8 ژوئن 2023 -توسط دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه کلمبیا-اعتبار: Unsplash/CC0 دامنه عمومی
ذخیره انرژی نقش مهمی در انتقال ما به منابع انرژی پاک تر و پایدارتر ایفا می کند. این ما را قادر می‌سازد انرژی اضافی را در صورت در دسترس بودن، از منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید ذخیره کنیم، و زمانی که تقاضا زیاد است یا عرضه محدود است، از آن استفاده کنیم. این به تثبیت شبکه کمک می کند، اتکا به سوخت های فسیلی را کاهش می دهد و تاثیر منابع انرژی متناوب را کاهش می دهد.
در بسیاری از مناطق ایالات متحده، مانند نیویورک، کالیفرنیا و تگزاس، شرکت های خصوصی مسئول مالکیت و بهره برداری از سیستم های ذخیره انرژی هستند. این کسب و کارها در بازارهای برق شرکت می کنند، جایی که برای به حداکثر رساندن سود خود، برق را خرید و فروش می کنند. با این حال، برای مصرف‌کنندگان مهم است که اطمینان حاصل کنند که انگیزه‌های سود محور شرکت‌ها نیز با هدف گسترده‌تر بهبود پایداری و بهبود زندگی در سراسر جهان همسو هستند. این به معنای یافتن تعادل بین کاهش انتشار کربن و مقرون به صرفه نگه داشتن هزینه های برق برای مصرف کنندگان است. همسو کردن نیازهای کاربران برق با قابلیت های سیستم قدرت و در عین حال ترویج آینده ای سبزتر بسیار مهم است.
بازارهای برق به طور پیچیده ای با سیستم های قدرت فیزیکی مرتبط هستند و آنها را از سایر بازارها متمایز می کند. به منظور اطمینان از عملکرد روان و کارآمد بازار، از مدل های تخصصی برای پاکسازی منابع مشارکت کننده استفاده می شود. این مدل ها ویژگی های فیزیکی منابع مانند ظرفیت تولید و در دسترس بودن آنها را در نظر می گیرند. هدف از طراحی بازار برق ایجاد و به روز رسانی این مدل ها به گونه ای است که سود کلی را برای جامعه به حداکثر برساند.
یک مطالعه جدید به رهبری Columbia Engineering که در Joule منتشر شده است، بررسی می کند که چگونه روش های مختلف مشارکت در این بازارها بر مزایای کلی ذخیره انرژی برای جامعه تأثیر می گذارد. محققان از یک چارچوب کامپیوتری مبتنی بر عامل – مدلی که رفتارهای فردی را در سیستم‌های پیچیده شبیه‌سازی می‌کند – برای شبیه‌سازی سناریوهایی با ظرفیت‌های تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی و گزینه‌های بازار استفاده کردند.
نویسنده اصلی این مطالعه، بولون زو، استادیار مهندسی زمین و محیط زیست، گفت: نوآوری اصلی ما مدل سازی تعاملات مشارکت در بازار بین ذخیره سازی و بازار بود. ما متوجه شدیم که نه تنها به انرژی‌های تجدیدپذیر بیشتر و فناوری‌های ذخیره‌سازی بهتر نیاز داریم، بلکه طراحی بازار برای ادغام بهترین ذخیره‌سازی انرژی برای کاهش هزینه و انتشار برای سیستم‌های قدرت آینده نیز بسیار مهم است. برای آن، ما به روش‌های محاسباتی جدید و در آینده، تجزیه و تحلیل به کمک هوش مصنوعی.”
این مطالعه روش‌های مختلف ذخیره‌سازی انرژی را برای شرکت در بازار مقایسه کرد و مبادلات بین مقرون‌به‌صرفه‌تر کردن انرژی برای مصرف‌کنندگان و کاهش انتشار کربن را آشکار کرد. محققان دریافتند که شرکت در بازارهای روز آینده، جایی که برق یک روز قبل از نیاز معامله می شود، در کاهش انتشار کربن موثرتر است. از سوی دیگر، شرکت در بازارهای بلادرنگ، که در آن برق به صورت لحظه ای معامله می شود، در کاهش هزینه ها موثرتر است.
Xu گفت: «مطالعه ما نشان می‌دهد که چگونه طرح‌های بازار می‌توانند به طور قابل‌توجهی بر نقش ذخیره انرژی در اقتصاد برق و سفر به سمت کربن‌زدایی، که از مراحل اولیه تا عمیق کربن‌زدایی را شامل می‌شود، تأثیر بگذارد. چارچوب متن باز پیشنهادی ما ابزار ارزشمندی را برای محققان و سیاست گذاران برای ارزیابی فناوری های نوظهور و مشوق های سیاست فراهم می کند.
تیم Xu در حال حاضر با آزمایشگاه‌های ملی و ایزو کالیفرنیا، یک سازمان غیرانتفاعی که شبکه برق و بازار برق کالیفرنیا را مدیریت می‌کند، همکاری می‌کند. آنها با پروژه‌هایی کار می‌کنند که توسط وزارت انرژی ایالات متحده و بنیادهای علوم ملی برای بررسی طرح‌های جدید بازار و ادغام هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل و کمک به عملیات ذخیره‌سازی انرژی کار می‌کنند.
شو افزود: «روشن است که استقرار منابع تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی باید با طرح‌های مناسب بازار برق و مشوق‌های سیاستی برای متعادل کردن اقتصاد و کاهش انتشار همراه باشد. کالیفرنیا بالاترین ظرفیت ذخیره‌سازی در جهان را دارد و ما مشتاقیم که خود را به کار بگیریم. راه حل وجود دارد.”
این مطالعه با عنوان “نقش طراحی بازار برق برای ذخیره سازی انرژی در کربن زدایی مقرون به صرفه” است.
