التوليد الموزع

الموسوعة الحرة

التوليد المركزي (يسار) مقابل التوليد الموزع (يمين)

التوليد الموزع ، أو الطاقة الموزعة ، أو التوليد في الموقع ( OSG )، [ 1 ] أو الطاقة اللامركزية/المركزية ، هو توليد وتخزين الكهرباء بواسطة مجموعة متنوعة من الأجهزة الصغيرة المتصلة بالشبكة أو بنظام التوزيع ، والتي يشار إليها باسم موارد الطاقة الموزعة ( DER ). [ 2 ]

تتميز محطات الطاقة التقليدية ، مثل محطات الفحم والغاز والطاقة النووية ، بالإضافة إلى السدود الكهرومائية ومحطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق، بمركزيتها، وغالبًا ما تتطلب نقل الطاقة الكهربائية عبر مسافات طويلة. في المقابل، تُعد أنظمة الطاقة الموزعة (DER) تقنيات لامركزية، ووحداتية، وأكثر مرونة، وتقع بالقرب من الأحمال التي تخدمها، على الرغم من أن قدراتها لا تتجاوز 10 ميغاواط . يمكن أن تتضمن هذه الأنظمة مكونات متعددة للتوليد والتخزين؛ وفي هذه الحالة، يُشار إليها باسم أنظمة الطاقة الهجينة . [ 3 ]

تستخدم أنظمة موارد الطاقة الموزعة عادةً مصادر الطاقة المتجددة ، بما في ذلك الطاقة الكهرومائية الصغيرة ، والكتلة الحيوية ، والغاز الحيوي ، والطاقة الشمسية ، وطاقة الرياح ، والطاقة الحرارية الأرضية ، وتلعب هذه الأنظمة دورًا متزايد الأهمية في نظام توزيع الطاقة الكهربائية . كما يُمكن تصنيف جهاز تخزين الكهرباء المتصل بالشبكة ضمن أنظمة موارد الطاقة الموزعة، ويُطلق عليه غالبًا نظام تخزين الطاقة الموزعة ( DESS ). [ 4 ] ومن خلال واجهة، يُمكن إدارة أنظمة موارد الطاقة الموزعة وتنسيقها ضمن شبكة ذكية . يُتيح التوليد والتخزين الموزعان جمع الطاقة من مصادر متعددة، وقد يُساهمان في تقليل الآثار البيئية وتحسين أمن الإمداد. [ 5 ]

من أبرز المشكلات التي تواجه دمج مصادر الطاقة الموزعة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، عدم استقرار هذه المصادر الكهربائية. ويمكن أن يتسبب هذا الاستقرار في عدة مشكلات في نظام التوزيع: (أ) تعقيد علاقات العرض والطلب بشكل كبير، مما يستلزم استخدام أدوات تحسين معقدة لتحقيق التوازن في الشبكة، (ب) زيادة الضغط على شبكة النقل، [ 6 ] (ج) احتمال حدوث تدفق عكسي للطاقة من نظام التوزيع إلى نظام النقل. [ 7 ]

الشبكات المصغرة هي شبكات حديثة ومحلية وصغيرة الحجم، [ 8 ] [ 9 ] على عكس شبكة الكهرباء المركزية التقليدية (الشبكة الكبيرة). تتميز الشبكات المصغرة بقدرتها على الانفصال عن الشبكة المركزية والعمل بشكل مستقل، مما يعزز مرونة الشبكة ويساعد في تخفيف اضطراباتها. وهي عادةً شبكات تيار متردد منخفضة الجهد، وتستخدم في الغالب مولدات الديزل ، ويتم تركيبها من قبل المجتمع الذي تخدمه. وتعتمد الشبكات المصغرة بشكل متزايد على مزيج من مصادر الطاقة الموزعة المختلفة، مثل أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة ، مما يقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون.

ملخص

لطالما شكلت محطات توليد الطاقة المركزية جزءًا لا يتجزأ من شبكة الكهرباء، حيث تُقام منشآت التوليد الكبيرة إما بالقرب من مصادر الطاقة أو بعيدًا عن مراكز الاستهلاك المأهولة . وتُغذي هذه المحطات بدورها شبكة النقل والتوزيع التقليدية التي توزع الطاقة بكميات كبيرة إلى مراكز الاستهلاك، ومنها إلى المستهلكين. وقد طُوّرت هذه المحطات عندما تجاوزت تكاليف نقل الوقود ودمج تقنيات التوليد في المناطق المأهولة تكلفة إنشاء مرافق النقل والتوزيع وتحديد التعرفات. وعادةً ما تُصمم محطات توليد الطاقة المركزية للاستفادة من وفورات الحجم المتاحة بطريقة تتناسب مع كل موقع، وتُبنى كمشاريع فريدة ومخصصة.

بدأت وفورات الحجم هذه بالتلاشي في أواخر الستينيات، وبحلول مطلع القرن الحادي والعشرين، لم تعد محطات توليد الطاقة المركزية قادرة، على الأرجح، على توفير كهرباء رخيصة وموثوقة بشكل تنافسي للمستهلكين في المناطق النائية عبر الشبكة، لأن تكلفة هذه المحطات أصبحت أقل من تكلفة الشبكة، وأصبحت موثوقة للغاية لدرجة أن معظم انقطاعات التيار الكهربائي تنشأ من الشبكة. وهكذا، أصبحت الشبكة المحرك الرئيسي لتكاليف الطاقة ومشاكل جودتها لدى المستهلكين في المناطق النائية، والتي تفاقمت مع ازدياد حاجة الأجهزة الرقمية إلى كهرباء موثوقة للغاية. [ 10 ] [ 11 ] لم تعد مكاسب الكفاءة تتحقق من خلال زيادة قدرة التوليد، بل من خلال وحدات أصغر حجماً تقع بالقرب من مواقع الطلب. [ 12 ] [ 13 ]

فعلى سبيل المثال، تُبنى محطات توليد الطاقة بالفحم بعيدًا عن المدن لتجنب تلوث الهواء الشديد الناتج عنها والذي قد يؤثر على السكان. إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما تُبنى هذه المحطات بالقرب من مناجم الفحم لتقليل تكلفة نقل الفحم. أما محطات الطاقة الكهرومائية، فهي بطبيعتها محدودة التشغيل في المواقع ذات التدفق المائي الكافي.

يُعدّ انخفاض التلوث ميزةً أساسيةً لمحطات الدورة المركبة التي تحرق الغاز الطبيعي . ويسمح هذا الانخفاض بتواجد هذه المحطات على مقربة كافية من المدن لتوفير التدفئة والتبريد المركزيين .

تتميز موارد الطاقة الموزعة بإنتاجها بكميات كبيرة، وصغر حجمها، وقلة ارتباطها بمواقع محددة. وقد نشأ تطويرها من:

  1. مخاوف بشأن التكاليف الخارجية المتصورة لتوليد الطاقة من المحطات المركزية، ولا سيما المخاوف البيئية؛
  2. زيادة عمر شبكات النقل والتوزيع للطاقة الكهربائية، وتدهورها، وقيود قدرتها؛
  3. الاقتصاد النسبي المتزايد للإنتاج الضخم للأجهزة الصغيرة مقارنة بالتصنيع الثقيل للوحدات الأكبر حجماً والبناء في الموقع؛
  4. إلى جانب ارتفاع الأسعار النسبية للطاقة، وزيادة التعقيد الإجمالي والتكاليف الإجمالية للرقابة التنظيمية وإدارة التعريفات والقياس والفوترة.

