به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، بررسی‌ها نشان می‌دهد که به‌زودی فتوولتائیک‌های خورشیدی رشد بی‌سابقه‌ای را در مقیاس جهانی تجربه خواهد کرد. مجموع ظرفیت نصب‌شده انرژی خورشیدی در سراسر دنیا در سال ۲۰۱۷ از ظرفیت هسته‌ای، در سال ۲۰۲۲ از بادی و در سال ۲۰۲۴ از نیروگاه‌های آبی پیشی گرفت. پیش‌بینی می‌شود تا پیش از پایان سال جاری نیز از گاز طبیعی پیشی بگیرد و با حفظ نرخ رشد کنونی سالانه ۲۰ درصد، در ۲۰۲۵ با پشت سر گذاشتن زغال‌سنگ، به اصلی‌ترین منبع انرژی با بیشترین ظرفیت نصب‌شده برای تولید برق در جهان تبدیل شود. با این سرعت، تا پایان دهه، ظرفیت نصب‌شده فتوولتائیک‌های خورشیدی روی زمین بیشتر از مجموع سایر فناوری‌های تولید برق خواهد بود.
این رشد تصاعدی چالش‌های مهمی را برای ادغام انرژی خورشیدی در شبکه برق به همراه دارد. یکی از این چالش‌ها پدیده‌ای است که به‌عنوان «منحنی اردک» یا تغییراتی همچون «منحنی دره» شناخته می‌شود که نشان‌دهنده تأثیر تولید انرژی خورشیدی بر منحنی بار شبکه الکتریکی و نتیجه افزایش تولید انرژی خورشیدی در مقیاس کاربردی است.
با افزایش نفوذ خورشید، کنترل تولید خورشید برای حفظ پایداری و قابلیت اطمینان سیستم الکتریکی اهمیت و ضرورت بیشتری پیدا می‌کند. در این زمینه، مفهوم محدود کردن (constrained-off) پدیدار می‌شود که مستلزم کاهش خروجی یک منبع تجدیدپذیر نسبت به میزانی است که می‌توانست تولید کند. این امر می‌تواند برای نیروگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی متمرکز در مقیاس بزرگ و برای سیستم‌های خورشیدی پشت‌بام‌های مسکونی با تولید برق پراکنده اعمال شود، جایی که اپراتور سیستم الکتریکی می‌تواند از راه دور فتوولتائیک‌های خورشیدی بزرگ‌مقیاس یا سقفی را در صورت بروز خطر اضافه بار شبکه خاموش کند. با افزایش نفوذ انرژی خورشیدی، کاهش خروجی این سلول‌ها در زمان‌های تابش خورشیدی بالا و تقاضای برق به‌میزان متوسط تا کم افزایش پیدا می‌کند.
کاهش مداوم و قیمت‌های پایین انرژی‌های تجدیدپذیر بازارهای جدیدی از جمله شارژ باتری‌های شهری، ذخیره‌سازی هیدرولیک پمپ‌شده و ذخیره‌سازی حرارتی در کارخانه‌ها را ترویج و نیروگاه‌های زغال‌سنگ را تشویق به تعطیلی می‌کند. برای سیستم‌های خانگی نیز استفاده از برق خورشیدی پشت‌بام‌ها برای شارژ خودروهای الکتریکی، باتری‌های خانگی و سیستم‌های ذخیره‌سازی آب گرم مورد استفاده قرار دارد.
تنوع کوتاه‌مدت دسترسی به منابع خورشیدی می‌تواند منجر به «رمپ‌های شیب‌دار» در تولید برق فتوولتائیک‌های خورشیدی شود. نرخ رمپ (RR) را می‌توان به عنوان تفاوت در تولید توان از یک زمان به زمان دیگر تعریف کرد. سایه‌های ابرهای عبوری موجب تغییرات در تابش خورشیدی می‌شود که می‌تواند منجر به RR قابل‌توجهی در تولید برق از سیستم‌های فتوولتائیک (PV) شود.
این رمپ‌ها در طلوع و غروب خورشید قابل پیش‌بینی هستند و به مدیریت شبکه کمک زیادی می‌کند، علاوه‌بر این پیش‌بینی انرژی خورشیدی با کیفیت بالایی در دسترس قرار گیرد. نرخ «رمپ» اندازه‌گیری می‌کند که یک نیروگاه با چه سرعتی می‌تواند خروجی خود را تغییر دهد و به‌طور کلی به‌عنوان توانایی یک واحد بین حداقل و حداکثر سطح آن محاسبه می‌شود.
