغییرات در سطح تابش خورشید یا سرعت باد اتفاق می‌افتد.

   – این ناپایداری توسط سیستم‌های انتقال برق باید مدیریت شود تا پایداری و امنیت شبکه برق حفظ شود. که در مقاله گذشته با عنوان ” یک روش طراحی موثر برای نیروگاه های فتوولتائیک خورشیدی  ” راه حل آن ارائه شده است. به منظور تعدیل نوسانات تولید نیروگاه‌های تجدیدپذیر، فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی نیز در شبکه برق معرفی می‌شوند. این ذخیره‌سازی ممکن است هزینه‌های اضافی برای نصب و نگهداری داشته باشد.

 

  1. بهبود زیرساخت‌ها:

   – با توسعه نیروگاه‌های تجدیدپذیر، نیاز به بهبود و توسعه زیرساخت‌های انتقال برق نیز احساس می‌شود. این شامل افزایش ظرفیت و بهبود کیفیت خطوط انتقال و تجهیزات مرتبط است.

 

  1. کاهش افت ولتاژ:

   – نیروگاه‌های تجدیدپذیر مانند نیروگاه‌های خورشیدی و بادی در نواحی دور از مراکز مصرف نصب می‌شوند. این نیروگاه‌ها می‌توانند افت ولتاژ را در نواحی دورتر از مراکز تولید انرژی کاهش دهند. کاهش افت ولتاژ ممکن است نیاز به احداث خطوط انتقال با قطر بزرگتر را کاهش داده و هزینه‌های احداث و نگهداری را در خطوط انتقال برق کاهش دهد.

 

  1. کاهش ازدحام:

کاهش ازدحام در سیستم انتقال برق به معنای کاهش ترافیک و فشار در شبکه انتقال برق است و می‌تواند به عنوان یک مزیت مهم در نتیجه استفاده از نیروگاه‌های تجدیدپذیرمثل نیروگاه‌ خورشیدی و بادی در سیستم انرژی مدنظر قرار گیرد. برخی از جنبه‌های کاهش ازدحام کاهش افت شبکه بین نقاط تولید و مصرف است. این اقدام ممکن است باعث کاهش طول خطوط انتقال و ازدحام مرتبط با آنها شود. نیروگاه‌های تجدیدپذیر معمولاً از منابع محلی انرژی مانند نور خورشید در نیروگاه خورشیدی یا باد در نیروگاه بادی بهره می‌برند. استفاده از این منابع محلی نیاز به انتقال انرژی از مناطق دورتر را کاهش میدهد که می‌تواند هزینه‌های انتقال و از دست دادن انرژی را به حداقل برساند.

همچنین، استفاده از تکنولوژی‌های هوشمند و سیستم‌های اتوماسیون در اداره شبکه انتقال برق می‌تواند به بهبود بهره‌وری و مدیریت ازدحام در شبکه برق کمک کند. این تدابیر می‌توانند در کاهش هزینه‌های انتقال انرژی و افزایش پایداری سیستم تأثیرگذار باشند.

تأثیرات دقیق بر هزینه‌های تجهیزات و خطوط انتقال برق با توجه به مکان، نوع نیروگاه تجدیدپذیر، و شرایط محیطی متفاوت خواهد بود. این تأثیرات باید به عنوان یکی از عوامل در برنامه‌ریزی و طراحی سیستم انتقال برق در نظر گرفته شوند.

بنابراین، تأثیر نیروگاه‌های تجدیدپذیر بر هزینه‌ها و ساختار تجهیزات و خطوط انتقال برق نیازمند مدیریت دقیق، فناوری‌های پیشرفته و توسعه زیرساخت‌های مناسب است.

 

نویسنده: مهدی پارساوند

.

مقدمه – توضیح وضعیت فعلی محیط زیست و نیاز به منابع انرژی پایدار – مروری کوتاه بر نقش خورشیدی نیروگاه ها در پرداختن به این مسائل

II.

مزایای نیروگاه های خورشیدی – کاهش انتشار گازهای گلخانه ای – کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی – افزایش استقلال انرژی – پتانسیل ایجاد اشتغال و رشد اقتصادی

III.

نحوه کار نیروگاه های خورشیدی – توضیح اصول اولیه تولید انرژی خورشیدی – بحث در مورد انواع نیروگاه های خورشیدی و ویژگی های منحصر به فرد آنها

نیروگاه های خورشیدی و محیط زیست – بحث در مورد اثرات زیست محیطی نیروگاه های خورشیدی، از جمله نگرانی های کاربری زمین و حیات وحش – توضیح چگونگی طراحی نیروگاه های خورشیدی برای به حداقل رساندن اثرات منفی و ارتقای تنوع زیستی

V.