أدركت أسواق رأس المال أن الموارد المُصممة خصيصًا لتلبية احتياجات العملاء الأفراد، ومحطات التوزيع الفرعية، والشبكات الصغيرة، تُوفر مزايا اقتصادية هامة، وإن كانت غير معروفة على نطاق واسع، مقارنةً بالمحطات المركزية. فقد حققت الوحدات الأصغر حجمًا فوائد اقتصادية أكبر من خلال الإنتاج الضخم مقارنةً بالوحدات الأكبر حجمًا التي استفادت من حجمها فقط. وغالبًا ما تفوق القيمة المتزايدة لهذه الموارد - والناتجة عن تحسينات في إدارة المخاطر المالية، والمرونة الهندسية، والأمان، وجودة البيئة - عيوبها الظاهرة من حيث التكلفة. [ 14 ] يجب تبرير استخدام التوليد الموزع، مقارنةً بالمحطات المركزية، على أساس دورة الحياة. [ 15 ] لسوء الحظ، لا تُدرج العديد من الفوائد المباشرة، وجميع الفوائد غير المباشرة تقريبًا، للتوليد الموزع ضمن حسابات التدفقات النقدية التقليدية لشركات المرافق. [ 10 ]

على الرغم من أن التكلفة المُعدّلة لتوليد الطاقة الموزعة عادةً ما تكون أعلى من مصادر الطاقة المركزية التقليدية على أساس الكيلوواط/ساعة، إلا أن هذا لا يأخذ في الحسبان الجوانب السلبية للوقود التقليدي. وتتناقص هذه التكلفة الإضافية لتوليد الطاقة الموزعة بسرعة مع ازدياد الطلب وتطور التكنولوجيا، [ 16 ] [ 17 ] وقد يُسهم الطلب الكافي والموثوق في تحقيق وفورات الحجم والابتكار والمنافسة، بالإضافة إلى خيارات تمويل أكثر مرونة، مما قد يجعل الطاقة النظيفة المُولّدة من مصادر الطاقة الموزعة جزءًا من مستقبل أكثر تنوعًا.

يُقلل نظام التوليد الموزع من كمية الطاقة المفقودة أثناء نقل الكهرباء، لأن الكهرباء تُولّد بالقرب من مكان استخدامها، وربما حتى في المبنى نفسه. وهذا بدوره يُقلل من حجم وعدد خطوط نقل الطاقة اللازمة.

تتميز أنظمة الطاقة الموزعة النموذجية في نظام تعريفة التغذية (FIT) بانخفاض تكاليف الصيانة، وانخفاض التلوث، وكفاءة عالية. في الماضي، كانت هذه الميزات تتطلب مهندسين متخصصين في التشغيل ومحطات ضخمة ومعقدة للحد من التلوث. أما اليوم، فتُتيح الأنظمة المدمجة الحديثة هذه الميزات من خلال التشغيل الآلي والطاقة المتجددة ، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية . وهذا بدوره يُقلل من حجم محطات الطاقة اللازمة لتحقيق الربح.

الأمن السيبراني

يمكن أن تؤدي الثغرات الأمنية في أنظمة التحكم من مورد واحد، المستخدمة في آلاف المنشآت لمصدر طاقة معين، إلى اختراق هذه المصادر وتعطيلها عن بُعد من قِبل مهاجم واحد، مما يُقوّض إلى حد كبير فوائد توليد الطاقة اللامركزي، وهو ما ثبت عمليًا في حالة محولات الطاقة الشمسية [ 18 ] [ 19 ] وأنظمة التحكم في طاقة الرياح [ 20 ] . في نوفمبر 2024، قامت شركتا Deye وSol-Ark، المصنّعتان لمحولات الطاقة، بتعطيلها عن بُعد في بعض البلدان بسبب نزاع مزعوم حول سياسة المبيعات الإقليمية. وادّعت الشركتان لاحقًا أن التعطيل لم يكن عن بُعد، بل بسبب آليات تحديد الموقع الجغرافي المدمجة في محولات الطاقة [ 21 ] .

يوسع توجيه الاتحاد الأوروبي NIS2 متطلبات الأمن السيبراني لتشمل سوق توليد الطاقة، [ 22 ] الأمر الذي واجه ردود فعل سلبية من جماعات الضغط المؤيدة للطاقة المتجددة. [ 23 ]

تكافؤ الشبكة

يتحقق التكافؤ مع الشبكة عندما يستطيع مصدر طاقة بديل توليد الكهرباء بتكلفة موحدة ( LCOE ) أقل من أو تساوي سعر التجزئة للمستهلك النهائي. ويُعتبر بلوغ التكافؤ مع الشبكة نقطة تحول يصبح عندها مصدر الطاقة منافسًا للتوسع على نطاق واسع دون دعم حكومي أو إعانات . ومنذ العقد الثاني من الألفية، أصبح التكافؤ مع الشبكة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح واقعًا ملموسًا في عدد متزايد من الأسواق، بما في ذلك أستراليا، والعديد من الدول الأوروبية، وبعض الولايات في الولايات المتحدة [ 24 ] .

التقنيات

تُعدّ أنظمة موارد الطاقة الموزعة ( DER ) تقنيات صغيرة الحجم لتوليد الطاقة أو تخزينها (عادةً ما تتراوح قدرتها بين 1  كيلوواط و10000  كيلوواط) [ 25 ] ، وتُستخدم كبديل أو لتحسين نظام الطاقة الكهربائية التقليدي. وتتميز هذه الأنظمة عادةً بارتفاع تكاليفها الرأسمالية الأولية لكل كيلوواط. [ 26 ] كما تُستخدم أنظمة موارد الطاقة الموزعة كأجهزة تخزين، ويُطلق عليها غالبًا أنظمة تخزين الطاقة الموزعة (DESS). [ 27 ]

قد تتضمن أنظمة الطاقة الموزعة الأجهزة/التقنيات التالية:

التوليد المشترك للطاقة

تستخدم مصادر التوليد المشترك الموزعة توربينات بخارية، وخلايا وقود تعمل بالغاز الطبيعي ، وتوربينات دقيقة ، أو محركات ترددية [ 30 ] لتشغيل المولدات. ثم يُستخدم العادم الساخن لتسخين المساحات أو المياه ، أو لتشغيل مبرد امتصاصي [ 31 ] [ 32 ] للتبريد، مثل تكييف الهواء . بالإضافة إلى المشاريع القائمة على الغاز الطبيعي، يمكن أن تشمل مشاريع الطاقة الموزعة أيضًا أنواعًا أخرى من الوقود المتجدد أو منخفض الكربون، بما في ذلك الوقود الحيوي، والغاز الحيوي ، وغاز مدافن النفايات ، وغاز الصرف الصحي ، وغاز الميثان المستخرج من طبقات الفحم ، والغاز التخليقي ، والغاز المصاحب للنفط . [ 33 ]

أفاد مستشارو شركة دلتا-إي في عام 2013 أن أنظمة توليد الطاقة والحرارة المدمجة الصغيرة التي تعمل بخلايا الوقود، والتي بلغت مبيعاتها 64% من إجمالي المبيعات العالمية، تفوقت على الأنظمة التقليدية في عام 2012. [ 34 ] وبيع 20,000 وحدة في اليابان عام 2012 ضمن مشروع مزرعة إيني. وبعمر افتراضي يبلغ حوالي 60,000 ساعة لوحدات خلايا وقود PEM ، التي تتوقف عن العمل ليلاً، يُقدّر عمرها الافتراضي بما بين عشرة وخمسة عشر عامًا. [ 35 ] بسعر 22,600 دولار أمريكي قبل التركيب. [ 36 ] وفي عام 2013، تم تخصيص دعم حكومي لـ 50,000 وحدة. [ 35 ]

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام خلايا الوقود الكربونات المنصهرة وخلايا الوقود الأكسيدية الصلبة التي تستخدم الغاز الطبيعي، مثل تلك التي تنتجها شركة FuelCell Energy وخادم الطاقة Bloom ، أو عمليات تحويل النفايات إلى طاقة مثل نظام الطاقة Gate 5 كمصدر طاقة موزع.

