التقييم التقني القائم على نمو الحمل الكهربائي

أهمية التقييم التقني القائم على نمو الحمل الكهربائي

مع تهديدات التغيرات المناخية المتكررة، وصل المجتمع العالمي في المؤتمر الحادي والعشرين للأطراف (COP 21) “لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية” بشأن تغير المناخ (UNFCCC) الذي عقد في باريس إلى معلم بارز ليس فقط لمكافحة التغيرات المناخية المتكررة، ولكن أيضاً تعزيز الخطوات نحو التنمية المستدامة مع انخفاض البصمة الكربونية.

كما تهدف الاتفاقية بشكل مركزي إلى بذل جهود حثيثة عالمياً من أجل الحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة العالمية أقل من (2) درجة مئوية هذا القرن وبذل الجهود اللازمة للحد من ارتفاع درجة الحرارة بما لا يزيد عن (1.5) درجة مئوية، بحيث يعد توليد الطاقة الكهربائية الصديق للبيئة الحل الوحيد لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مما يساعد في إنشاء بالوعة كربون إضافية.

وفي الدول النامية؛ فإنه يمكن ملاحظة الزيادة في الطلب على الطاقة بسهولة، كما أثبتت الطاقة المتجددة أنها بديل مستدام في التغلب على أزمة الطاقة وكذلك في الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري دون إعاقة النمو الاقتصادي، وذلك مع معدل نمو الناتج المحلي الإجمالي 7.6٪ في عام 2015م ومعدل نمو إجمالي الناتج المحلي المتوقع بنسبة 7.9٪ بحلول عام 2018م؛ فقد أصبحت الهند واحدة من أسرع الاقتصادات الرئيسية نمواً في العالم.

ونظراً لنموها الاقتصادي السريع، كما تم تقديم العديد من السياسات للمضي قدماً في تحديثها وتوسعاتها في التصنيع لمضاعفة استهلاكها للطاقة منذ عام 2000م، وعلى الرغم من وجود 18٪ من سكان العالم، إلا أن الهند تستخدم 6٪ فقط من الطاقة الأولية في العالم، ولتحقيق أهداف التنمية للحفاظ على اقتصادها المتنامي؛ فإن إنتاج الطاقة الفائضة أمر حيوي.

أيضاً يؤدي النمو الاقتصادي إلى تصعيد الطلب على الكهرباء في جميع القطاعات (الصناعة والنقل والسكن والخدمات والزراعة)، كذلك من المتوقع أن يرتفع الطلب على الكهرباء في الهند بمعدل 4.9٪ سنوياً في جميع القطاعات ومن المرجح أن يمثل 17٪ من الزيادة في استهلاك الكهرباء العالمي بحلول عام 2040م.

كذلك؛ فإن إجمالي السعة المركبة كما في (31.03.2017) في الهند هي 330261 ميغاوات، بحيث يساهم معظمها بالطاقة الحرارية (الفحم والغاز والنفط) بحصة مقدارها (67.1٪) تشارك مصادر الطاقة المتجددة فقط (17.34٪) من إجمالي الإنتاج الكهربائي، كما يوضح الشكل التالي (1) حصة إنتاج الكهرباء من مصادر مختلفة في الهند في عام 2017م.

الدراسات الحديثة على أساس HOMER لدراسة جدوى HES

يوضح الجدول التالي (1) بعض الدراسات التي تم نشرها مؤخراً باستخدام برنامج (HES) الخاص بـ (HOMER) لمواقع مختلفة بناءً على الطاقة الشمسية الكهروضوئية (SPV) وطاقة الرياح (WT) والمايكرو المائية أو الحركة المائية (HY) ومولدات الكتلة الحيوية (BM) ومولد الغاز الحيوي (BG) ومولدات الوقود القائمة على الغاز الطبيعي أو الديزل (DG).

وذلك جنباً إلى جنب مع أنظمة تخزين الطاقة المختلفة مثل البطاريات (BA) والحدافة (FW) وخلية الوقود القائمة على الهيدروجين (FC) والمضخة المائية التخزين (PHS) على التوالي في معزولة أو متصلة بالشبكة المخططات، كما تم تحديد حجم المحولات الكهربائية ثنائية الاتجاه (BC) حيثما ينطبق ذلك.

أيضاً تم تلخيص الدراسات بناءً على الموقع والسنة والعمارة (المخطط المركزي المعزول (ICS) والمخطط اللامركزي المعزول (IDS) والمخطط المركزي للشبكة (GCS) والمخططات اللامركزية للشبكة (GDS)) جنباً إلى جنب مع الجوانب الفنية (تفاصيل المكون والإرسال استراتيجية (DS) مثل الحمل التالي (LF) أو الشحن الدوري (CC) ونوع الحمل والجزء المتجدد (RF)) على التوالي، كما يحدد (NM) في الجدول التالي (1) الكميات التي لم يتم ذكرها في الدراسات.

كما تم إجراء معظم الدراسات كما هو موضح في الجدول السابق في مخططات (ICS) للمواقع البعيدة مع الأخذ في الاعتبار بعض سيناريوهات تجميع الطاقة التي تعتمد في الغالب على (SPV) و (WT) و (DG) و (BA)، وذلك فقط عدد قليل من الدراسات نظرت في دراسة سيناريوهات تمديد الشبكة الكهربائية بالمقارنة مع السيناريوهات المعزولة، كما تم الإبلاغ عن عدد قليل جداً من الدراسات التي تركز على تصميم شبكة ميكروية تعتمد على (BG) أو (BM) بالاشتراك مع تقنيات الطاقة المتجددة الأخرى.

وصف الوحدة متعددة السنوات لـ (HOMER Pro)

في منتصف عام 2016م تقريباً أصدرت شركة (HOMER Energy) إصداراً جديداً من (HOMER Pro)، وذلك مع وحدة جديدة متعددة السنوات والتي تسمح للشخص بنمذجة تغييرات بارامترية محددة مثل تصاعد أسعار الشبكة الكهربائية ونمو الحمل الكهربائي وتدهور (SPV)، وما إلى ذلك والتي قد تحدث خلال عمر المشروع، بحيث يوضح الشكل التالي (2) الوحدة الجديدة متعددة السنوات المضافة إلى (HOMER PRO).

كما تسمح المدخلات متعددة السنوات للمستخدمين بتحديد النسبة المئوية للنمو أو التدهور كل عام كما هو موضح في الشكل التالي (3).

يعتبر المصمم حراً في الاختيار ويمكنه مراعاة الاختلافات التي تحدث في تكاليف التشغيل والصيانة وتدهور (SPV) وأسعار وقود الديزل وتغيرات الحمل الكهربائي الأساسي، وفي حالة إذا كانت التغييرات في بعض المعلمات غير مطلوبة؛ فيمكن إجراؤها عن طريق ضبط القيم على الصفر، أيضاً إذا احتاج المستخدم إلى نمذجة التغييرات في معلمة محددة؛ فيمكن تحقيق ذلك من خلال تضمين قيمة النسبة المئوية الثابتة التي يمكن أن يتغير بها هذا المكون كل عام.

لذلك تضيف الوحدة الجديدة العديد من الميزات الجديدة لنتائج (HOMER)، بحيث يمكن الاطلاع على نتائج المحاكاة والاختلافات البارامترية المختلفة على أساس سنوي على مدار عمر المشروع، وذلك كما هو موضح في الشكل التالي (4)، بحيث تتكون الوحدة أيضاً من قطعة الأرض متعددة السنوات، والتي يمكن استخدامها لرسم أي كمية ناتجة عن عمر المشروع.