مصادر الطاقة المتجددة

يقدم هذا البحث إستراتيجية التحكم الموزعة والتي تعتمد على التحكم في وضع الانزلاق الغامض (FSMC) للتحكم في الطاقة لبنية تحتية مدمجة مع شبكة صغيرة للتيار المستمر.

ظهرت هندسة الموثوقية أولاً لمعالجة قضايا الموثوقية في التطبيقات العسكرية، كما أن هناك طريقتان تم تبنيهما على نطاق واسع، الأول هو نموذج الموثوقية التجريبي

تعتبر كابلات الطاقة تحت سطح البحر من الأصول الهامة داخل البنية التحتية للتوزيع والنقل للشبكات الكهربائية، وعلى مدى العقدين الماضيين كان حجم الاستثمارات في مشاريع تركيب كابلات الطاقة.

بالمجمل المصادر الكهربائية هي تقنية فعالة لإدارة جانب الطلب لترويض تقطع مصادر الطاقة المتجددة، وفي هذا البحث تم تلخيص مبدأ التشغيل وطوبولوجيا الدائرة وطرق التطبيق والتحكم.

يأتي الاستخدام المتزايد لمصادر الطاقة المتجددة لمكافحة تغير المناخ مع التحدي المتمثل في اختلال توازن الطاقة وقضايا عدم الاستقرار في شبكات الطاقة الناشئة.

من المتوقع أن تواجه الشبكة الكهربائية للمرافق بعض التحديات الرئيسية لتوليد الطاقة الحديثة، كما وستطرح أنظمة التوزيع في السنوات القادمة، وفي هذه الدراسة تحديداً يتم تقديم نظرة عامة.

أصبحت مراكز البيانات جزءاً كبيراً من نظام الطاقة وهي واحدة من أكبر مستهلكي نظام الشبكة الكهربائية، حيث إن ما يسمى ب "مركز البيانات الأخضر" قادر ليس فقط على استهلاك الطاقة.

في الآونة الأخيرة، يشهد تطبيق مصادر الطاقة المتجددة (RESs) لأنظمة توزيع الطاقة نمواً هائلاً، بحيث يجلب هذا التقدم العديد من المزايا، مثل استدامة الطاقة والموثوقية وسهولة الصيانة.

أدى التركيز على التقنيات النظيفة والخضراء للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بسبب الزراعة القائمة على الوقود الأحفوري إلى التحول نحو التنقل الكهربائي،

تعتبر (Microgrids) كياناً مهماً في نظام التوزيع الكهربائي، وللحصول على مزاياها الكاملة من خلال دمج الحد الأقصى من التوليد الموزع؛ فإن أنظمة الطاقة المتجددة الهجينة المستقلة (HRESs).

يعد البحث عن أنظمة الطاقة المتجددة بنسبة (100٪) ظاهرة حديثة نسبياً، بحيث بدأ العمل به في منتصف السبعينيات وكان مدفوعاً بالارتفاع الهائل في أسعار النفط منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.

يعد تخزين الطاقة أحد الوسائل الرئيسية لتحسين المرونة والاقتصاد والأمن في نظام الطاقة، كما أنه مهم في تعزيز استهلاك الطاقة الجديد، لذلك من المتوقع أن يدعم تخزين الطاقة الموزعة والشبكة الصغيرة.

بالعادة لا يتم الإبلاغ عن خسائر الشبكة الكهربائية على هامش استقرار الجهد (VSM) لنظام النقل بشكل شامل حتى الآن، لكن يتم التركيز نظرياً في تأثير هذه العوامل على (VSM).

أدى استنفاد الطاقة الطبيعية واحتياطيات النفط إلى ظهور مفهوم أنظمة الطاقة المتجددة (RESs)، وقد أدى ذلك إلى توسيع رؤية قطاع الطاقة نحو شبكة طاقة متنوعة مع إدخال موارد الطاقة الموزعة (DERs).

بالعادة يتم تطبيق النظام المحسن للتوازن (EO)، وذلك لتصميم شبكة هجينة لتغذية الكهرباء للداخلة، وكمنطقة معزولة تم اختيار (EO) لتصميم نظام (microgrid).

