خلاقیت در خدمت انرژی هـای تجدید پذیر
هيچ بادي نمي وزد؟ نور خورشيد کافي نيست؟ اين نيروگاه جديد مي تواند بزرگترين مشکل انرژي هاي تجديدپذير را حل کند.به گزارش شبکه سي ان ان، نيروگاه هاي برق مجازي مي توانند براي يکي از آزاردهنده ترين چالش هاي انرژي هاي تجديدپذير، يعني آب و هوا، راه حلي بيابند. با تأمين برق از منابع تجديدپذير حتي در شرايطي که خورشيد نمي تابد و يا بادي نمي وزد، فناوري نيروگاه هاي مجازي برق مي توانند به مبارزه با بحران آب و هوايي کمک کنند.
فيل تيلر، استاد سازوکارهاي انرژي در دانشگاه نيوکاسل انگليس، گفت: اگر شما نتوانيد به انرژي هاي تجديد پذير و ديگر فناوري ها براي تأمين انرژي مورد نيز خود به شکلي قابل کنترل تکيه کنيد، در آن صورت هميشه به نيروگاه هاي متکي بر سوخت هاي فسيلي وابسته خواهيد بود تا پيش بيني ناپذيري (انرژي هاي تجديدپذير) را جبران کنيد.
به گفته تيلر، نيروگاه هاي سنتي برق مي توانند با راهکارهايي همچون سوزاندن زغال سنگ بيشتر، نوسان تقاضا و عرضه برق را جبران کنند. با اين همه، منابع پاک انرژي، همچون نيروگاه هاي برق باد و يا نيروگاه هاي خورشيدي، به آب و هوا وابسته هستند و بنا بر اين، کنترل آنها دشوارتر است.
نيروگاه هاي مجازي با وصل کردن منابع ناهمخوان براي توليد و ذخيره سازي انرژي تجديدپذير، تلاش مي کنند اين مشکل را حل کنند. با تجميع اين منابع، مهندسان مي توانند کاري کنند که اين نيروگاه ها رفتاري مشابه با نيروگاه هاي سنتي برق داشته باشند.
براي نمونه، يک نيروگاه مجازي برق مي تواند به 10 نيروگاه برق بادي در نقاط جغرافيايي متفاوت وصل شود و تا تغييرپذيري توليد هر يک از آنها را جبران کند. اين نيروگاه مجازي همچنين مي تواند شامل يک بخش ذخيره سازي انرژي نيز باشد تا اگر توليد برق از نيروگاه هاي برق بادي از تقاضا بيشتر باشد، مجموعه اي از باتري ها شارژ شوند تا بتوانند برق بيشتري را در آينده در صورت لزوم عرضه کنند. ديگر گزينه ها که مشتريان را به بهينه کردن مصرف انرژي خود تشويق مي کنند نيز، مي توانند در اين مجموعه گنجانده شوند.
تيلر گفت: با کنترل همه اينها با با روشي هماهنگ شده، نيروگاه هاي برق مجازي مي توانند به تدريج مشابه نيروگاه هاي سنتي بشوند.
مديريت همزمان انرژي
شرکت نروژي استاتکرافت از سال 2011 ميلادي تا کنون، مديريت يکي از بزرگترين تأسيسات توليد برق در اروپا را به عهده داشته است.
نيروگاه برق مجازي، در آلمان، ظرفيتي بالاتر از 12 هزار مگاوات دارد و از ديدگاه نظري مي تواند برق پنج ميليون خانه را تأمين کند. اين نيروگاه با استفاده از هوش مصنوعي مبتني بر رايانش ابري و با تأسيسات توليد و ذخيره سازي برق خود، از جمله باتري ها، بيش از هزار و 500 نيروگاه بادي، خورشيدي و برق آبي را در سراسر اروپا به هم وصل مي کند.
پيش بيني هاي مربوط به توليد برق و آمارهاي واقعي مربوط به آن به شکلي مستمر از نيروگاه هاي مرتبط، به اين نيروگاه برق مجازي تزريق مي شوند. اين فرايند با دريافت قيمت هاي انرژي در بازار، تکميل مي شود و به شرکت استاتکرافت امکان مي دهد تقاضا را با عرضه هماهنگ کند.
هنگامي که عرضه برق مازاد وجود داشته باشد، توليد در نيروگاه ها مي تواند محدود شود يا انرژي مي تواند براي استفاده در تاريخي در آينده ذخيره شود. اين مسئله تضمين مي کند که توليدکنندگان کوچکتر همواره بازاري براي برق توليدي خود دارند و همچنين از افت قيمت انرژي پيشگيري مي کند.
