شنجن، الصين, 28 ديسمبر / كانون أول 2022 /PRNewswire/ -- عقدت هواوي Huawei مؤتمر "أفضل 10 اتجاهات للطاقة الكهروضوئية" تحت شعار "تسريع الطاقة الشمسية لتصبح مصدر رئيسي للطاقة". شارك تشين جوجوانج في المؤتمر، وهو رئيس Huawei Smart PV + ESS Business، رؤى هواوي Huawei حول الاتجاهات العشرة للطاقة الكهروضوئية الذكية من منظور التعاون متعدد السيناريوهات والتحول الرقمي وتعزيز السلامة.
مع استمرار زيادة نسبة الطاقة المتجددة، اكتسبت صناعة الطاقة الكهروضوئية نموًا مزدهرًا، ومع ذلك، لا تزال الصناعة تواجه العديد من التحديات، بما في ذلك كيفية الاستمرار في تخفيض التكلفة المستوية للطاقة (LCOE)، وكيفية تحسين كفاءة التشغيل والصيانة، وكيفية الحفاظ على استقرار شبكة الطاقة حيث يتم تغذية المزيد من الطاقة المتجددة، وكيفية ضمان سلامة النظام من طرف إلى طرف.
قال تشين جوجوانج: "وسط النمو السريع لصناعة الطاقة الكهروضوئية، تجلب هذه التحديات فرصًا." تحرص هواوي Huawei بصفتها مؤسسة تطلعية، على مشاركة رؤيتنا وتفكيرنا مع شركائنا، بالإضافة إلى المنظمات والأفراد المهتمين بالتنمية الخضراء والمستدامة.
الاتجاه 1: مولد الطاقة الكهروضوئية+ نظام تخزين الطاقة ESS
نظرًا لتغذية المزيد من الطاقة المتجددة في شبكات الطاقة، تنشأ العديد من المشكلات الفنية المعقدة من حيث استقرار النظام وتوازن وجودة الطاقة.
لذلك، هناك حاجة إلى وضع تحكم جديد لزيادة التحكم في الطاقة النشطة/التفاعلية والقدرة على الاستجابة، والتخفيف بشكل فعال من تقلبات التردد والجهد. يمكننا من خلال دمج الكهروضوئية ونظام تخزين الطاقة ESS بالإضافة إلى تقنية تشكيل الشبكة، بناء "مولدات الطاقة الكهروضوئية + نظام تخزين الطاقة ESS الذكية" التي تستخدم التحكم في مصدر الجهد بدلاً من التحكم في المصدر الحالي، وتوفر دعمًا قويًا للقصور الذاتي، وتثبيتًا عابرًا للجهد، وقدرات تجاوز الأخطاء. سيؤدي ذلك إلى تحويل الطاقة الكهروضوئية من تتبع الشبكة إلى تشكيل الشبكة، مما يساعد على زيادة التغذية الكهروضوئية.
كان مشروع البحر الأحمر في المملكة العربية السعودية علامة فارقة في الممارسة العملية لهذه التقنيات، حيث قدمت هواوي Huawei مجموعة كاملة من الحلول بما في ذلك وحدة التحكم الكهروضوئية الذكية ونظام تخزين طاقة بطارية الليثيوم (BESS) كأحد الشركاء الرئيسيين. يستخدم هذا المشروع 400 ميجاوات من الطاقة الكهروضوئية و1.3 جيجاوات في الساعة لنظام تخزين الطاقة ESS لدعم شبكة الطاقة التي تحل محل مولدات الديزل التقليدية وتوفر طاقة نظيفة ومستقرة لمليون شخص، مما يبني أول مدينة في العالم تعمل بالطاقة المتجددة بنسبة 100٪.