الطاقة الشمسية

تستخدم الخلايا الكهروضوئية خلايا شمسية مُجمّعة في ألواح شمسية لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. وهي تقنية متنامية ، إذ يتضاعف حجمها المُركّب عالميًا كل بضع سنوات. وتتراوح أنظمة الخلايا الكهروضوئية من تركيبات موزعة، سكنية وتجارية، على أسطح المباني أو مُدمجة فيها، إلى محطات طاقة كهروضوئية مركزية ضخمة على نطاق المرافق العامة .

تُعدّ تقنية السيليكون البلوري هي التقنية السائدة في مجال الخلايا الكهروضوئية ، بينما تُمثّل تقنية الخلايا الشمسية الرقيقة حوالي 10% من انتشار الطاقة الكهروضوئية عالميًا. [ 37 ] في السنوات الأخيرة، حسّنت تقنية الخلايا الكهروضوئية كفاءة تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ، وخفّضت تكلفة التركيب لكل واط ، بالإضافة إلى فترة استرداد الطاقة (EPBT) والتكلفة المُعدّلة للكهرباء (LCOE)، ووصلت إلى مستوى تكافؤ الشبكة في 19 سوقًا على الأقل في عام 2014. [ 38 ]

على غرار معظم مصادر الطاقة المتجددة ، وعلى عكس الفحم والطاقة النووية، فإن الطاقة الشمسية الكهروضوئية متغيرة وغير قابلة للتحكم ، ولكنها لا تتطلب تكاليف وقود، ولا تسبب تلوثًا تشغيليًا، كما أنها تقلل بشكل كبير من مشاكل السلامة في التعدين والتشغيل. وتنتج هذه الطاقة ذروة طاقتها حوالي وقت الظهيرة بالتوقيت المحلي كل يوم، ويبلغ معامل قدرتها حوالي 20%. [ 39 ]

طاقة الرياح

يمكن استخدام توربينات الرياح كموارد طاقة موزعة أو بناؤها على نطاق واسع. تتميز هذه التوربينات بانخفاض تكاليف صيانتها وانبعاثاتها، إلا أن تكلفة طاقة الرياح الموزعة، على عكس طاقة الرياح على نطاق واسع، أعلى بكثير من مصادر الطاقة الأخرى. [ 40 ] وكما هو الحال مع الطاقة الشمسية، فإن طاقة الرياح متغيرة وغير قابلة للتحكم. وتتحمل أبراج ومولدات طاقة الرياح مسؤوليات تأمينية كبيرة نتيجة الرياح العاتية، ولكنها تتمتع بمستوى عالٍ من الأمان التشغيلي. يجمع نظام التوليد الموزع من طاقة الرياح الهجينة بين طاقة الرياح وأنظمة موارد الطاقة الموزعة الأخرى. ومن الأمثلة على ذلك دمج توربينات الرياح في أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة ، حيث تميل طاقة الرياح إلى تكملة الطاقة الشمسية لأن أوقات ذروة التشغيل لكل نظام تختلف من يوم لآخر ومن عام لآخر.

الطاقة الكهرومائية

تُعدّ الطاقة الكهرومائية أكثر أشكال الطاقة المتجددة استخدامًا، وقد تم استكشاف إمكاناتها إلى حد كبير، أو أنها مُقيدة بسبب قضايا مثل التأثيرات البيئية على مصائد الأسماك، وزيادة الطلب على استخدامها لأغراض الترفيه. مع ذلك، يُمكن لتكنولوجيا القرن الحادي والعشرين الحديثة، مثل طاقة الأمواج ، أن تُتيح كميات كبيرة من الطاقة الكهرومائية الجديدة، مع تأثير بيئي طفيف.

تتميز توربينات الطاقة الحركية من الجيل التالي بتصميمها المعياري وقابليتها للتوسع، حيث يمكن نشرها في مصفوفات لتلبية الاحتياجات على نطاق سكني أو تجاري أو صناعي أو بلدي أو حتى إقليمي. ولا تتطلب مولدات الطاقة الكهرومائية الصغيرة سدودًا أو خزانات، إذ تستخدم الطاقة الحركية لحركة المياه، سواء كانت أمواجًا أو تيارات. ولا حاجة لأي إنشاءات على الشاطئ أو قاع البحر، مما يقلل من التأثيرات البيئية على الموائل ويبسط عملية الحصول على التراخيص. كما أن لتوليد الطاقة هذا تأثيرًا بيئيًا ضئيلًا، ويمكن ربط تطبيقات الطاقة الكهرومائية الصغيرة غير التقليدية بالمنشآت القائمة مثل الأرصفة البحرية أو الموانئ أو دعامات الجسور أو ما شابهها من الهياكل. [ 41 ]

تحويل النفايات إلى طاقة

تتحلل النفايات الصلبة البلدية والنفايات الطبيعية، مثل حمأة الصرف الصحي وبقايا الطعام وروث الحيوانات، وتُطلق غاز الميثان الذي يمكن جمعه واستخدامه كوقود في التوربينات الغازية أو التوربينات الصغيرة لإنتاج الكهرباء كمصدر طاقة موزع. إضافةً إلى ذلك، طورت شركة "جيت 5 إنرجي بارتنرز" (Gate 5 Energy Partners, Inc.)، ومقرها كاليفورنيا، عمليةً لتحويل النفايات الطبيعية، مثل حمأة الصرف الصحي، إلى وقود حيوي يُمكن حرقه لتشغيل توربين بخاري يُنتج الطاقة. ويمكن استخدام هذه الطاقة بدلاً من الطاقة الكهربائية من الشبكة عند مصدر النفايات (مثل محطة معالجة المياه أو مزرعة أو مصنع ألبان).

تخزين الطاقة

لا يقتصر مورد الطاقة الموزعة على توليد الكهرباء فحسب، بل قد يشمل أيضًا جهازًا لتخزين الطاقة الموزعة. [ 27 ] تشمل تطبيقات أنظمة تخزين الطاقة الموزعة (DESS) أنواعًا متعددة من البطاريات، والطاقة الكهرومائية المخزنة ، والهواء المضغوط ، وتخزين الطاقة الحرارية . [ 42 ] : 42 يسهل الوصول إلى تخزين الطاقة للتطبيقات التجارية من خلال برامج مثل تخزين الطاقة كخدمة (ESaaS).

