كيف نبني شبكة كهرباء تقلل الانقطاعات

شبكة كهرباء كاتب متخصص في شؤون الطاقة والبيئة في واشنطن

” شبكة كهرباء يمكن لمنظومة حديثة لنقل الطاقة أن تجعل الكهرباء, وأن توصل طاقة الشمس والرياح إلى المدن البعيدة. ويمكن إقامة هذه الشبك الفائقة بأربع خطوات: بناء مزيد من خطوط نقل الطاقة, ورفع الفلطية, واستعمال خطوط التيار المستمر للمسافات الطويلة، وإقامة روابط تيار مستمر قصيرة تصل فيما بين شبكات نقل الطاقة الثلاث المنفصلة عن بعضها. ويمكن للقرار الرسمي بإقامة مرافق توليد الطاقة المتجددة أن يحفز إنشاء خطوط نقل يمولها القطاع الخاص.

وإذا أردنا الانتقال من الوقود الأحفوري إلي الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح النظيفتين المتجددتين، أو حتى إلي الطاقة النووية، تعين علي منظومة الكهرباء في الدول المختلفة توسيع منظومة النقل الكهربائي توسيعا هائلا كي تصل إلي الصحاري النابية والسهول العالية حيث تكون الشمس أشد سطوعاً والرياح أكبر سرعة. لحماية نفسها من انقطاع الكهرباء الواسع النطاق والذي يكلف عشرات بلايين الدولارات أو أكثر سنوياً, فإنه لا مناص من تحديث الشبكة أيضاً.

فكيف نبني هذه الشكة الفائقة؟ بعد سنين من الجدل, يوافق معظم المهندسين علي أنه يتعين إضافة شريحة حديثة إلي المنظومة القديمة العشوائية المًجهدة, لتكوين شبكة فقارية أكبر سعة باستعمال فلطيات أعلي, وإيصالها إلي المواقع التي هي أكثر بعدا.

الخطوة الأولي هي ببساطة إنشاء مزيد من خطوط نقل الطاقة, وعلي وجه الخصوص تمديدها من المواقع المحتملة لتوليد الطاقة المتجددة إلي المدن المتوسعة التي تستمد الطاقة حاليا من محطات التوليد بالفحم الحجري.

ويمكن للخطوط الجديدة أيضاً أن تساعد المنتجين المحليين للكهرباء علي بيع الطاقة الفائضة لديهم إلي أولئك البعدين عنهم.

إضافة إلي نقل الطاقة المتجددة من مصادرها, يمكن للمزيد من الخطوط أن يحل مشكلة الفائض المزعجة. وفي هذا الجو ومن الأسواق المتزايدة العدد اليوم، حتى ولو كانت الاحتياجات من الكهرباء قليلة، فإن بعض محطات توليد الطاقة يجب أن تبقي في حالة عمل، وذلك للحفاظ على استقرار الفلطية ضمن المنظومة على الرغم من انعدام الحاجة إلى الطاقة التي تولدها. وفي الليل، حينها تكون الرياح شديدة على الأغلب، ربما لا يكون ثمة مكان ترسل إليه الطاقة المولدة. وفي هذه الحالات، يجبر بعض مرافق نقل الطاقة.

 

 

يمكن لعدم التوازن هذا أن يجعل الطاقة النظيفة المتجددة باهظة التكلفة. فإيقاف عنفات (توربينات) turbines الرياح عن الإنتاج حينها تكون الرياح شديدة يمكن آن يجعلها غير ذات جدوى اقتصادية. أما بوجود خطوط الفلطية العالية فيمكن تقليص الفائض بإرساله إلى زبائن بعيدين يهتاجون إليه. ويمكن للمزيد من خطوط الطاقة آن يساعد أيضا على توزيع اضطرابات الفلطية على منطقة واسعة من المنتجين والمستهلكين، وهذا ما يؤدي إلى امتصاص تلك الاضطرابات دون توليد تغيرات فلطية كبيرة وفطرة، أو التسبب في انقطاع للكهرباء لا مبرر له.

ويمكن للمزيد من خطوط الطاقة أيضا أن يجعل مرافق تغزين الطاقة الكبيرة السعة ممكنة وقابلة للتحقيق. يمكن لطاقة الرياح الفائضة في الليل أن تخزن من خلال أي وسيلة تقانية تستطيع توليد الطاقة في اليوم التالي حين الحاجة إليها من قبل: البطاريات الكبيرة، ودواليب العطالة flywheels، وحجرات الهواء المضغوط، والماء المضخوخ إلى الأعلى بحيث يولد الكهرباء لاحقا حين سقوطه عبر عنفات، وخزانات الملح المصهور الذي يشغل فيما بعد عنفات بخارية، وغير ذلك من وسائل التخزين. إلا أنه يجب آن تصل الطاقة أولا إلى تلك المرافق.

إن بناء المزيد من خطوط نقل الطاقة سوف يحقق وصلا أفضل بين المولدات ومواقع الاستهلاك. إلا أن نقل الطاقة عند فلطيات أعلى، يعتبر الخطوة الثانية نحو الشبكة الفائقة، الذي سيقلص ضياع الطاقة في أسلاك النقل، ومخفضا بذلك التكاليف ومقللا الحيز الأرضي الذي تحتله خطوط الطاقة العابرة للتلال والوديان.