الاتجاه 2: كثافة عالية وموثوقية
سيكون الاتجاه هو القوة العالية والموثوقية للمعدات في المحطات الكهروضوئية. خذ المحولات الكهروضوئية كمثال، في الوقت الحاضر، يزداد جهد التيار المستمر للعاكسات من 1100 فولت إلى 1500 فولت مع تطبيق مواد جديدة مثل كربيد السيليكون (SiC) ونتريد الغاليوم (GaN)، بالإضافة إلى التكامل الكامل للرقمية، وإلكترونيات الطاقة، وتقنيات الإدارة الحرارية، تشير التقديرات إلى أن كثافة طاقة العاكس ستزداد بحوالي 50٪ في السنوات الخمس المقبلة، ويمكن الحفاظ على الموثوقية العالية.
تقع محطة 2.2 جيجاوات الكهروضوئية في تشينغهاي بالصين على ارتفاع 3100 مترًا فوق مستوى سطح البحر ولديها 9216 من أجهزة التحكم الكهروضوئية الذكية من هواوي Huawei (العاكسات) تعمل بثبات في هذه البيئة القاسية. يتجاوز إجمالي ساعات التوفر لمحولات هواوي Huawei ما قدره 20 مليون ساعة، ويصل التوفر إلى 99.999٪.
الاتجاه 3: إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة النمطية (MLPE)
شهدت الطاقة الكهروضوئية الموزعة، مدفوعة بسياسات الصناعة والتقدم التكنولوجي، تطورًا قويًا في السنوات الأخيرة. نحن نواجه تحديات مثل كيفية تحسين استخدام موارد الأسطح، وضمان إنتاجية عالية من الطاقة، وكيفية ضمان سلامة نظام الطاقة الكهروضوئية + نظام تخزين الطاقة ESS. لذلك، فإن الإدارة الأكثر دقة أمر لا بد منه.
في نظام الكهروضوئية، تشير إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة (MLPE) إلى معدات إلكترونية للطاقة يمكنها أداء تحكم محسن على واحد أو أكثر من الوحدات الكهروضوئية، بما في ذلك العاكسات الدقيقة ومحسنات الطاقة وأجهزة الفصل. تقدم إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة (MLPE) قيمًا فريدة مثل توليد الطاقة على مستوى الوحدة والمراقبة والإغلاق الآمن. نظرًا لأن الأنظمة الكهروضوئية أصبحت أكثر أمانًا وذكاءً، فمن المتوقع أن يصل معدل اختراق إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة (MLPE) في سوق الكهروضوئية الموزعة من 20٪ إلى 30٪ بحلول عام 2027.
الاتجاه 4: سلسلة تخزين الطاقة
بالمقارنة مع حلول نظام تخزين الطاقة ESS المركزية التقليدية، يتبنى حل نظام تخزين الطاقة Smart String الذكي بنية موزعة وتصميمًا معياريًا. يستخدم تقنيات مبتكرة وإدارة ذكية رقمية لتحسين الطاقة على مستوى حزمة البطارية والتحكم في الطاقة على مستوى الرف. ينتج عن هذا المزيد من طاقة التفريغ، والاستثمار الأمثل، والتشغيل والصيانة البسيطة، فضلاً عن السلامة والموثوقية طوال دورة حياة نظام تخزين الطاقة ESS.
في عام 2022، في مشروع نظام تخزين الطاقة ESS بقدرة 200 ميجاوات/200 ميجاوات في الساعة في سنغافورة لغرض تنظيم التردد واحتياطي الدوران، وهو أكبر مشروع BESS في جنوب شرق آسيا، ينفذ حل نظام تخزين الطاقة Smart String الذكي إدارة الشحن والتفريغ المكررة لتحقيق إنتاج طاقة ثابت لفترة أطول وضمان فوائد تنظيم التردد. بالإضافة إلى ذلك، تعمل وظيفة معايرة SOC الأوتوماتيكية على مستوى حزمة البطارية على تقليل تكاليف العمالة وتحسين كفاءة التشغيل والصيانة بشكل كبير.
