مشكلة الطاقة المتجددة وتأثيرها على الشبكة الكهربائية !

مع تزايد الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة، وخاصة الطاقة الشمسية، ظهرت تحديات جديدة في إدارة الشبكات الكهربائية. واحدة من هذه التحديات هي مشكلة "منحنى البط" (Duck Curve)، الذي يصف التغيرات في الطلب على الكهرباء خلال اليوم نتيجة لتغيرات إنتاج الطاقة الشمسية.

ما هو  مصطلح "Duck Curve" ؟

الـ "Duck Curve" هو رسم بياني يوضح الطلب على الكهرباء على مدار اليوم في شبكة تحتوي على نسبة عالية من الطاقة الشمسية. يتكون المنحنى من ثلاث مراحل رئيسية:

1. الزيادة الصباحية: مع بدء اليوم، يزداد الطلب على الكهرباء بشكل تدريجي.
2. الهبوط النهاري: خلال ساعات النهار (وهو وقت الانتاج من خلال الطاقة الشمسية)، يقل الطلب على الكهرباء من الشبكة التقليدية .
3. الزيادة المسائية: مع غروب الشمس وتوقف إنتاج الطاقة الشمسية، يزداد الطلب على الكهرباء بشكل حاد.

الهبوط النهاري و الزيادة المسائية يتطلب تشغيل محطات الطاقة التقليدية بسرعة مما يؤدي إلى عدم اتزان الشبكة الكهربائية بالإضافة لذلك كلما زاد الاعتماد على الطاقة الشمسية زادت مشكلة الشبكة !

تحديات "Duck Curve"

- التقلب في الإنتاج والطلب: يسبب الاعتماد على الطاقة الشمسية تقلبات كبيرة في الطلب على الكهرباء، مما يزيد من صعوبة إدارة الشبكة.
- زيادة الانبعاثات الكربونية: الحاجة إلى تشغيل محطات الطاقة التقليدية بشكل سريع خلال فترة الزيادة المسائية يؤدي إلى زيادة استهلاك الوقود الأحفوري.

الحلول :

- الحاجة إلى تقنيات تخزين الطاقة: للتعامل مع التقلبات في إنتاج الطاقة
الشمسية، هناك حاجة ملحة لتطوير تقنيات تخزين الطاقة الفعالة.
- حل التعرفة المتغيرة مع الزمن.

التعرفة المتغيرة مع الزمن (Time-of-Use Pricing) هي أحد الحلول الفعالة لمشكلة "Duck Curve" . هذا النظام يعتمد على تحديد أسعار مختلفة للكهرباء في أوقات مختلفة من اليوم بهدف تحفيز المستهلكين على تعديل أنماط استهلاكهم.

كيفية عمل التعرفة المتغيرة مع الزمن :

1. فترات الذروة: تكون أسعار الكهرباء مرتفعة خلال فترات الذروة عندما يكون الطلب عاليًا، مما يشجع المستهلكين على تقليل استخدامهم للكهرباء.
2. الفترات خارج الذروة: تكون الأسعار منخفضة خلال الفترات التي يكون فيها الطلب منخفضًا وإنتاج الطاقة المتجددة عاليًا، مثل ساعات النهار.
3. الفترات الانتقالية: يتم تحديد أسعار متوسطة خلال الفترات الانتقالية بين الذروة وخارج الذروة.

فوائد التعرفة المتغيرة مع الزمن :

1. توزيع الحمل وتخفيف الضغط على الشبكة: تشجع المستهلكين على استخدام الكهرباء خلال الفترات التي يكون فيها العرض وفيرًا، مما يخفف الضغط على الشبكة خلال فترات الذروة.
2. تقليل الحاجة إلى طاقة احتياطية: تقلل من الحاجة إلى تشغيل محطات الطاقة التقليدية بسرعة.
3. زيادة الكفاءة الاقتصادية: تساعد في تحسين كفاءة استخدام الموارد وتخفيض التكاليف التشغيلية لشركات الكهرباء.
4. تشجيع تبني الطاقة المتجددة: من خلال توجيه استهلاك الكهرباء إلى الفترات التي يتم فيها إنتاج الطاقة المتجددة بكثرة.

تحديات تطبيق التعرفة المتغيرة مع الزمن :

- الوعي والتثقيف: يحتاج المستهلكون إلى فهم كيفية عمل هذه التعرفة وكيفية تعديل أنماط استهلاكهم.
- التقنيات اللازمة: يتطلب تطبيق هذا النظام تقنيات متقدمة مثل العدادات الذكية وأنظمة إدارة الشبكة في الوقت الحقيقي.
- العدالة والإنصاف: يجب تصميم أنظمة التعرفة المتغيرة لضمان عدم تأثيرها سلبًا على الفئات الاقتصادية الأضعف.

في النهاية مشكلة منحنى البط تمثل تحديًا كبيرًا لكنه أيضًا فرصة لتطوير أنظمة طاقة أكثر استدامة وفعالية. حل التعرفة المتغيرة مع الزمن يمكن أن يلعب دورًا محوريًا في معالجة هذه المشكلة من خلال تحفيز المستهلكين على تعديل أنماط استهلاكهم. من خلال الاستثمار في التكنولوجيا والتوعية، يمكن للشبكات الكهربائية التكيف مع هذه التغيرات والمساهمة في تحقيق مستقبل طاقة نظيف ومستدام.