تخزين الطاقة الكهروضوئية

تشمل تقنيات البطاريات القابلة لإعادة الشحن الشائعة المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية اليوم، بطاريات الرصاص الحمضية المنظمة بالصمامات ، وبطاريات النيكل والكادميوم ، وبطاريات الليثيوم أيون . بالمقارنة مع الأنواع الأخرى، تتميز بطاريات الرصاص الحمضية بعمر أقصر وكثافة طاقة أقل. ومع ذلك، ونظرًا لموثوقيتها العالية، وانخفاض معدل تفريغها الذاتي (4-6% سنويًا)، بالإضافة إلى انخفاض تكاليف الاستثمار والصيانة، فهي حاليًا التقنية السائدة المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكنية صغيرة الحجم، حيث لا تزال بطاريات الليثيوم أيون قيد التطوير، وتكلفتها أعلى بنحو 3.5 مرة من بطاريات الرصاص الحمضية. علاوة على ذلك، ولأن أجهزة تخزين أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ثابتة، فإن انخفاض كثافة الطاقة والقدرة، وبالتالي زيادة وزن بطاريات الرصاص الحمضية، لا يمثلان مشكلة كبيرة كما هو الحال في المركبات الكهربائية . [ 43 ] : 4، 9
مع ذلك، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون، مثل بطارية تسلا باور وول ، بإمكانية استبدال بطاريات الرصاص الحمضية في المستقبل القريب، نظرًا لتطويرها المكثف وانخفاض أسعارها المتوقع بفضل وفورات الحجم التي توفرها مرافق الإنتاج الضخمة مثل مصنع جيجا فاكتوري 1. إضافةً إلى ذلك، قد تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في السيارات الكهربائية القابلة للشحن كأجهزة تخزين مستقبلية، إذ أن معظم المركبات تبقى متوقفة لمدة 95% من الوقت تقريبًا، ويمكن استخدام بطارياتها لنقل الكهرباء من السيارة إلى خطوط الطاقة وبالعكس. ومن بين البطاريات القابلة لإعادة الشحن الأخرى التي يُنظر في استخدامها لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة، بطاريات الصوديوم والكبريت وبطاريات الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة ، وهما نوعان بارزان من بطاريات الأملاح المنصهرة وبطاريات التدفق على التوالي. [ 43 ] : 4

نقل البيانات من المركبة إلى الشبكة

قد تمتلك الأجيال القادمة من المركبات الكهربائية القدرة على نقل الطاقة من البطارية إلى الشبكة عند الحاجة. [ 44 ] ويمكن لشبكة المركبات الكهربائية أن تعمل كنظام تخزين طاقة موزع . [ 42 ] : 44

عجلات الموازنة

تُخزّن أنظمة تخزين الطاقة المتقدمة باستخدام دولاب الموازنة (FES) الكهرباء المولدة من مصادر موزعة على شكل طاقة حركية زاوية ، وذلك بتسريع دوّار ( دولاب الموازنة ) إلى سرعة عالية جدًا تتراوح بين 20,000 و50,000 دورة في الدقيقة داخل حاوية مفرغة من الهواء. تتميز دواليب الموازنة بسرعة استجابتها، حيث تخزن الكهرباء وتعيدها إلى الشبكة في غضون ثوانٍ معدودة. [ 45 ] [ 46 ]

التكامل مع الشبكة

لأسباب تتعلق بالموثوقية، يتم ربط موارد التوليد الموزعة بشبكة النقل نفسها التي تربط المحطات المركزية. وتنشأ العديد من المشكلات التقنية والاقتصادية عند دمج هذه الموارد في الشبكة. وتظهر المشكلات التقنية في مجالات جودة الطاقة ، واستقرار الجهد، والتوافقيات، والموثوقية، والحماية، والتحكم. [ 47 ] [ 48 ] ويجب دراسة سلوك أجهزة الحماية على الشبكة لجميع تركيبات التوليد الموزع والتوليد من المحطات المركزية. [ 49 ] وقد يؤثر نشر التوليد الموزع على نطاق واسع على وظائف الشبكة ككل، مثل التحكم في التردد وتخصيص الاحتياطيات. [ 50 ] ونتيجة لذلك، تُضاف وظائف الشبكة الذكية ، ومحطات الطاقة الافتراضية [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] ، وتخزين طاقة الشبكة ، مثل تزويد محطات الغاز بالطاقة . وتنشأ خلافات بين شركات المرافق ومنظمات إدارة الموارد. [ 54 ]

لكل مصدر من مصادر توليد الطاقة الموزعة تحدياته الخاصة في التكامل. فكل من الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح تتسمان بتوليد متقطع وغير متوقع، مما يُسبب العديد من مشاكل استقرار الجهد والتردد. وتؤثر هذه المشاكل المتعلقة بالجهد على معدات الشبكة الميكانيكية، مثل مُغيرات جهد الحمل، التي تستجيب بشكل متكرر وتتلف بسرعة أكبر بكثير مما توقعته شركات الكهرباء. [ 55 ] كذلك، في غياب أي شكل من أشكال تخزين الطاقة خلال فترات ذروة توليد الطاقة الشمسية، يتعين على الشركات زيادة التوليد بسرعة عند غروب الشمس لتعويض النقص في الطاقة الشمسية. ويُنتج هذا المعدل المرتفع للزيادة ما يُعرف في هذا المجال بمنحنى البطة، والذي يُعد مصدر قلق كبير لمشغلي الشبكة في المستقبل. [ 56 ] ويمكن للتخزين أن يحل هذه المشاكل إذا أمكن تطبيقه. وقد أثبتت عجلات التخزين قدرتها على توفير تنظيم ممتاز للتردد. [ 57 ] كما تتميز عجلات التخزين بقابلية عالية لإعادة الشحن والتفريغ مقارنةً بالبطاريات، مما يعني أنها تحافظ على نفس الطاقة والقدرة بعد عدد كبير من دورات الشحن والتفريغ (في حدود 10000 دورة). [ 58 ] يمكن لبطاريات الاستخدام قصير المدى، عند استخدامها على نطاق واسع، أن تساعد في تسطيح منحنى الطلب ومنع تذبذب استخدام المولدات، كما يمكنها المساعدة في الحفاظ على استقرار الجهد. [ 59 ] مع ذلك، تُعد التكلفة عاملًا رئيسيًا مُحددًا لتخزين الطاقة، إذ أن كل تقنية من هذه التقنيات باهظة التكلفة عند إنتاجها على نطاق واسع، كما أنها ليست كثيفة الطاقة نسبيًا مقارنةً بالوقود الأحفوري السائل. أخيرًا، تتمثل إحدى طرق المساعدة في التكامل في استخدام العواكس الذكية التي تتمتع بالقدرة على تخزين الطاقة أيضًا عندما يكون إنتاج الطاقة أكبر من استهلاكها. [ 60 ]

تخفيف مشكلات الجهد والتردد في تكامل وحدات التوليد الموزعة

بُذلت بعض الجهود للتخفيف من مشاكل الجهد والتردد الناتجة عن التوسع في استخدام وحدات التوليد الموزع. ومن أبرز هذه الجهود، وضع معيار IEEE 1547 معيارًا للربط البيني والتوافق التشغيلي بين موارد الطاقة الموزعة. يحدد هذا المعيار منحنيات محددة تشير إلى وقت إزالة العطل كدالة للوقت المنقضي بعد حدوثه، وحجم عدم انتظام الجهد أو التردد. [ 61 ] كما تتيح مشاكل الجهد للمعدات القديمة فرصة أداء عمليات جديدة. ومن الجدير بالذكر أن العواكس قادرة على تنظيم جهد خرج وحدات التوليد الموزع. إذ يُمكن لتغيير معاوقات العواكس تغيير تقلبات جهد هذه الوحدات، ما يعني أن العواكس لديها القدرة على التحكم في جهد خرجها. [ 62 ] وللحد من تأثير دمج وحدات التوليد الموزع على معدات الشبكة الميكانيكية، تتمتع المحولات ومغيرات جهد الحمل بإمكانية تطبيق منحنيات تشغيل محددة للجهد مقابل تشغيل الصنبور، ما يُخفف من تأثير عدم انتظام الجهد الناتج عن وحدات التوليد الموزع. أي أن مغيرات جهد الحمل تستجيب لتقلبات الجهد التي تستمر لفترة أطول من تلك الناتجة عن معدات التوليد الموزع. [ 63 ]