الاتجاه 5: الإدارة المنقحة على مستوى الخلية
على غرار الأنظمة الكهروضوئية التي تتحول نحو MLPE، تم تعيين الليثيوم BESSs للتطور نحو مستوى إدارة أصغر. فقط الإدارة المحسنة على مستوى خلية البطارية يمكنها التعامل بشكل أفضل مع مشاكل الكفاءة والسلامة. في الوقت الحالي، لا يمكن لنظام إدارة البطارية التقليدي (BMS) إلا تلخيص وتحليل بيانات محدودة، ويكاد يكون من المستحيل اكتشاف الأعطال وتوليد التحذيرات في المرحلة المبكرة. لذلك، يجب أن يكون نظام إدارة البطارية التقليدي (BMS) أكثر حساسية وذكاء وحتى تنبؤية. يعتمد هذا على جمع كمية كبيرة من البيانات وحوسبتها ومعالجتها وتقنيات الذكاء الاصطناعي للعثور على وضع التشغيل الأمثل وإجراء التنبؤات.
الاتجاه 6: تكامل الطاقة الكهروضوئية+نظام تخزين الطاقة ESS+الشبكة
على جانب توليد الطاقة، نرى المزيد والمزيد من الممارسات لبناء قواعد الطاقة النظيفة من نظام الطاقة الكهروضوئية + نظام تخزين الطاقة ESS التي توفر الكهرباء لمراكز التحميل من خلال خطوط نقل الطاقة UHV. من ناحية استهلاك الطاقة، تزداد شعبية محطات الطاقة الافتراضية (VPPs) في العديد من البلدان. تجمع محطات الطاقة الافتراضية (VPPs) بين الأنظمة الكهروضوئية الموزعة الضخمة، ونظام تخزين الطاقة ESS، والأحمال التي يمكن التحكم فيها، وتنفذ جدولة مرنة لوحدات توليد الطاقة ووحدات التخزين لتحقيق الذروة وما إلى ذلك.
لذلك، فإن بناء نظام طاقة مستقر يدمج الطاقة الكهروضوئية+نظام تخزين الطاقة ESS+الشبكة لدعم إمداد الطاقة الكهروضوئية والتغذية بالشبكة سيصبح مقياسًا رئيسيًا لضمان أمن الطاقة. يمكننا دمج التقنيات الرقمية وإلكترونيات الطاقة وتقنيات تخزين الطاقة لتحقيق التكامل متعدد الطاقة. يمكن لمصانع الطاقة الافتراضية (VPPs) إدارة وتشغيل وتداول القوة بذكاء لأنظمة الطاقة الكهروضوئية+نظام تخزين الطاقة ESS الموزعة الضخمة من خلال تقنيات متعددة بما في ذلك تقنيات الجيل الخامس والذكاء الاصطناعي والسحابة، والتي ستدخل حيز التنفيذ في المزيد من البلدان.
الاتجاه 7: ترقية السلامة
السلامة هي حجر الزاوية في تطوير صناعة نظام الطاقة الكهروضوئية+نظام تخزين الطاقة ESS. يتطلب ذلك منا النظر بشكل منهجي في جميع السيناريوهات والروابط والدمج الكامل لإلكترونيات الطاقة والكهروكيميائية والإدارة الحرارية والتقنيات الرقمية لترقية سلامة النظام. في محطة الكهروضوئية، تمثل الأعطال الناتجة عن جانب التيار المستمر أكثر من 70٪ من جميع الأعطال. لذلك، يحتاج العاكس إلى دعم فصل السلسلة الذكية والكشف التلقائي عن الموصل. في سيناريو الطاقة الكهروضوئية الموزعة، ستصبح وظيفة AFCI (قاطع دائرة أعطال القوس) تكوينًا قياسيًا، وستضمن وظيفة الإغلاق السريع على مستوى الوحدة النمطية سلامة أفراد الصيانة ورجال الإطفاء. في سيناريو نظام تخزين الطاقة ESS، يلزم استخدام تقنيات متعددة، مثل إلكترونيات الطاقة، والسحابة، والذكاء الاصطناعي، لتنفيذ إدارة مُحسَّنة لنظام تخزين الطاقة ESS من خلايا البطارية إلى النظام بأكمله. يتم تغيير وضع الحماية التقليدي المستند إلى الاستجابة السلبية والعزل المادي إلى الحماية التلقائية النشطة، وتنفيذ تصميم أمان متعدد الأبعاد من الأجهزة إلى البرامج ومن الهيكل إلى الخوارزمية.