مطالعات موردی: نیروگاه های خورشیدی موفق – بحث درباره نیروگاه های خورشیدی موفق در سراسر جهان، از جمله تأثیر آنها بر محیط زیست و جوامع محلی – به عنوان مثال می توان به پروژه انرژی خورشیدی کاموتی در هند، مزرعه خورشیدی توپاز در کالیفرنیا و نیروگاه خورشیدی نور ابوظبی در امارات متحده عربی اشاره کرد.

VI.

چالش ها و راه حل ها – بحث در مورد چالش های پیش روی توسعه نیروگاه خورشیدی، از جمله موانع هزینه و نظارتی – توضیح راه حل های بالقوه، مانند مشوق های دولتی و پیشرفت های تکنولوژیکی

 

VII.

نتیجه گیری – خلاصه ای از نقش نیروگاه های خورشیدی در بازسازی زمین – تشویق به حمایت از توسعه انرژی پایدار و پذیرش پتانسیل نیروگاه های خورشیدی برای ایجاد سیاره ای پاک تر و سالم تر.

 

وضعیت کنونی محیط زیست با تغییرات آب و هوا، آلودگی هوا و سایر مسائل زیست محیطی که بر روی سیاره تأثیر می گذارد، باعث نگرانی است. نیاز به منابع انرژی پایدار به طور فزاینده ای ضروری شده است زیرا ما به دنبال کاهش وابستگی خود به سوخت های فسیلی و کاهش تأثیر تغییرات آب و هوایی هستیم. نیروگاه های خورشیدی با ارائه یک منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر نقش مهمی در رسیدگی به این مسائل ایفا می کنند. نیروگاه های خورشیدی با بهره گیری از نیروی خورشید که یک منبع انرژی بی حد و حصر است، الکتریسیته تولید می کنند. برخلاف سوخت‌های فسیلی، انرژی خورشیدی باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای نمی‌شود که به تغییرات اقلیمی و آلودگی هوا کمک می‌کند. نیروگاه‌های خورشیدی علاوه بر کاهش ردپای کربن، می‌توانند به افزایش استقلال انرژی و رشد اقتصادی کمک کنند. با سرمایه گذاری در انرژی خورشیدی، کشورها می توانند وابستگی خود به سوخت های فسیلی وارداتی را کاهش دهند و مشاغل جدیدی در بخش انرژی های تجدیدپذیر ایجاد کنند. به طور کلی، نیروگاه های خورشیدی بخش مهمی از راه حل برای چالش های زیست محیطی هستند که امروزه با آن روبرو هستیم. با استقبال از منابع انرژی پایدار مانند انرژی خورشیدی، می‌توانیم در مسیر سیاره‌ای پاک‌تر و سالم‌تر برای نسل‌های آینده تلاش کنیم.

ARANIROO SOLAR PANEL 01 - یک طرح کلی در مورد نقش نیروگاه های خورشیدی در بازسازی زمین:

 

بله، اینها برخی از مزایای کلیدی نیروگاه های خورشیدی هستند. در اینجا جزئیات بیشتری در مورد هر یک از این مزایا وجود دارد:

 

  1. کاهش انتشار گازهای گلخانه ای: نیروگاه های خورشیدی بدون تولید گازهای گلخانه ای برق تولید می کنند. این بدان معنی است که آنها می توانند به کاهش میزان دی اکسید کربن و سایر آلاینده های منتشر شده در جو کمک کنند، که می تواند به کاهش اثرات تغییرات آب و هوایی کمک کند.

 

  1. کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی: نیروگاه های خورشیدی برای تولید برق به هیچ گونه سوخت فسیلی نیاز ندارند. این بدان معنی است که آنها می توانند به کاهش وابستگی ما به منابع تجدید ناپذیر مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی کمک کنند که محدود هستند و به تغییرات آب و هوایی کمک می کنند.

 

  1. افزایش استقلال انرژی: نیروگاه های خورشیدی می توانند با تولید برق محلی به افزایش استقلال انرژی کمک کنند. این بدان معناست که جوامع و کشورها می توانند کمتر به منابع انرژی وارداتی تکیه کنند و کنترل بیشتری بر تامین انرژی خود داشته باشند.

 

  1. پتانسیل ایجاد اشتغال و رشد اقتصادی: توسعه و بهره برداری از نیروگاه های خورشیدی می تواند باعث ایجاد اشتغال و تحریک رشد اقتصادی شود. این به این دلیل است که نیروگاه های خورشیدی به طیف وسیعی از کارگران ماهر، از مهندس و تکنسین گرفته تا کارگران ساختمانی و مدیران پروژه، نیاز دارند. علاوه بر این، نیروگاه های خورشیدی می توانند سرمایه گذاری را جذب کرده و از طریق مالیات و سایر جریان های درآمدی به اقتصاد محلی کمک کنند.