أنظمة هجينة مستقلة

أصبح من الممكن الآن دمج تقنيات مثل الخلايا الكهروضوئية والبطاريات والتوليد المشترك لإنشاء أنظمة توليد موزعة مستقلة . [ 64 ]

أظهرت الدراسات الحديثة أن هذه الأنظمة تتميز بتكلفة منخفضة للكهرباء . [ 65 ]

يعتقد العديد من الباحثين الآن أن هذه التقنيات قد تُتيح انفصالًا واسع النطاق عن الشبكة الكهربائية ، إذ يُمكن للمستهلكين إنتاج الكهرباء باستخدام أنظمة خارج الشبكة تعتمد بشكل أساسي على تقنية الخلايا الكهروضوئية الشمسية . [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] فعلى سبيل المثال، اقترح معهد روكي ماونتن احتمال حدوث انفصال واسع النطاق عن الشبكة . [ 69 ] وتدعم ذلك دراسات أُجريت في الغرب الأوسط الأمريكي. [ 70 ]

عامل التكلفة

تحظى أنظمة التوليد المشترك للطاقة بشعبية واسعة لأن معظم المباني تحرق الوقود بالفعل، ويمكن لهذه الأنظمة استخلاص قيمة أكبر من الوقود. لا يعاني الإنتاج المحلي من خسائر في نقل الكهرباء عبر خطوط نقل الطاقة لمسافات طويلة ، أو من خسائر الطاقة الناتجة عن تأثير جول في المحولات، حيث تُفقد عادةً ما بين 8 و15% من الطاقة [ 71 ] (انظر أيضًا تكلفة الكهرباء حسب المصدر ). تستخدم بعض المنشآت الكبيرة أنظمة التوليد بالدورة المركبة. تتكون هذه الأنظمة عادةً من توربين غازي يُسخّن الماء بواسطة عادمه لتشغيل توربين بخاري في دورة رانكين . يوفر مكثف الدورة البخارية الحرارة اللازمة للتدفئة أو التبريد الامتصاصي . تتميز محطات الدورة المركبة المزودة بنظام التوليد المشترك بأعلى كفاءة حرارية معروفة، وغالبًا ما تتجاوز 85%. في الدول ذات أنظمة توزيع الغاز عالية الضغط، يمكن استخدام توربينات صغيرة لخفض ضغط الغاز إلى المستويات المنزلية مع استخلاص طاقة مفيدة. إذا طبقت المملكة المتحدة هذا النظام على مستوى البلاد، فسيتوفر ما بين 2 و4 جيجاواط إضافية. (لاحظ أن الطاقة يتم توليدها بالفعل في مكان آخر لتوفير ضغط الغاز الأولي العالي - هذه الطريقة ببساطة توزع الطاقة عبر مسار مختلف.) 

الشبكة المصغرة

الشبكة المصغرة هي مجموعة محلية من وحدات توليد الكهرباء وتخزين الطاقة والأحمال، تعمل عادةً متصلة بشبكة مركزية تقليدية ( شبكة رئيسية ). يمكن فصل هذه النقطة المشتركة مع الشبكة الرئيسية، فتصبح الشبكة المصغرة قادرة على العمل بشكل مستقل. [ 72 ] عادةً ما يتم ربط وحدات التوليد والأحمال في الشبكة المصغرة بجهد منخفض، ويمكنها العمل بتيار مستمر أو متردد أو مزيج منهما. من وجهة نظر مشغل الشبكة، يمكن التحكم في الشبكة المصغرة المتصلة كما لو كانت وحدة واحدة.

يمكن أن تشمل مصادر توليد الطاقة في الشبكات الصغيرة البطاريات الثابتة، وخلايا الوقود، والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، أو مصادر طاقة أخرى. وتوفر مصادر التوليد المتعددة والمتفرقة، بالإضافة إلى إمكانية عزل الشبكة الصغيرة عن الشبكة الرئيسية، طاقة كهربائية عالية الموثوقية. ويمكن استخدام الحرارة الناتجة عن مصادر التوليد، مثل التوربينات الصغيرة، في تسخين العمليات الصناعية أو تدفئة المباني، مما يتيح مرونة في الموازنة بين احتياجات التدفئة والطاقة الكهربائية.

تم اقتراح الشبكات الصغيرة في أعقاب انقطاع التيار الكهربائي في الهند في يوليو 2012 : [ 73 ]

  • شبكات صغيرة تغطي  نصف قطر 30-50 كم [ 73 ]
  • محطات طاقة صغيرة بقدرة 5-10  ميغاواط لتغذية الشبكات الصغيرة
  • توليد الطاقة محلياً لتقليل الاعتماد على خطوط النقل لمسافات طويلة وخفض خسائر النقل.

شهدت الشبكات الصغيرة تطبيقًا واسعًا في العديد من المجتمعات حول العالم. فعلى سبيل المثال، قامت شركة تسلا بإنشاء شبكة طاقة شمسية صغيرة في جزيرة تاو في ساموا، لتزويد الجزيرة بأكملها بالطاقة الشمسية. [ 74 ] وقد ساهم نظام الإنتاج المحلي هذا في توفير أكثر من 380 مترًا مكعبًا (100,000 جالون أمريكي ) من وقود الديزل. كما أنه قادر على تزويد الجزيرة بالطاقة لمدة ثلاثة أيام كاملة في حال غياب الشمس تمامًا خلال تلك الفترة. [ 75 ] يُعد هذا مثالًا رائعًا على كيفية تطبيق أنظمة الشبكات الصغيرة في المجتمعات لتشجيع استخدام الموارد المتجددة والإنتاج المحلي.  

يتطلب تخطيط وتركيب الشبكات الصغيرة بشكل صحيح استخدام نماذج هندسية. تتوفر العديد من أدوات المحاكاة والتحسين لنمذجة التأثيرات الاقتصادية والكهربائية لهذه الشبكات. من بين أدوات التحسين الاقتصادي الشائعة الاستخدام نموذج تبني العملاء لموارد الطاقة الموزعة (DER-CAM) من مختبر لورانس بيركلي الوطني . كما تُستخدم أداة Homer Energy ، المصممة أصلاً من قبل المختبر الوطني للطاقة المتجددة ، بشكل متكرر في النمذجة الاقتصادية التجارية . بالإضافة إلى ذلك، توجد بعض أدوات تدفق الطاقة والتصميم الكهربائي التي تُساعد مطوري الشبكات الصغيرة. صمم مختبر باسيفيك نورث ويست الوطني أداة GridLAB-D المتاحة للجمهور، بينما صمم معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI) برنامج OpenDSS لمحاكاة نظام التوزيع (للشبكات الصغيرة). يتوفر إصدار احترافي متكامل من DER-CAM وOpenDSS عبر BankableEnergy (مؤرشف في 11 يوليو 2018 على Wayback Machine ). ومن الأدوات الأوروبية التي يمكن استخدامها لمحاكاة الطلب على الطاقة الكهربائية والتبريد والتدفئة والحرارة الصناعية، برنامج EnergyPLAN من جامعة آلبورغ في الدنمارك .