الاتجاه 8: الأمن والجدارة بالثقة
بالإضافة إلى الفوائد، فإن الأنظمة الكهروضوئية لها أيضًا مخاطر مختلفة، بما في ذلك سلامة المعدات وأمن المعلومات. تشير مخاطر سلامة المعدات بشكل أساسي إلى الإغلاق الناجم عن الأعطال. تشير مخاطر أمن المعلومات إلى هجمات الشبكة الخارجية. للتعامل مع هذه التحديات والتهديدات، تحتاج الشركات والمؤسسات إلى إنشاء مجموعة كاملة من آليات إدارة "الأمان والموثوقية"، بما في ذلك موثوقية الأنظمة والأجهزة وتوافرها وأمانها ومرونتها. نحتاج أيضًا إلى تنفيذ الحماية للسلامة الشخصية والبيئية وكذلك خصوصية البيانات.
الاتجاه 9: الرقمنة
تحتوي المحطات الكهروضوئية التقليدية على كمية كبيرة من المعدات وتفتقر إلى قنوات جمع المعلومات والإبلاغ. لا تستطيع معظم المعدات "التواصل" مع بعضها البعض وهو أمر صعب للغاية لتنفيذ إدارة محسّنة.
مع إدخال التقنيات الرقمية المتقدمة مثل شبكة الجيل الخامس 5G وإنترنت الأشياء (IoT) والحوسبة السحابية وتقنيات الاستشعار والبيانات الضخمة، يمكن للمصانع الكهروضوئية إرسال واستقبال المعلومات باستخدام "بت bits" (تدفق المعلومات) لإدارة "واط watts" (تدفقات الطاقة). الارتباط الكامل لاستهلاك توليد ونقل وتخزين وتوزيع واستهلاك مرئي ويمكن التحكم فيه وإدارته.
الاتجاه 10: تطبيق الذكاء الاصطناعي
مع تحرك صناعة الطاقة نحو عصر البيانات، أصبحت كيفية جمع البيانات واستخدامها وتعظيمها بشكل أفضل أحد أهم اهتمامات الصناعة بأكملها.
يمكن تطبيق تقنيات الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في مجالات الطاقة المتجددة، وتلعب دورًا لا غنى عنه في دورة حياة نظام الطاقة الكهروضوئية+نظام تخزين الطاقة ESS، بما في ذلك التصنيع والبناء والتشغيل والصيانة والتحسين. يتعمق التقارب بين الذكاء الاصطناعي والتقنيات مثل الحوسبة السحابية والبيانات الضخمة، وسيتم إثراء سلسلة الأدوات التي تركز على معالجة البيانات وتدريب النموذج والنشر والتشغيل ومراقبة السلامة. في مجال الطاقة المتجددة، سيؤدي الذكاء الاصطناعي، مثل إلكترونيات الطاقة والتقنيات الرقمية، إلى إحداث تحول عميق في الصناعة.
في النهاية، لاحظ تشين جوجوانج أن التطبيقات المتقاربة لشبكات الجيل الخامس والسحابة والذكاء الاصطناعي تشكل عالمًا حيث يمكن أن تشعر فيه الأشياء، وكل الأشياء متصلة، وكل الأشياء ذكية. إنه قادم أسرع مما نعتقد. تحدد هواوي Huawei أهم 10 اتجاهات في صناعة الطاقة الكهروضوئية وتصف العالم الأخضر والذكي في المستقبل القريب. نأمل أن يتمكن الأشخاص من جميع مناحي الحياة من التكاتف لتحقيق أهداف الحياد الكربوني وبناء مستقبل أفضل وأكثر اخضرارًا.
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974374/image1.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974375/image_2.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974376/image_3.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974377/image_4.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974378/image_5.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974379/image_6.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974380/image_7.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974381/image_8.jpg
الصورة - https://mma.prnewswire.com/media/1974382/image_9.jpg
شارك هذا المقال