الطاقة الكهربائية

مع الانتشار الواسع للبنية التحتية المتقدمة للقياس (AMI) في أنظمة توزيع الطاقة، تتزايد كمية بيانات الكهرباء لمستهلكي الطاقة بسرعة وتصبح البيانات أيضاً أكثر دقة.

أصبحت البنية التحتية المتقدمة للقياس (AMI) جزءاً حيوياً من شبكات توزيع المرافق، مما يسمح بتطوير المدن الذكية، بحيث تتكون (AMI) من عدادات ذكية للكهرباء والغاز والمياه والأجهزة محدودة للغاية.

تعمل زيادة نشر موارد الطاقة الموزعة (DERs) على إعادة نحت أنظمة الطاقة الحديثة في السنوات الأخيرة، بحيث يجب أن تكون أنظمة توزيع الطاقة الذكية المستقبلية مؤهلة لاستيعاب التكامل الشامل لـ (DERs)

يتيح التقدم في تقنية المستشعر إمكانية بناء مستشعرات لاسلكية منخفضة التكلفة وصغيرة الحجم تدعم تقنية إنترنت الأشياء، كما حفز التقدم التكنولوجي.

في الآونة الأخيرة، أدخلت الطائرات الحديثة تغييرات كبيرة على استخدام القوة المدنية غير الدافعة، كما تم استبدال الأنظمة الهوائية والهيدروليكية والميكانيكية الثقيلة وغير الموثوقة.

مع توقع ارتفاع أسعار الوقود الأحفوري على المدى الطويل وانخفاض أسعار الخلايا والوحدات الكهروضوئية (PV)، تستمر أنظمة الطاقة الكهروضوئية في النمو حول العالم.

يمر قطاع الطاقة بمرحلة انتقالية مدفوعة بتكامل موارد الطاقة الموزعة من أجل كهربة القطاعات الأخرى، بما في ذلك النقل والتدفئة والعمليات الصناعية.

يتمثل التحدي الذي يواجه تحول الطاقة في التحميل الزائد للشبكة الناتج عن زيادة حقن مصادر الطاقة المتجددة (RE) في الشبكة الكهربائية، حيث يتم من بين أمور أخرى تجاوز الحد الأقصى.

لقد أصاب اكتشاف السلوكيات الكهربائية غير الطبيعية شركات تشغيل الطاقة في الصين بسبب العديد من أخطاء نظام الطاقة وتقليل الأرباح بسبب الاستهلاك غير الطبيعي للكهرباء

تسببت الكمية المتزايدة من غازات الدفيئة (GHG) في ظاهرة الاحتباس الحراري وأضرار بيئية؛ فإن المصادر الرئيسية لغازات الاحتباس الحراري هي النقل وإنتاج الكهرباء والصناعة التحويلية.

أدى الطلب المتزايد باستمرار على الكهرباء بسبب النمو السكاني العالمي و"التوسع الاقتصادي" إلى زيادة الطلب على مصدر طاقة موثوق به.

تضع أحدث حزمة من التدابير في الاتحاد الأوروبي (EU) للتحول إلى الطاقة النظيفة، "الطاقة النظيفة لجميع الأوروبيين" كذلك المستخدم النهائي في بؤرة الاهتمام من خلال المطالبة.

تم تصميم الشبكات الكهربائية الحالية وفقاً للنموذج القديم الذي يتوقع بشكل أساسي محطات توليد كبيرة، وهي متصلة بشبكات النقل، مما يوفر معظم الطاقة المطلوبة.

تم بناء أنظمة الطاقة التقليدية على افتراض أن التوليد تم التحكم فيه من خلال عدد قليل من مرافق التوليد المركزية التي تم تصميمها لخدمة الأحمال السلبية إلى حد ما.

بدءاً من إنشاء أول محطة للطاقة الحرارية في عام 1875م؛ فقد أصبحت أنظمة الطاقة الحديثة الأكبر ومن بين أكثر الأنظمة التي صنعها الإنسان تعقيداً.

نظراً للزيادة المستمرة في استهلاك الطاقة في العالم، بحيث تتكثف المشكلات المتعلقة بالطاقة والبيئة، وهناك حاجة ماسة إلى تطوير نظام طاقة نظيف ومنخفض الكربون.

الخطوط العلوية هي العمود الفقري لكل نظام نقل وتوزيع للطاقة الكهربائية، بحيث تلعب الخطوط التي تحملها الأقطاب في خطوط نقل الطاقة الدور الأكثر أهمية في نقل الطاقة.

التبادل الفعال للمعلومات بين مشغلي نظام النقل (TSO) ومشغلي أنظمة التوزيع (DSO) وشركات التوليد مطلوب لتخطيط الشبكة وعمليات أنظمة الطاقة.

وفقا للدورة الحادية والعشرين لمؤتمر الأطراف، تم إعلان ظاهرة الاحتباس الحراري كواحدة من القضايا العالمية الرئيسية التي يتعين حلها، وذلك بسبب الزيادة المفرطة في التكاليف.

بالنظر إلى جميع تقنيات الطاقة المتجددة، يتمتع التوليد الموزع للطاقة الكهروضوئية (PVDG) بواحد من أكثر إمكانات النمو الواعدة في جميع أنحاء العالم.

تعتبر جودة الطاقة المنخفضة (PQ) وعناصر أخرى مثل عامل الطاقة المنخفض والتشوهات التوافقية الكبيرة والمستويات العالية من عدم التوازن الحالي بسبب الأحمال الاستقرائية.

مع استمرار زيادة نسبة مصادر الطاقة المتجددة في الشبكة الكهربائية؛ فإنه يتم إنشاء المزيد والمزيد من محطات الطاقة المتجددة في المناطق النائية،

في السنوات الأخيرة، وبدعم من السياسات، كما نمت القدرة المركبة لطاقة الرياح بسرعة في الصين، ومع ذلك؛ فإن ظاهرة التخلي عن طاقة الرياح خطيرة.

في السنوات الأخيرة، كانت هناك محاولات عديدة لتوفير الطاقة من خلال تصور مقدار استهلاك الطاقة في المنزل والتحكم في المعدات المستهلكة للطاقة مثل مكيفات الهواء.

تعتبر محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة (SHPs) هي مصادر طاقة متجددة معروفة بإنتاج طاقة متوقع، على الأقل على المدى القصير، وذلك مقارنة بأنواع أخرى من مصادر الطاقة المتجددة.

يعد توليد الكهرباء من مزارع الرياح البحرية أحد أكثر المصادر ملاءمة لتلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة الكهربائي، وفي السنوات الأخيرة زاد تغلغل طاقة الرياح البحرية بشكل كبير.

مع التطور المستمر لشبكات القدرة الكهربائية، زاد تعقيد عملياتها وعملياتها متعددة الاتجاهات بشكل حاد؛ وفي عام 2019م وحده، عانت خمس دول.

أدى الطلب العالمي المتزايد على الطاقة إلى وضع موارده الطبيعية تحت ضغط هائل، بحيث يلبي الوقود الأحفوري الجزء الأكبر من احتياجاتنا من الطاقة،

يتزايد نشر موارد الطاقة الموزعة (DER) وموارد الطاقة المتجددة في الشبكات الكهربائية بشكل كبير في جميع أنحاء العالم، وفي عام (2017م)،

تركز أسواق الكهرباء حول العالم على الاستجابة للطلب (DR) وكفاءة الطاقة وتكامل المصادر المتجددة، كما أن هناك عدة أسباب أهمها التكنولوجيا والاقتصاد والبيئة.