الاتصالات في أنظمة موارد الطاقة الموزعة

  • تم إصدار معيار IEC 61850-7-420 من قِبل اللجنة الفنية 57 التابعة للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC TC 57): إدارة أنظمة الطاقة وتبادل المعلومات المرتبطة بها. وهو أحد معايير IEC 61850، التي تُعدّ بعضها معايير أساسية مطلوبة لتطبيق الشبكات الذكية. ويستخدم هذا المعيار خدمات اتصالات مُرتبطة بنظام إدارة الوسائط المتعددة (MMS) وفقًا لمعيار IEC 61850-8-1.
  • تُستخدم تقنية OPC أيضًا للتواصل بين الكيانات المختلفة لنظام DER.
  • معيار IEEE 2030.7 لوحدات التحكم في الشبكات الصغيرة الصادر عن معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . يعتمد هذا المفهوم على 4 وحدات: أ) التحكم على مستوى الجهاز (مثل التحكم في الجهد والتردد)، ب) التحكم في المنطقة المحلية (مثل نقل البيانات)، ج) وحدة التحكم الإشرافية (البرمجية) (مثل تحسين التوزيع الاستباقي لموارد التوليد والحمل)، د) طبقة الشبكة (مثل التواصل مع شركة الكهرباء).
  • توجد مجموعة واسعة من خوارزميات التحكم المعقدة، مما يجعل من الصعب على مستخدمي موارد الطاقة الموزعة (DER) من الأفراد والمنازل الصغيرة تطبيق أنظمة إدارة الطاقة والتحكم بها. وعلى وجه الخصوص، قد تُكلف ترقيات الاتصالات وأنظمة معلومات البيانات مبالغ باهظة. لذا، تسعى بعض المشاريع إلى تبسيط التحكم في موارد الطاقة الموزعة باستخدام منتجات جاهزة، وجعلها قابلة للاستخدام على نطاق واسع (مثل استخدام Raspberry Pi). [ 76 ] [ 77 ]

في عام 2010، سنّت ولاية كولورادو قانوناً يلزمها بأن تستخدم 3% من الطاقة المولدة في الولاية بحلول عام 2020 نوعاً من أنواع التوليد الموزع. [ 78 ] [ 79 ]

