تحميل الطاقة في كاليفورنيا "منحنى البط" بارز بشكل متزايد!

وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية ، مع زيادة توليد الطاقة الشمسية في كاليفورنيا ، شهد مشغل الشبكة لمشغل النظام المستقل في كاليفورنيا (CAISO) انخفاضًا في صافي الحمل (الطلب المتبقي بعد طرح توليد الطاقة المتجددة المتغيرة) في الأيام التي يميل فيها توليد الطاقة الشمسية لتكون في أعلى مستوياتها. عند رسم الحمل ليوم عادي ، يمكن ملاحظة أن منحنى صافي الحمل ينخفض ​​بشكل حاد في منتصف اليوم ثم يرتفع بشكل حاد في المساء عندما ينخفض ​​توليد الطاقة الشمسية ، بحيث يبدو المنحنى المتكون مثل مخطط بطة ، لذلك غالبًا ما يشار إلى هذا النمط باسم "منحنى البطة". مع استمرار نمو توليد الطاقة الشمسية في كاليفورنيا ، يتزايد الانخفاض في صافي الحمل في منتصف النهار ، مما يخلق تحديات لمشغلي الشبكة.

يحتاج مشغلو الشبكات إلى تحقيق التوازن بين توليد المنطقة والطلب على الكهرباء في جميع الأوقات. الطلب أقل بين عشية وضحاها ، عندما يكون معظم المستهلكين نائمين والعديد من الشركات مغلقة. في الصباح ، عندما يستيقظ الناس ويفتحون الأعمال التجارية ، يبدأ الطلب في الزيادة. استمر الطلب في الارتفاع طوال اليوم ، وارتفع قليلاً في المساء مع عودة الناس إلى منازلهم من العمل وزيادة استخدام الكهرباء في المنازل ، ثم انخفض مرة أخرى في وقت متأخر من الليل.

ومع ذلك ، على عكس محطات الطاقة التقليدية ، مثل محطات الطاقة النووية والفحم والغاز الطبيعي ، لا يمكن نشر موارد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح حسب الرغبة لتلبية الطلب ، وكان على المرافق في مرحلة ما تقليص هذه الموارد لحماية عمليات الشبكة. تتولد الطاقة الشمسية خلال النهار فقط ، وتبلغ ذروتها عند الظهيرة عندما تكون الشمس في أقوى حالاتها وتتضاءل عند غروب الشمس. مع زيادة سعة الطاقة الشمسية عبر الإنترنت واستخدام محطات الطاقة التقليدية بشكل أقل تكرارًا في منتصف اليوم ، يصبح منحنى البط أكثر وضوحًا.

يشير منحنى البط إلى تحديين مرتبطين بزيادة استخدام الطاقة الشمسية. التحدي الأول هو الضغط على شبكة الكهرباء. يتقلب الطلب على الكهرباء من محطات الطاقة التقليدية بشكل كبير من منتصف النهار إلى وقت متأخر من الليل ، عندما لا يزال الطلب على الطاقة مرتفعًا ، ولكن توليد الطاقة الشمسية انخفض ، مما يعني أن محطات الطاقة التقليدية (مثل محطات الغاز الطبيعي) يجب أن تزيد بسرعة إنتاج الكهرباء لتلبية طلب المستهلكين . هذا النمو السريع يجعل من الصعب على مشغلي الشبكة مطابقة عرض الشبكة والطلب على الشبكة في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تجاوزت كمية الطاقة الشمسية المنتجة الكمية المستخدمة من قبل الشبكة ، فقد يضطر المشغلون إلى تقليل توليد الطاقة الشمسية لمنع التوليد الزائد.

التحدي الآخر اقتصادي. يمكن أن تتحدى الطبيعة الديناميكية لمنحنى البطة الاقتصاديات التقليدية لمحطات الطاقة القابلة للتوزيع لأن العوامل التي تؤدي إلى المنحنى تقلل من وقت تشغيل محطات الطاقة التقليدية ، مما يؤدي إلى انخفاض عائدات الكهرباء. إذا كانت خسارة الإيرادات تجعل صيانة المصنع أمرًا غير اقتصادي ، فقد يتم إيقاف تشغيل المصنع دون استبدال قابل للفصل. في الأنظمة التي يتقلب فيها صافي الطلب بشكل كبير ، فإن انخفاض الطاقة القابلة للتوزيع يجعل من الصعب على مديري الشبكة تحقيق التوازن بين العرض والطلب على الكهرباء.

ومع ذلك ، فإن منحنى البط يخلق أيضًا فرصًا لتخزين الطاقة. يمكن للنشر على نطاق واسع لأنظمة تخزين الطاقة ، مثل البطاريات ، تخزين بعض الطاقة الشمسية المتولدة خلال النهار وإطلاقها بعد غروب الشمس. يؤدي تخزين الطاقة الشمسية في الظهيرة إلى تسطيح منحنى البطة ، ويؤدي إرسال الطاقة الشمسية المخزنة ليلاً إلى تقصير "رقبة البطة". تعمل كاليفورنيا بسرعة على بناء مخزن للبطاريات ؛ تنمو من 0.2 جيجاواط في 2018 إلى 4.9 جيجاواط في أبريل 2023 ، ومن المتوقع أن يقوم مشغلو كاليفورنيا ببناء 4.5 جيجاواط إضافية من سعة تخزين البطاريات في الولاية بحلول نهاية العام.

منحنى البطة ليس فريدًا من نوعه في كاليفورنيا ، فهو يحدث بشكل متزايد في أجزاء أخرى من الولايات المتحدة وحول العالم ، حيث تتزايد حصة توليد الطاقة الشمسية في هذه الأماكن.