إضافة محطات الطاقة الشمسية لشبكة الكهرباء تقلل الخسائر ب 109 ميجاواط

أستاذ هندسة الطاقة المتجددة بجامعة الملك عبد العزيز ل اليوم :

النمو الكبير في الطلب على الكهرباء مستمر وبشكل سريع، مما يستوجب إضافة محطات توليد كثيرة في السنوات القليلة القادمة، كما أن المملكة اتبعت نهجاً جديداً في تنويع مصادر الطاقة، عنها في السابق، حيث إنها تعتمد على المنتجات والمشتقات البترولية فقط لإنتاج الطاقة.
وهذا الاعتماد يحمل معه سلبيات اقتصادية وبيئية وإستراتيجية، لذلك خصصت المملكة 1.8 مليار دولار للاستثمار في الطاقة المتجددة لتساند المصادر المستعملة حاليا لإنتاج الطاقة، ومن الممكن تصديرها أيضا لخارج المملكة. فيما تقدر الطاقة الشمسية الناتجة من هذا الاستثمار ب 41 جيجاواط في عام 2032م وهي تعادل 30 بالمائة من الإنتاج الحالي للطاقة.
كشفت دراسة حديثة قامت بها جامعة الملك عبدالعزيز، متمثلة بقسم الهندسة الكهربائية برابغ تحت إشراف الدكتور حسين بن محمد باصي، أستاذ هندسة الطاقة والقوى والطاقة المتجددة، أن إضافة مجموعة من محطات الطاقة الشمسية إلى شبكة الكهرباء تقدر ب 200 ميجاواط لكل محطة، تساهم بشكل كبير في تقليل خسائر الشبكة خاصة وقت الذروة.
وشملت الدراسة توزيع المحطات على المناطق ذات الطاقة الشمسية العالية (الوسطى والغربية والجنوبية والشرقية)، واعتمدت على تحليل محطات الطاقة الشمسية لعدة مراحل، وكانت المرحلة الأولى خاصة بتشغيل كل منطقة على حدة باختبار مجموعة مختلفة من موصلات خطوط النقل الهوائية لتحديد الأرخص والأعلى كفاءة والتحليلات الخاصة بحالات الطوارئ لهذه المرحلة.
من جهته، قال ل "اليوم" الدكتور حسين بن محمد باصي، أستاذ هندسة الطاقة والقوى والطاقة المتجددة في جامعة الملك عبد العزيز ، إن النتائج الأولية لهذا النوع من الاختبارات أظهرت أن الخسائر في الشبكة الكهربائية قد تقل بمقدار يبدأ من 109 ميجاواط وقت الذروة عن حالة الشبكة بدون طاقة شمسية.
وأضاف، وهذه النتيجة هي المرغوبة وهي ناتجة عن بناء المحطات الشمسية بالقرب من مركز الأحمال مما يقلل مرور الطاقة الناتجة في الشبكة الكهربائية، وبالتالي تقل الخسائر في الطاقة، أما باقي المراحل في الدراسة فقد اعتمدت على تشغيل محطات الطاقة الشمسية في أكثر من منطقة في آن واحد، ففي المرحلة الثانية تم تشغيل محطات الطاقة الشمسية في منطقتين فقط (الوسطى والغربية، الوسطى والجنوبية) حيث باقي الاختبارات نتج عنها ضغط عال على الشبكة ولم تتحمل الشبكة هذا الضغط.
وأشار الدكتور باصي إلى أن النتائج أظهرت أن توفير الخسائر في الشبكة وقت الذروة قد يبدأ من 210 ميجاواط في المرحلة الثانية، أما المرحلة الثالثة فقد تم اختبار الشبكة عند تشغيل محطة كل من الوسطى والغريبة والجنوبية معا باختيار أربعة موصلات مختلفة وقت الذروة، لنحصل على تقليص في الخسائر في الشبكة تبدأ من 337 ميجاواط وقت الذروة.
وأظهرت الدراسة في المرحلة الرابعة أن الشبكة لم تستطع تحمل تشغيل محطات الطاقة الشمسية في الأربع المناطق سويا.