في 11 أكتوبر 2017، وقّع حاكم ولاية كاليفورنيا، جيري براون، قانونًا يُعرف باسم SB 338، يُلزم شركات المرافق العامة بالتخطيط لـ"بدائل خالية من الكربون لتوليد الطاقة بالغاز" لتلبية ذروة الطلب. ويُلزم القانون شركات المرافق بتقييم قضايا مثل تخزين الطاقة، وكفاءة الطاقة، وموارد الطاقة الموزعة. [ 80 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "التوليد في الموقع: تعرف على المزيد حول تقنيات توليد الطاقة المتجددة في الموقع" . شركة إي.أون إس إي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2015 .
  2. ↑ "مقدمة في توليد الطاقة الموزعة" . جامعة فرجينيا للتكنولوجيا . 2007. مؤرشف من الأصل في 10 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 23 أكتوبر 2017 .
  3. ↑ "تمكين المستقبل بموارد الطاقة الموزعة" . 2023.
  4. ↑ نديم، طلحة بن؛ صديقي، مبشر؛ خالد، محمد؛ آصف، محمد (2023). "أنظمة الطاقة الموزعة: مراجعة للتصنيف والتقنيات والتطبيقات والسياسات" . مراجعات استراتيجية الطاقة . 48 101096. Bibcode : 2023EneSR..4801096N . doi : 10.1016/j.esr.2023.101096 .
  5. ↑ كوشيو، إيزوبيل (8 أبريل 2024). "روسيا تغير نهجها في استهداف محطات الطاقة الأوكرانية" . فايننشال تايمز . لندن . تاريخ الاطلاع: 29 نوفمبر 2024 .
  6. ↑ محمدي فتح آباد، أبو الحسن؛ تشنغ، جيان تشيانغ؛ بان، كاي؛ تشيو، فينغ (2020). "التخطيط القائم على البيانات لتوليد الطاقة المتجددة الموزعة في أنظمة التوزيع". معاملات IEEE لأنظمة الطاقة . 35 (6): 4357-4368 . doi : 10.1109/TPWRS.2020.3001235 . hdl : 10397/89857 . ISSN 1558-0679 . S2CID 225734643 .  
  7. ↑ دي كارني، جيوفاني؛ بوتيكي، جيامباولو؛ زو، تشي شيانغ؛ ليسير، ماركو (يوليو 2018). "التحكم في تدفق الطاقة العكسي في شبكة توزيع ST-Fed" . معاملات IEEE في الشبكات الذكية . 9 (4): 3811-3819 . Bibcode : 2018ITSG....9.3811D . doi : 10.1109/TSG.2017.2651147 . ISSN 1949-3061 . S2CID 49354817 .  
  8. ↑ صالح، م.؛ عيسى، ي.؛ مهندي، ي.؛ برانداور، و.؛ محمد، أ. (أكتوبر 2016). "تصميم وتنفيذ منصة اختبار الشبكة المصغرة للتيار المستمر في كلية مدينة نيويورك" . الاجتماع السنوي لجمعية تطبيقات الصناعة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لعام 2016. الصفحات 1-7 . doi : 10.1109/IAS.2016.7731870 . ISBN  978-1-4799-8397-1. S2CID 16464909 . 
  9. ↑ صالح، م.س.؛ الثيباني، أ.؛ عيسى، ي.؛ مهندي، ي.؛ محمد، أ.أ. (أكتوبر 2015). "أثر تجميع الشبكات الصغيرة على استقرارها ومرونتها أثناء انقطاع التيار الكهربائي" . المؤتمر الدولي لعام 2015 حول الشبكات الذكية وتقنيات الطاقة النظيفة (ICSGCE) . الصفحات 195-200 . doi : 10.1109/ICSGCE.2015.7454295 . ISBN  978-1-4673-8732-3. S2CID 25664994 . 
  10. 1 2 وزارة الطاقة الأمريكية؛ الفوائد المحتملة للتوليد الموزع والقضايا المتعلقة بالأسعار التي قد تعيق توسعها؛ 2007.
  11. ↑ لوفينز؛ الصغير مربح: الفوائد الاقتصادية الخفية لجعل الموارد الكهربائية بالحجم المناسب؛ معهد روكي ماونتن، 2002.
  12. ↑ تاكاهاشي وآخرون؛ خيارات السياسة لدعم الموارد الموزعة؛ جامعة ديلاوير، مركز سياسات الطاقة والبيئة؛ 2005.
  13. ↑ هيرش؛ 1989؛ ورد ذكره في وزارة الطاقة الأمريكية، 2007.
  14. ↑ لوفينز؛ الصغير مربح: الفوائد الاقتصادية الخفية لجعل موارد الكهرباء بالحجم المناسب؛ معهد روكي ماونتن؛ 2002
  15. ↑ ميشيغان (المصدر قيد الانتظار)
  16. ↑ بيرك، جيريمي (8 مايو 2018). "رسم بياني بسيط يوضح سبب قدوم ثورة الطاقة - ومن المرجح أن يحقق النجاح الأكبر" . بزنس إنسايدر سنغافورة . مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 18 ديسمبر 2018 .
  17. ↑ «توقعات بلومبيرغ الأخيرة تشير إلى انخفاض سريع في أسعار البطاريات» . Inside EVs . 21 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2018 .]
  18. ↑ "اختراق أنظمة الطاقة الشمسية على أسطح المنازل وسيلة لتعطيل شبكة الكهرباء الأوروبية" . بلومبيرغ نيوز. ١٢ ديسمبر ٢٠٢٤. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٢ ديسمبر ٢٠٢٤ .
  19. ↑ "محطات الطاقة العملاقة وغير المنظمة في السحابة" . كتابات بيرت هوبرت . ١٩ أغسطس ٢٠٢٤. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٢ ديسمبر ٢٠٢٤ .
  20. ↑ تام، كيمبرلي (5 سبتمبر 2024). "كيف يمكن للهجمات الإلكترونية على مزارع الرياح البحرية أن تخلق مشاكل ضخمة" . ذا كونفرسيشن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2024 .
  21. ↑ عبر الإنترنت، هايز (30 نوفمبر 2024). "الخلايا الكهروضوئية: محولات داي وسول-آرك المعطلة في الولايات المتحدة الأمريكية" . هايز عبر الإنترنت . تم الاطلاع عليه في 12 ديسمبر 2024 .
  22. ↑ "الطاقة" . توجيه NIS2 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2024 .
  23. ↑ أوسوليفان، ألكسندر ليبكه، يانكا أورتل، دانيال (29 مايو 2024). "الثقة والمقايضات: كيفية إدارة اعتماد أوروبا على الصين في مجال التكنولوجيا الخضراء" . المجلس الأوروبي للعلاقات الخارجية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2024 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  24. ↑ ماكفارلاند، مات (25 مارس 2014). "تكافؤ الشبكة: لماذا يجب أن تعاني شركات الكهرباء من الأرق ليلاً" . صحيفة واشنطن بوست . مؤرشف من الأصل في 18 أغسطس 2014. تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
  25. ↑ "استخدام موارد الطاقة الموزعة" (ملف PDF) . nrel.gov . NREL. 2002. ص 1. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 سبتمبر 2014 . 
  26. ↑ http://www.NREL.gov أنظمة الربط البيني لموارد الطاقة الموزعة: مراجعة التكنولوجيا واحتياجات البحث ، 2002
  27. ١ ٢ http://www.smartgrid.gov معجم موارد الطاقة الموزعة مؤرشف في ٦ ديسمبر ٢٠١٧ على موقع Wayback Machine
  28. ↑ دو، ر.؛ روبرتسون، ب. (2017). "محول تيار موصول بالشبكة فعال من حيث التكلفة لنظام توليد مشترك صغير للحرارة والطاقة" . معاملات IEEE في الإلكترونيات الصناعية . 64 (7): 5360-5367 . doi : 10.1109/TIE.2017.2677340 . ISSN 0278-0046 . S2CID 1042325 .  
  29. ↑ كونال ك. شاه، أيشواريا س. موندا، جوشوا م. بيرس. أداء أنظمة الطاقة الموزعة الهجينة في الولايات المتحدة: الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والبطاريات، والحرارة والطاقة المشتركة. تحويل الطاقة وإدارتها 105 ، ص 71-80 (2015).
  30. ↑ توليد الطاقة المشترك باستخدام محركات الغاز ، http://www.clarke-energy.com ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 9/12/2013
  31. ^ "هايس عوف كالت" . مؤرشفة من الأصلي في 18 مايو 2015 . تم الاسترجاع 15 مايو 2015 .
  32. ↑ توليد الطاقة الثلاثي باستخدام محركات الغاز ، http://www.clarke-energy.com ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 9/12/2013
  33. ↑ تطبيقات محركات الغاز ،تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 ديسمبر 2013
  34. ↑ مراجعة صناعة خلايا الوقود لعام 2013 (ملف PDF) (تقرير). FuelCellToday.com. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 7 أكتوبر 2013.
  35. 1 2 "آخر التطورات في مشروع إيني فارم" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  36. ↑ "إطلاق منتج جديد لخلايا الوقود المنزلية 'Ene-Farm' بسعر معقول وسهولة في التركيب - أخبار المقر الرئيسي - غرفة أخبار باناسونيك العالمية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  37. ↑ "تقرير الخلايا الكهروضوئية" (ملف PDF) . معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية. 28 يوليو 2014. الصفحات 18-19 . مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 9 أغسطس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أغسطس 2014 . 
  38. ↑ باركنسون، جايلز (7 يناير 2014). "دويتشه بنك يتوقع "اندفاعة ذهبية" ثانية للطاقة الشمسية"" . REnewEconomy . مؤرشف من الأصل في 28 يونيو 2014. تم الاطلاع عليه في 14 سبتمبر 2014 .
  39. ↑ https://www.academia.edu ، جانيت مارسدون، أنظمة التوليد الموزعة: نموذج جديد للطاقة المستدامة
  40. ↑ "المختبر الوطني للطاقة المتجددة: تحليل الطاقة - التكاليف الرأسمالية لتكنولوجيا الطاقة الموزعة" . nrel.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أكتوبر 2015 .