آندراس بادر، معاون فروش در مؤسسه استاتکرافت، گفت: ما مي توانيم باتري ها در اسپانيا را به نيروگاه هاي برق در آلمان وصل کنيم و اين کار، موجب ايجاد قابليت اندازه گيري مي شود.
به گفته تيلر، دسترسي به توازني مناسب از اجزاي مختلف مرتبط با نيروگاه برق مجازي، مهم است. وي گفت: اگر برق بادي بيش از حدي داشته باشد و ذخيره سازي کافي در اختيار نداشته باشد، نيروگاه برق مجازي به اندازه کافي قابل کنترل نخواهد بود.
وي همچنين گفت که نيروگاه هاي برق مجازي مي توانند به تدريج به فرايند گذار به آينده کم کربن، کمک قابل توجهي بکنند، اما کاملا خالي از نقطه ضعف هم نيستند.
براي نمونه، شمار نهادهاي درگيري در يک نيروگاه برق مجازي، موجب پيچيدگي هايي مي شود، زيرا براي هر يک از آنها، توافق جداگانه تجاري لازم است. اين نيروگاه ها همچنين به شدت به سازوکارهاي نرم افزاري براي جمع آوري داده ها و برقرار ارتباط نياز دارند و اين مسئله سبب مي شود در برابر حمله هاي سايبري، آسيب پذير باشند.
سخنگوي استاتکراف گفت که حمله هاي سايبري، تهديدي براي شبکه هاي توزيع برق در همه دنيا هستند. وي گفت: همانند يک نيروگاه سنتي برق قرباني نفوذ (اينترنتي)، يک نيروگاه مجازي قرباني نفوذ با چندين مگاوات برق نيز مي تواند تأثيرهاي جدي بر شبکه برق داشته باشد.
اين سخنگو همچنين يادآور شد که شرکت استاتکرافت سرمايه گذاري چشمگيري در زمينه امنيت سايبري انجام مي دهد.
توسعه باتري هاي بهتر براي ذخيره انرژي تجديدپذير
پژوهشگران موفق شدند يک غشاء بهتر براي ذخيره سازي انرژي هاي تجديد پذير را توسعه دهند و با اين کار، کمک کردند اين انرژي ها به جايگزيني بهتر براي سوخت هاي فسيلي تبديل شود.
به گزارش پايگاه اينترنتي تک اسپات، پژوهشگران آزمايشگاه ملي لارنس برکلي، وابسته به وزارت انرژي آمريکا، فناوري يک غشاي باتري جديد را توسعه داده اند که مي تواند منجر به ساخت باتري هاي کم هزينه با عمر بالا منجر شود که براي ذخيره سازي انرژي تجديدپذير با حجم بالا مناسب است.
طبق اعلام آزمايشگاه برکلي، صنعت برق براي استفاده از باتري هاي بزرگ موسوم به باتري هاي جرياني، مشتاق است تا برق را در مخازن حاوي الکتروليت مايع ذخيره کند. مشکل اين است که کاربردهاي کنوني، به طور کامل از نظر هزينه به صرفه نيستند. فناوري جديد آزمايشگاه برکلي مي توانند اين نقايص را بر طرف کند.
اين غشاء که از گروهي از پليمرهاي موسوم به آکوا پي آي ام (AquaPIMs) ساخته شده، بخشي از باتري است که آند (الکترودي که جريان الکتريکي از طريق آن وارد دستگاه الکتريکي قطبيده مي گردد) را از کاتد (الکترودي منفي که جريان الکتريکي از طريق آن از دستگاه الکتريکي قطبيده خارج مي شود) جدا مي کند. آکوا پي آي ام مطلوبيت دارد، زيرا مي تواند امکان ساخت باتري هاي کم هزينه را از مواد قابل دسترسي آسان، همچون آهن، روي و آب فراهم کند.
پژوهشگران آزمايشگاه برکلي، الگويي را توسعه دادند که عملکرد باتري را بر اساس يک غشاء فرضي پيش بيني مي کنند و مي تواند به دانشمندان امکان دهد کارآيي و طول عمر باتري هاي جرياني را بدون ساخت يک نمونه در حجم کامل، پيش بيني کنند.
برت هلمز، يکي از پژوهشگران اصلي در مرکز پژوهش ذخيره سازي انرژي و از کارکنان بنياد مولکولي آزمايشگاه برکلي که رهبري اين پژوهش را به عهده داشته است، گفت معمولا هفته ها و شايد حتي ماه ها بايد صبر کرد تا مشخص شود يک باتري چقدر عمر خواهد کرد. با استفاده از اين غشاء جديد، اين زمان مي تواند به تنها چند ساعت يا چند روز کاهش يابد.
منبع:سي ان ان
مترجم: يحيي احمدي