30 سپتامبر 2024 -توسط مت شیپمن، دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی -فلوچارت محاسباتی نشان دهنده جریان داده و مراحل کلان روش پیشنهادی است. آیکون ها از مجله ذخیره انرژی (2024). DOI:
محققان مدلی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند برای برآورد نیازهای ذخیره‌سازی انرژی یک کشور در صورت تغییر کامل به منابع انرژی تجدیدپذیر و دور شدن از سوخت‌های فسیلی برای تولید برق مورد استفاده قرار گیرد. این مدل اطلاعات مهمی را برای استفاده در هنگام تصمیم گیری های کوتاه مدت و درگیر شدن در برنامه ریزی سیستم انرژی بلند مدت به سیاست گذاران ارائه می دهد.
مقاله “مدل سازی ذخیره انرژی در برنامه ریزی انرژی افزایش ظرفیت بلندمدت: تجزیه و تحلیل سیستم ایتالیایی” در مجله ذخیره انرژی منتشر شده است.
اندرسون دی کیروش، استاد مهندسی عمران، ساخت و ساز و محیط زیست در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی. یکی از نویسندگان مقاله در مورد این کار و یکی از همکارانش، می گوید: «ما این مطالعه را بر روی سیستم انرژی ایتالیا متمرکز کردیم، زیرا در سال های اخیر به دلیل مشکلات در دستیابی به گاز طبیعی مقرون به صرفه به دلیل تهاجم روسیه به اوکراین، به شدت آسیب دیده است.
این موضوع سوالاتی را در مورد اینکه چگونه ایتالیا می‌تواند سیستم انرژی خود را قوی‌تر کند، ایجاد کرده است. هدف ما در اینجا ایجاد مدلی بود که به ما امکان می‌دهد تعیین کنیم که در صورت دور شدن کامل از سوخت‌های فسیلی و برآورده کردن نیازهای برق، نیازهای ذخیره انرژی ایتالیا چقدر با منابع تجدیدپذیر خواهد بود..”
ذخیره انرژی بخش مهمی از این پازل است زیرا منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشید یا باد همیشه با سرعت یکسان انرژی تولید نمی کنند. برای مثال، شما باید بتوانید انرژی تولید شده توسط انرژی خورشیدی را ذخیره کنید تا بتوانید در شب، زمانی که خورشید نمی تابد، از آن انرژی استفاده کنید.
برای درک بهتر نیازهای ذخیره انرژی یک سیستم انرژی، محققان یک مدل بهینه سازی موجود به نام Temoa را اصلاح کردند.
به طور خاص، محققان این مدل را اصلاح کردند تا توضیح دهند که چگونه تولید انرژی تجدیدپذیر در زمان‌های مختلف روز و زمان‌های مختلف سال تغییر می‌کند. به عنوان مثال، در طول تابستان که روزها طولانی تر است، تولید انرژی خورشیدی بیشتر خواهد بود، اما انرژی خورشیدی همچنان یک شبه کاهش می یابد.
محققان همچنین تغییرات مصرف انرژی در ساعات مختلف روز و در فصول مختلف را در نظر گرفتند. به عنوان مثال، اگر مردم از تهویه مطبوع استفاده کنند، مصرف انرژی ممکن است در بعد از ظهرهای گرم تابستان افزایش یابد.
ثبت این نوسانات روزانه و فصلی در تولید انرژی های تجدیدپذیر و مصرف انرژی به محققان این امکان را داد تا مدل دقیق تری از سیستم انرژی ایجاد کنند که به آنها اجازه می دهد به سؤالات مربوط به نیازهای ذخیره انرژی سیستم پاسخ دهند. چه مقدار انرژی تجدیدپذیر را می توان به ذخیره سازی هدایت کرد؟ چه مقدار ذخیره انرژی برای پاسخگویی به تقاضاها مورد نیاز است؟
دی کیروش می‌گوید: «مدل اصلاح‌شده ما روشن می‌کند که افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی برای کربن زدایی بخش برق ایتالیا حیاتی است، اما همچنین بینش‌های دقیقی را ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، این مدل نشان می دهد که ایتالیا باید بتواند حدود 10 درصد از تولید برق خود را در دستگاه های ذخیره انرژی کوتاه مدت ذخیره کند.
اصطلاح “ذخیره انرژی کوتاه مدت” تا حدودی گیج کننده است. این به مدت زمانی که یک دستگاه ذخیره می تواند انرژی ذخیره کند اشاره نمی کند. بلکه به مدت زمانی که دستگاه می تواند حداکثر توان خروجی خود را حفظ کند، اشاره دارد. به عنوان مثال، یک دستگاه 2 کیلوواتی یک ساعته می تواند دو کیلووات برق برای یک ساعت آزاد کند، در حالی که یک دستگاه 2 کیلوواتی سه ساعته می تواند دو کیلووات برق را برای سه ساعت آزاد کند. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی که می‌توانند حداکثر توان خروجی را برای چهار ساعت یا کمتر آزاد کنند، معمولاً دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی کوتاه‌مدت در نظر گرفته می‌شوند.
دی کیروش می‌گوید: «پیش‌بینی ما در مورد دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی کوتاه‌مدت هم به دلیل نیازهای ذخیره‌سازی انرژی سیستم انرژی و هم این واقعیت است که این دستگاه‌ها مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه برای برآوردن این نیازها هستند، بر اساس پیش‌بینی‌ها و برآوردهای هزینه‌های اخیر».
اما در حالی که این مقاله بر ایتالیا تمرکز دارد، مدل اصلاح شده ای که محققان برای این کار توسعه داده اند می تواند برای برآورد نیازهای ذخیره انرژی برای هر سیستم انرژی مورد استفاده قرار گیرد.
دی کیروش می‌گوید: «در حالی که جهان به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر پیش می‌رود، ما باید راه‌هایی برای توضیح تنوع آنها پیدا کنیم.
“دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی به ما انعطاف‌پذیری را می‌دهند تا خود را با نوسانات تولید انرژی تطبیق دهیم و در عین حال قابلیت اطمینان مورد نیاز برای برآوردن نیازهای انرژی را نیز به ما می‌دهند. و مدل‌هایی مانند آنچه در اینجا نشان داده‌ایم بینش‌های مهمی را برای سیاست‌گذاران در مورد ذخیره‌سازی بلندمدت انرژی ارائه می‌کنند. نیاز دارد.”