  41. ↑ https://www.academia.edu ، جانيت مارسدون، أنظمة التوليد الموزعة: نموذج جديد للطاقة المستدامة ، الصفحات 8، 9
  42. 1 2 http://www.NREL.gov – دور تخزين الطاقة في توليد الكهرباء المتجددة
  43. 1 2 يورن هوبمان؛ جوناس فولاند؛ توبياس س. شميدت؛ فولكر هـ. هوفمان (يوليو 2014). "الجدوى الاقتصادية لتخزين الطاقة في البطاريات لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكنية - مراجعة ونموذج محاكاة" . المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، جامعة هارفارد.
  44. ↑ مدونة "Energy VPN" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 12 أبريل 2012. تم الاطلاع عليها بتاريخ 15 مايو 2015 .
  45. ↑ كاستلفيكي، دافيد (19 مايو 2007). "التحول إلى تحكم: تجسيدات عالية التقنية لطريقة قديمة لتخزين الطاقة" . أخبار العلوم . 171 (20): 312-313 . doi : 10.1002/scin.2007.5591712010 . مؤرشف من الأصل في 6 يونيو 2014. تم الاطلاع عليه في 12 سبتمبر 2014 .
  46. ↑ ويليس، بن (23 يوليو 2014). "إطلاق أول نظام تخزين شبكي في كندا في أونتاريو" . storage.pv-tech.org/ . pv-tech.org. مؤرشف من الأصل في 31 أغسطس 2014. تم الاطلاع عليه في 12 سبتمبر 2014 .
  47. ↑ "مساهمة موارد الطاقة الموزعة المتصلة بشبكة التوزيع في التحكم واستقرار النظام الرئيسي" . تقرير فني صادر عن معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) ضمن برنامج PES. 15 يناير 2017. مؤرشف من الأصل في 15 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2019 .
  48. ↑ Tomoiagă, B.; Chindriş, M.; Sumper, A.; Sudria-Andreu, A.; Villafafila-Robles, R. إعادة تشكيل أنظمة توزيع الطاقة الأمثلية لباريتو باستخدام خوارزمية جينية قائمة على NSGA-II. Energies 2013, 6, 1439-1455.
  49. ↑ ب. مازيدي، ج. ن. سرينيفاس؛ تقييم موثوقية نظام توزيع متصل بتوليد موزع ؛ المجلة الدولية لتشغيل أنظمة الطاقة وإدارة الطاقة (IJPSOEM)، نوفمبر 2011
  50. ↑ ماث هـ. بولين، فاينان حسن، دمج التوليد الموزع في نظام الطاقة ، جون وايلي وأولاده، 2011، رقم ISBN 1-118-02901-1، الصفحات vx
  51. ↑ أداة اتخاذ القرار لمحطات الطاقة الافتراضية التي تنظر في العقود الثنائية متوسطة الأجل
  52. ↑ تصميم أداة للتحوط من المخاطر لمحطات الطاقة الافتراضية عبر نهج التحسين القوي
  53. ↑ نموذج متوسط ​​المدى لتشكيل تحالفات لموارد الطاقة الموزعة غير المتجانسة لمحطة طاقة افتراضية تجارية
  54. ↑ بانديك، ماثيو (18 أغسطس 2020). "دفع عجلة التحول: معركة السيطرة على محطات الطاقة الافتراضية بدأت للتو" . يوتيليتي دايف . مؤرشف من الأصل في 19 أغسطس 2020.
  55. ↑ أغالغاونكار، واي بي؛ وآخرون . (16 سبتمبر 2013). "التحكم في جهد التوزيع مع مراعاة تأثير توليد الطاقة الكهروضوئية على مُغيرات الجهد ومنظمات الجهد المستقلة". معاملات IEEE لأنظمة الطاقة . 29 (1): 182-192 . doi : 10.1109/TPWRS.2013.2279721 . hdl : 10044/1/12201 . S2CID 16686085 .  
  56. ↑ "ما تخبرنا به منحنى البطة عن إدارة شبكة خضراء" (ملف PDF) . caiso.com . هيئة كاليفورنيا المستقلة لتشغيل الشبكة الكهربائية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2015 .
  57. ↑ لازاريفيتش، ماثيو؛ روخاس، أليكس (10 يونيو 2004). "تنظيم تردد الشبكة عن طريق إعادة تدوير الطاقة الكهربائية في عجلات التوازن". الاجتماع العام لجمعية مهندسي الطاقة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، 2004. المجلد 2. الصفحات 2038-2042 . doi : 10.1109/PES.2004.1373235 . ISBN   0-7803-8465-2. S2CID 20032334 . 
  58. ↑ "عجلات الموازنة" . جمعية تخزين الطاقة. مؤرشف من الأصل في 21 نوفمبر 2017.
  59. ↑ لازار، جيم. "تعليم البطة الطيران" (ملف PDF) . RAP . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2015 .
  60. ↑ "الشبكة الذكية، والمحولات الذكية من أجل مستقبل طاقة ذكي" . المختبر الوطني للطاقة المتجددة.
  61. ↑ أداء الطاقة والموارد الموزعة أثناء وبعد اضطراب النظام (تقرير). ديسمبر 2013.
  62. ↑ تقنيات التحكم المتقدمة لجهد واستقرار شبكة التوزيع مع المركبات الكهربائية والتوليد الموزع (تقرير). مارس 2015. الصفحات 48-50 . 
  63. ↑ مخطط التحكم الأمثل في جهد محول الجهد تحت الحمل (OLTC) في ظروف اختراق الطاقة الشمسية العالية (تقرير). أبريل 2018. الصفحات 7-9 . 
  64. ↑ شاه، كونال ك.؛ موندا، أيشواريا س.؛ بيرس، جوشوا م. (2015). "أداء أنظمة الطاقة الموزعة الهجينة في الولايات المتحدة: الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والبطاريات، وأنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة" . تحويل الطاقة وإدارتها . 105 : 71-80 . Bibcode : 2015ECM...105...71S . doi : 10.1016/j.enconman.2015.07.048 . S2CID 107189983 . 
  65. ↑ موندا، أيشواريا؛ شاه، كونال؛ بيرس، جوشوا م. (2016). "التكلفة المُعدّلة للكهرباء لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية والبطاريات والأنظمة الهجينة لتوليد الطاقة المشتركة" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 57 : 692-703 . Bibcode : 2016RSERv..57..692M . doi : 10.1016/j.rser.2015.12.084 . S2CID 110914380 . 
  66. ↑ كوماجاي، ج.، 2014. صعود محطة الطاقة الشخصية. IEEE Spectrum، 51 (6)، ص 54-59.
  67. ↑ أبهيلاش كانتامنيني، ريتشيل وينكلر، لوسيا غاوتشيا، جوشوا إم. بيرس، الوصول المفتوح المجاني. الجدوى الاقتصادية الناشئة للانسحاب من الشبكة في مناخ شمالي باستخدام أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة . سياسة الطاقة 95 ، 378-389 (2016). doi: 10.1016/j.enpol.2016.05.013
  68. ↑ خليل بور، ر. وفاسالو، أ.، 2015. ترك الشبكة: طموح أم خيار حقيقي؟ سياسة الطاقة، 82، ص 207-221.
  69. ↑ اقتصاديات الانشقاق عن الشبكة الكهربائية – معهد روكي ماونتن http://www.rmi.org/electricity_grid_defection مؤرشف بتاريخ ١٢ أغسطس ٢٠١٦ في أرشيف الإنترنت
  70. ↑ أندي بالاسكوفيتز : باحثون من ميشيغان: تغييرات نظام القياس الصافي قد تدفع الناس إلى الاستغناء عن الشبكة الكهربائية. مؤرشف بتاريخ 15 يونيو 2016 في أرشيف الإنترنت - أخبار طاقة الغرب الأوسط
  71. ↑ "ما حجم خسائر خطوط الطاقة؟" . مدونة شنايدر إلكتريك . 25 مارس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  72. ↑ ستان مارك كابلان، فريد سيسين (محرران). الشبكة الذكية: تحديث نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية... شركة كابيتول نت، 2009، رقم ISBN 1-58733-162-4، الصفحة 217
  73. 1 2 "أزمة الطاقة وانهيار الشبكة: هل حان وقت التفكير؟" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  74. ↑ "شركة تسلا تُزوّد ​​جزيرة بأكملها بالطاقة الشمسية لتُظهر قدراتها في مجال الطاقة" . ذا فيرج . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مارس 2018 .
  75. ↑ "كيف تحولت جزيرة في المحيط الهادئ من استخدام الديزل إلى الطاقة الشمسية بنسبة 100%" . 23 فبراير 2017. مؤرشف من الأصل في 25 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه في 9 مارس 2018 .
  76. ↑ فورست، جوناثان؛ غاوينوفسكي، نيك؛ بوتريش، سيباستيان؛ بونيه، فيليب (25 سبتمبر 2013). "COSMGrid: شبكة دقيقة قابلة للتكوين وجاهزة للاستخدام" . مؤتمر IEEE العالمي للتكنولوجيا الإنسانية (GHTC) لعام 2013. الصفحات 96-101 . doi : 10.1109/GHTC.2013.6713662 . ISBN  978-1-4799-2402-8. S2CID 19202084 . 
  77. ↑ ستادلر، مايكل (2018). "مفهوم مرن ومنخفض التكلفة للتحكم في الشبكة الصغيرة للطاقة الشمسية الكهروضوئية/المركبات الكهربائية يعتمد على راسبيري باي" (ملف PDF) . مركز الطاقة والتقنيات المبتكرة.
  78. ↑ مقال بعنوان "التحول إلى الطاقة الشمسية أصعب مما يبدو، كما اكتشف أحد سكان وادي السيليكون" بقلم كيرك جونسون في صحيفة نيويورك تايمز ، 3 يونيو 2010
  79. ↑ مدونة "كولورادو تزيد متطلبات الطاقة المتجددة" بقلم كيت غالبريث على موقع NYTimes.com بتاريخ 22 مارس 2010
  80. ↑ باد، جافين (12 أكتوبر 2017). "حاكم كاليفورنيا براون يوقع مشروع قانون يُلزم شركات المرافق العامة بتخطيط تخزين الطاقة وموارد الطاقة الموزعة لتلبية ذروة الطلب" . يوتيليتي دايف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2017 .

للمزيد من القراءة