الطاقة الكهربائية

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.

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.

بشكل عام، يمكن أن يوفر تخزين الطاقة بل ويجني المال لأنواع عديدة من المرافق، ومع ذلك في الوقت الحالي، هناك معلومات محدودة متاحة حول مجموعة حلول تخزين الطاقة والقدرات وخيارات التمويل في السوق اليوم.

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

يعتبر تخزين الطاقة ضروري لتحقيق التوازن بين التوليد والحمل الكهربائي، ومع انتشار مصادر الطاقة المتجددة (RES) في جميع أنحاء العالم؛ تزداد الحاجة إلى التخزين بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة.

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.

نظراً لأن الدول المختلفة تولي اهتماماً كبيراً لحماية البيئة واستخدام الموارد؛ فإنه يتم دمج نسبة عالية من الطاقة الجديدة باستمرار في نظام الطاقة.

النمو السكاني والتقدم في التقنيات والاقتصاد الاجتماعي هو إلى حد كبير، مما أدى إلى زيادة الطلب من العقود القليلة الماضية على استهلاك الطاقة والمواد.

سمح دمج التقنيات الجديدة في شبكات التوزيع الكهربائية، مثل موارد الطاقة الموزعة (DER) والبنية التحتية المتقدمة للقياس (AMI)، وذلك بتشغيل الشبكة الديناميكي والحديث.

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.

يكتسب مفهوم (Microgrids-MGs) زخماً كبيراً كحل رئيسي وفعال من حيث التكلفة لدمج موارد الطاقة الموزعة (DERs) في شبكات الطاقة الكهربائية.

من المعروف أن إنترنت الأشياء كان بمثابة تقنية تمكين أخرى لأنظمة الطاقة الكهربائية، وذلك مع زيادة قدرات الاستشعار والاتصال والتحكم، بحيث يواجه نظام الطاقة أيضاً مشكلات أمنية أكثر خطورة.

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

في صناعة الطاقة الكهربائية، يعد التزامن الزمني لبيانات القياس أحد المتطلبات الأكثر أهمية لأنظمة مراقبة المنطقة الواسعة لأنه يتيح تحديد زوايا الطور لجميع التفرعات.

بالمجمل تمثل طريقة التعلم المعزز التي تم تصميمها، وذلك لفهم البيئة الكهربائية بناءً على مكافأة تمثل تباين الحمل، بحيث تكون نتائج مرضية أفضل مما يمكن للمشغل التعامل معه بمفرده.

يعتمد المشغلون على حساب حالة التشغيل (OSC) الذي يوفر حدود التشغيل الآمنة للشبكات لتقدير مستوى أمان أنظمة الطاقة، وفي السنوات الأخيرة ونظراً لتطور الاقتصاد الاجتماعي.

القدرة الكهربائية: هي المعدل الذي يتم به العمل في الدائرة الكهربائية، بمعنى آخر، يتم تعريف القدرة الكهربائية على أنّها معدل نقل الطاقة. يتم إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة المولد

البطارية عبارة عن جهاز إلكتروني مصنوع من خلية واحدة أو أكثر يحول الطاقة الكيميائية المعبأة داخل موادها النشطة إلى طاقة كهربائية لتوفير شحنة كهربائية ثابتة للطاقة.

الفولت (Volt): هو وحدة قياس الجهد كهربائي ورمزه (V)، تُعرف أيضاً باسم القوة الدافعة الكهربائية، ويمثل فرق الجهد بين نقط

تختلف القدرة الكهربائية التي تستهلكها مقاومة في دائرة تيار متردد عن الطاقة التي يستهلكها التفاعل لأنّ التفاعلات لا تبدد الطاقة.

عندما تكون حاملات الشحنة في وضع ثابت (تماماً مثل الماء الساكن، أو مرتفعاً في الخزان) فإنّ الطاقة المخزنة هناك تسمى الطاقة الكامنة، لأنّها تحتوي على إمكانية (القدرة) على الانطلاق التي لم تتحقق بالكامل بعد

المكثفات الفائقة (Ultracapacitors)، هي أجهزة تخزين الطاقة الكهربائية التي لديها القدرة على تخزين كمية كبيرة من الشحنات الكهربائية، على عكس المقاومة، التي تبدد الطاقة على شكل حرارة، فإنّ المكثف المثالي لا يفقد طاقته.

بفضل التطور التكنولوجي المتسارع، أصبحت الطاقة الكهربائية الناتجة عن التفاعلات الكيميائية تلعب دورًا مهمًا في مجالات متعددة، سواء في الصناعة أو البيئة أو حتى في الحياة اليومية.

الاستفادة من الطاقة الكهربائية لتحفيز التفاعلات الكيميائية هي مجال مهم وواعد في مجال الكيمياء، حيث يمكن أن تسهم هذه التقنية في تطوير العديد من العمليات الصناعية والتطبيقات العلمية.

الطريقة التقليدية للبحث في قسم الإرسال بشكل عام لديها مشكلة الحذف واستهلاك الوقت، بحيث تم اقتراح خوارزمية متقاربة طوبولوجيا لمصفوفة تجاور شبكة الطاقة

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)

يتم توضيح اكتشاف (H2 ،NH3) مع انخفاض استهلاك الطاقة من خلال مستشعرات الطبقة النانوية المقاومة للمواد الكيميائية (Pt ،PtRh) على الأسطح الزجاجية، بحيث حققت تأثيرات التسخين.

يمكن أن يؤدي استخدام خصائص المصدر والتحميل لنظام تخزين الطاقة إلى تقليل التقلب والعشوائية لتوليد الطاقة المتجددة وجعل توليد الطاقة المتجددة أسهل لنظام الطاقة.

نما الاتجاه العالمي لاستهلاك الطاقة الكهربائية بشكل كبير في السنوات الأخيرة بسبب التنمية الاقتصادية والزيادة السكانية، ومع ذلك يحاول منظمو المرافق تقليل استهلاك المستخدم النهائي.

بسبب أزمة الطاقة الحادة في مجتمع اليوم، تم تطبيق تقنية  على نطاق واسع في مجالات الشبكة الذكية وتوليد الطاقة الجديدة للطاقة وحركة السكك الحديدية.