كتب network storage and demand side management

يمكن أيضًا لجانب الطلب تخزين الكهرباء من الشبكة، على سبيل المثال: عن طريق شحن بطارية المركبات الكهربائية فإنها تخزن الطاقة للمركبة، وتوفر خزانات تدفئة المناطق أو مخازن الثلج تخزينًا حراريًّا للمباني. الدور الوحيد لهذا التخزين حاليًّا هو تحويل الاستهلاك إلى خارج وقت الذروة خلال اليوم، ولا يعاد أي جزء من الكهرباء إلى الشبكة.

تخفض الحاجة إلى التخزين في الشبكات لإتاحة طاقة الذروة عن طريق التسعير حسب وقت الاستخدام لجانب الطلب، وهذا أحد محاسن عدادات الكهرباء الذكية. على مستوى المنازل، يمكن للمستهلكين اختيار أوقات خارج الذروة الأقل تكلفة لغسل وتجفيف الثياب، واستخدام الجلايات، والاستحمام والطبخ. وكذلك سيستفيد المستخدمون التجاريون والصناعيون من توفير الكلفة عن طريق تأجيل بعض العمليات إلى الأوقات خارج وقت الذروة.

خلقت التأثيرات المناطقية الناتجة عن التشغيل غير المتوقع لطاقة الرياح حاجةً جديدةً لاستجابة تفاعلية على الطلب، حيث تتواصل مؤسسة الكهرباء مع الطلب. كان هذا سابقًا يجري فقط بالتعاون مع كبار المستهلكين الصناعيين، ولكنه يمكن أن يتوسع الآن ليشمل شبكات كهربائية بأكملها. على سبيل المثال، تربط بضع مشاريع واسعة النطاق في أوروبا بين عدة مصادر متراوحة لطاقة الرياح لتغيير أحمال الثلاجات الغذائية الصناعية، مسببةً تراوحات صغيرة في درجات الحرارة. إذا جرى التواصل على نطاق يشمل الشبكة بأكملها، فإن التغيرات الصغيرة في درجات حرارة التبريد/التسخين يمكن أن تغير لحظيًّا الاستهلاك على امتداد الشبكة.

يصف تقرير نشرته وزارة الطاقة في الولايات المتحدة في ديسمبر 2013 المنافع المحتملة لكل من تخزين الطاقة وتقنيات جانب الطلب على الشبكة الكهربائية: «تحديث النظام الكهربائي سيساعد الأمة في مواجهة تحدي التعامل مع الحاجات الطاقية المرتقبة – بما فيها مواجهة التغير المناخي بمكاملة طاقة أكبر من المصادر المتجددة وتحسين الكفاءة من العمليات الطاقية غير المتجددة. يجب أن تحافظ تطويرات الشبكة الكهربائية على نظام توصيل كهرباء متين ومرن، ويمكن أن يلعب تخزين الطاقة دورًا مهمًّا في الاستجابة لهذه التحديات عن طريق تحسين القدرات التشغيلية للشبكة، وتخفيض التكاليف، وضمان الوثوقية العالية، بالإضافة إلى تأجيل وتخفيض الاستثمارات في البنية التحتية. أخيرًا، يمكن أن يكون تخزين الطاقة مفيدًا في الجاهزية للحالات الطارئة بسبب قدرته على توفير طاقة احتياطية بالإضافة إلى خدمات استقرار الشبكة». كُتب التقرير من قبل مجموعة أساسية من المطورين الذين يمثلون مكتب توصيل الكهرباء والوثوقية الطاقية، ومكتب الكفاءة الطاقية والطاقات المتجددة، ومختبرات سانديا الوطنية، والمختبر الوطني لشمال غرب المحيط الهادي؛ وكلهم يعملون على تطوير تخزين طاقة الشبكات.

تخزين الطاقة لتطبيقات الشبكة

منشآت تخزين الطاقة أصول قيمة للشبكة الكهربائية. يمكنها توفير منافع وخدمات كإدارة الحمل، وجودة الطاقة، والتغذية الطاقية غير المتقطعة لزيادة الكفاءة وأمان الموارد. يصبح هذا مهمًّا أكثر فأكثر فيما يخص الانتقال الطاقي والحاجة إلى نظام طاقة أكثر كفاءةً واستدامةً.

تناسب العديد من تقنيات تخزين الطاقة (تخزين الطاقة الكهرومائية بضخ الماء، البطاريات الكهربائية، بطاريات التدفق، تخزين الطاقة بالحدافات، المكثفات الفائقة.. إلخ) التطبيقات على نطاق الشبكة، ولكن خصائصها تختلف. فمثلًا، تناسب محطة ضخ الماء تطبيقات إدارة الحمل الكبير بسبب سعاتها الكبيرة وقدراتها الطاقية. ولكن المواقع المناسبة محدودة وتتلاشى فوائدها عند التعامل مع مشاكل محلية خاصة بجودة الطاقة. في الجانب المقابل، المكثفات والحدافات أكثر كفاءة في الحفاظ على جودة الطاقة، ولكنهما يفتقدان إلى السعات التخزينية اللازمة للاستخدام في تطبيقات كبيرة. هذه القيود حدود طبيعية لقابلية وسائل التخزين للتطبيق.

اهتمت العديد من الدراسات بملاءمة أو اختيار وسيلة تخزين الطاقة المثالية لتطبيقات معينة. تشمل الدراسات الاستقصائية المكتوبة المعلومات المتوفرة عن أحدث التقنيات الموجودة وتقارن بين استعمالات التخزين حسب المشاريع الموجودة حاليًّا. تخطو بعض الدراسات الأخرى خطوةً إضافية لتقييم وسائل تخزين الطاقة في مقابل بعضها وتصنف ملاءمتها وفق تحليل قرار بعدة معايير. اقترحت ورقة بحثية أخرى نموذج تقييم عن طريق فحص ونمذجة وسائل التخزين كدارات مكافئة. اقترحت بعض الدراسات أيضًا مقاربة تستخدم الفهرسة، ولكنها لا تزال في مراحلها المبكرة. للحصول على قدرات اقتصادية كامنة أكبر من أنظمة تخزين الطاقة المربوطة على الشبكة الكهربائية، من المفيد إنشاء ملف يحتوي العديد من الخدمات لتطبيق أو أكثر لنام تخزين طاقة. بفعل ذلك يمكن الحصول على عدة مسارات لتحقيق العوائد بوسيلة تخزين واحدة وبالتالي زيادة درجة الاستفادة.