في السنوات الأخيرة، أصبح تحقيق نظام إمداد طاقة الجر المتجدد والمستدام (TPSS) في قطاع السكك الحديدية تحدياً كبيراً، وبالتركيز على هذه المسألة؛ تقدم العديد من الدراسات والتجارب نظرة عامة.

في السنوات الأخيرة، أدى ظهور الشبكات الصغيرة التي تحتوي على عدد كبير من مصادر الطاقة المتجددة إلى ظهور بعض التحديات الأساسية في التحكم في تجارة الطاقة وتنسيقها وإدارتها.

أصبحت القدرة غير الكافية لشبكات التوزيع لاستهلاك الطاقة المتجددة والتخصيص غير المناسب للتوليد الموزع المتجدد (RDG) من القضايا المهمة، وفي هذه الدراسة، تم اقتراح منهجية قائمة على التعلم الآلي.

تمتلك هندسة الطاقة وخاصةً الطاقة الكهربائية مبدأً أساسياً يتمثل في تخفيف عبء البشرية عن عبئها ونقل المعلومات ومعالجتها، كذلك تتم مراجعة التطورات البارزة في القرن الأول من كهربة العالم.

يُقترح تنظيم التردد الكهربائي المحسن (IFR) لنظام القدرة الهجين المترابط بموجب سيناريو غير منظم، بحيث يتكون نظام الاختبار الذي تم تحليله من نظام الطاقة الحرارية.

تُستخدم الطاقة المتجددة على نطاق واسع كطاقة نظيفة في العالم، ومع ذلك يؤدي التقطع في توليد الطاقة من محطات الطاقة المتجددة إلى رداءة نوعية إمدادات الطاقة.

على الرغم من أن استخدام مصادر الطاقة المتجددة (RESs) في الشبكة الصغيرة (MG) يقدم حلاً معترفاً به لتلبية الطلب المتزايد؛ إلا أن أدائه يعتمد على عوامل الأرصاد الجوية المختلفة لـ (RESs).

حثت التطورات الحديثة في توليد الطاقة المتجددة وإنترنت الأشياء (IoT) على إدارة الطاقة لدخول عصر إنترنت الطاقة (IoE)، بحيث تتبنى (IoE) عدداً كبيراً من منشآت توليد الطاقة الموزعة.

تولد المحولات متعددة المستويات المتتالية (MLIs) جهد خرج باستخدام وحدات طاقة متصلة بالسلسلة تستخدم تكوينات قياسية لمكونات الجهد المنخفض.

في القرن الحادي والعشرين، يتم تطوير فكرة الشبكة الصغيرة والشبكة الذكية ومحطة الطاقة الافتراضية (VPP) لحل تحديات تغير المناخ واستخدام الطاقة المتجددة في شبكة الكهرباء.

تتغير طبيعة وخصائص أنظمة التوزيع باستمرار مع زيادة اختراق موارد الطاقة الموزعة، ومع هذا أصبحت الحاجة إلى فحص تفاعل النقل والتوزيع الكهربائي (T&D) أثناء تقييم أمان الجهد أمراً كبيراً.

مع التحول السريع لقطاع الطاقة نحو أنظمة الطاقة الحديثة المتمثلة في الشبكات الذكية (SGs) والشبكات الصغيرة (MGs) والتوليد الموزع؛ أظهرت تقنية (blockchain-BC) القدرة على حل تحديات الأمان والخصوصية.

أدت المخاوف المتزايدة بشأن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى اتجاه متزايد لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة (RERs) في نظام الطاقة كذلك الفاصل الزمني.

لن تستوعب الشبكة الذكية ذات المتطلبات الكبيرة من المرونة نسبة عالية من التوليد الموزع مع عدم اليقين في المستقبل، ومن ثم يصبح لا غنى عنه للبحث في استراتيجية جدولة التوليد الموزع.

يوفر استخدام أنظمة تخزين الطاقة الهجينة (HESS) في مصادر الطاقة المتجددة (RES) لتوليد الطاقة الكهروضوئية (PV) العديد من المزايا، كما وتشمل هذه زيادة التوازن بين التوليد والطلب.