در سطح محلی، هوای ابری می‌تواند در عرض چند دقیقه، هزاران سیستم خورشیدی پشت‌بام را با مشکلات تأمین برق روبه‌رو کند، با این حال راه‌حل‌های زیادی وجود دارد که به‌تدریج در کشورهای پیشرو در حال اجرا شدن است و شامل بارهای قابل وقفه کنترل‌شده از قبیل تهویه مطبوع و شارژ باتری‌های خانگی، باتری‌های ذخیره‌سازی و سیستم ذخیره آب گرم می‌شود. کاهش موقت تابش خورشید روی پشت‌بام‌ها نیز می‌تواند برای کاهش نرخ رمپ با بهره‌گیری از پیش‌بینی خورشیدی با وضوح بالا در شهرها مورد استفاده قرار گیرد. اتصالات انتقال قوی‌تر در داخل و بین شهرها نیز مشکلات ایجاد شده را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.
افزایش نفوذ فتوولتائیک‌های خورشیدی سقفی در مقیاس بزرگ همچنین منجر به افزایش رویدادهای کاهش یادشده هنگام رمپینگ خورشیدی می‌شود. اگرچه توزیع نیروگاه‌های خورشیدی در مناطق بزرگ به‌طور بالقوه می‌تواند تغییرپذیری توان خروجی را به دلیل یک اثر هموارسازی فضایی کاهش دهد، این نیروگاه‌ها به‌طور طبیعی تمایل دارند در مناطقی با بهترین منابع خورشیدی در دسترس متمرکز شوند که با کاهش هزینه‌ها این امر امکان‌پذیر خواهد شد و نیروگاه‌های خورشیدی سقفی تولید برق به‌طور فزاینده‌ای گسترش خواهند داشت. این کار به‌طور قطع مشکلات قطعی برق را به حداقل می‌رساند.
ارزان شدن صفحات خورشیدی گسترش فراوان آن‌ها را امکان‌پذیر کرده است. این ظرفیت اضافی، انعطاف‌پذیری، عملکرد ثابت و قابلیت اطمینان را در شرایطی ارائه می‌دهد که جهان هر روز به برق بیشتری نیاز دارد.
تولید بیش‌ازحد برق در نیروگاه‌های خورشیدی همچنین برق ثابت و قابل‌اعتمادتری را فراهم می‌کند، حتی اگر به‌طور مداوم از تمام ظرفیت استفاده نشود. این ظرفیت اضافی فتوولتائیک به‌عنوان یک شکل مجازی ذخیره‌سازی عمل می‌کند که منجر به تولید قابل پیش‌بینی و قابل کنترل‌تر برق می‌شود و به سیستم‌های ذخیره‌سازی اجازه می‌دهد تا به روشی بهینه استفاده شوند. علاوه‌بر این، ذخیره‌سازی ضمنی انعطاف‌پذیری عملیاتی بیشتری را فراهم می‌کند و به اپراتورهای سیستم اجازه می‌دهد تا خروجی خورشیدی را در زمان واقعی برای برآورده کردن نیازهای شبکه تنظیم کنند و در نتیجه پایداری و قابلیت اطمینان سیستم برق را بهبود بخشند.
کاهش یادشده نیز همراه با مفهوم ذخیره‌سازی ضمنی نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم در ادغام انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ است. همان‌طور که جهان به سمت یک ترکیب انرژی حرکت می‌کند که به‌طور فزاینده‌ای تحت تسلط انرژی فتوولتائیک خورشیدی و انرژی باد قرار دارد، این استراتژی‌ها به ابزارهای ضروری برای اطمینان از پایداری، قابلیت اطمینان و مقرون‌به‌صرفه بودن سیستم‌های الکتریکی جهان تبدیل می‌شوند. اجرای موفقیت‌آمیز این رویکردها مستلزم ترکیبی از نوآوری‌های فناوری، سازگاری‌های نظارتی و مدل‌های تجاری جدید است. با کاهش مداوم هزینه‌های انرژی خورشیدی و سهم فزاینده آن در ترکیب انرژی، کاهش و ذخیره‌سازی ضمنی ضروری است.
نظر شما