وأشار " باصي " إلى أن الدراسة تعتبر من ضمن احتياجات بعض المشاريع مدينة الملك عبد الله للطاقة الذرية والمتجددة، حيث إن المدينة تقوم الآن بدراسة تأثير ربط محطات الطاقة المستدامة بالشبكة الكهربائية السعودية لتطوير الشبكة الحالية للنقل حتى تتماشى مع الخطط الاستراتيجية للمملكة في تنويع مصادر الطاقة.
واسترسل، وهذه الدراسة تضم مجموعة من شركات الطاقة كالشركة السعودية للكهرباء ووزارة المياه والكهرباء وهيئة تنظيم الكهرباء والإنتاج المزدوج وشركة نقل الطاقة السعودية، وبناء على الدراسة التي تمت في جامعة الملك عبد العزيز، نتمنى الاستفادة منها في عدد من المشاريع الخاصة بالنقل والتوزيع لاستيعاب كمية الطاقة المطلوبة والكبيرة.
وأوضح "باصي": أن النمو الكبير في الطلب على الكهرباء مستمر وبشكل سريع، مما يستوجب إضافة محطات توليد كثيرة في السنوات القليلة القادمة، كما أن المملكة اتبعت نهجا جديدا في تنويع مصادر الطاقة، عنها في السابق، حيث أنها تعتمد على المنتجات والمشتقات البترولية فقط لإنتاج الطاقة.
وأكد أن هذا الاعتماد يحمل معه سلبيات اقتصادية وبيئية وإستراتيجية، لذلك خصصت المملكة 1.8 مليار دولار للاستثمار في الطاقة المتجددة لتساند المصادر المستعملة حاليا لإنتاج الطاقة، ومن الممكن تصديرها أيضا لخارج المملكة.
حيث تقدر الطاقة الشمسية الناتجة من هذا الاستثمار ب 41 جيجاواط في عام 2032م وهي تعادل 30 بالمائة من الإنتاج الحالي للطاقة.
وقال "باصي": مدينة الملك عبد الله للطاقة الذرية والمتجددة تقوم الآن بمشروع أطلس لمعرفة التوزيع الجغرافي للطاقة المتجددة في المملكة وجمع المعلومات اللازمة لتسهيل تطور وتنفيذ مشاريع الطاقة في المملكة.
كما أن عملية الربط ليست محلية فقط بل إقليمية أيضا، ومشروع ربط الشبكة الخليجية يعد ضخما جدا ويحتاج إلى ثلاث مراحل تحت إشراف هيئة الربط الكهربائي لدول مجلس التعاون لدول الخليج العربي، وهذا الربط مهم لعدة أسباب، منها تبادل الطاقة الأرخص في أوقات الذروة. وأيضا يساهم تحسين مخزون الطاقة الاقتصادي للمملكة العربية السعودية وباقي دول الخليج العربي بالإضافة إلى الحد من خطر انقطاعات الكهرباء الكبيرة للشبكات المرتبطة كالتي حصلت في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2003م.
ولفت "باصي" إلى أن هناك عدة عوامل مهمة يجب أخذها في الحسبان عند إضافة الطاقة المستدامة (الذرية والمتجددة) لأي شبكة لمعرفة ما إذا كانت شبكة الكهرباء السعودية الحالية تتحمل إضافة محطات إضافية للطاقة الشمسية، ومن ضمن هذه العوامل تحديد أماكن بناء المحطات بناء على توزيع الطاقات المتجددة جغرافيا، وعلى قوة البنية التحتية للشبكة وعلى كمية الخسائر بالميجاواط/ساعة بالزيادة أو النقصان.
وختم حديثه بقوله: "نقل الطاقة في الشبكات الكهربائية مصحوبة دائما بخسائر في الطاقة الناتجة، لذا تخطيط النظم الكهربائية يضع الحل الأمثل بناء على التحليلات الهندسية السليمة".
الطلب المتزايد على الكهرباء يضاعف الجهد على الأحمال