نگاهی دیگر به نیروگاه های خورشیدی و بادی

در سالهای اخیر تمرکز شدیدی بر روی منابع انرژی تجدید پذیر در ایالات متحده صورت گرفته است. بیشترین تأکید بر روی نیروگاه های بادی و خورشیدی است و ظاهرا توجه زیادی به نواحی صحرایی جنوب کالیفرنیا برای تأسیس این نیروگاه ها می شود. به همراه شنزارهای میلیون هکتاری، صحراهای موجاوه و کلورادو جایگاهی مناسب برای نصب نیروگاه های بادی و خورشیدی بشمار می آیند. جالب اینکه، دولت ایالات متحده بر تعدادی از این پروژه ها مهر تأیید زده است و بسیاری از آنها به سرعت پیگیری می شوند. امروزه کالیفرنیا نقش پایتخت تولید انرژی خورشیدی را برعهده گرفته است. اما، در حالی که توجه زیادی به منابع انرژی تجدید پذیر می شود و سرمایه کلانی به گلوی آن ریخته می شود بسیاری فکر می کنند که این گونه نیروگاه ها سبب کاهش وابستگی ما به نیروگاه های فسیلی نمی شوند.

آیا زیرساختهای صنعت برق برای انرژی های تجدیدپذیر آماده اند؟

به نظر می رسد که تولید انرژی از منابع تجدید پذیر تنها یک روی سکه باشد. روی دیگر سکه اهمیت زیرساختهای صنعت برق در تولید و پخش توان الکتریکی می باشد. آمریکا یکی از بزرگترین تولید کننده های انرژی الکترکی دنیا است و بزرگترین شبکه تولید و پخش توان در جهان را داراست. متاسفانه بیشتر تأسیسات این صنعت قدیمی و کهنه می باشند. قدمت این شبکه حجم زیادی از انرژی تولید شده را هدر می دهد. همچنین، سیستمهای پخش نیاز به برنامه های به روزسازی دارند تا بتوانند مواجه با مقتضیات منابع انرژی های قدیمی تر و جدید را همزمان به سامان برسانند.

بدون شک نیروگاه های خورشیدی و بادی می توانند روشنایی میلیونها خانه را در آمریکا تأمین نمایند. باوجود سرمایه گذاری اولیه بالا، منابع تجدید پذیر انرژی به صورت طبیعی در چند سال هزینه خود را مستهلک می نمایند و تولید گازهای گلخانه ای و نیاز به واردات نفت از خارج را کاهش می دهند. اما قبل از تأکید بر روی مزایای این گونه منابع انرژی نیاز داریم تا زیرساختهای لازم برای ذخیره سازی، انتقال و پخش این انرژی را به صورتی با کارایی بالا فراهم آوریم.

مشکلات همراه با منابع انرژی تجدید پذیر

یکی از اشکالات مهم منابع انرژی تجدید پذیر این است که توان خروجی متغیری دارند. این مشکل را تنها می توان با نصب واحدهای ذخیره سازی انرژی و ذخیره آن هنگامی که تولید زیاد بوده و استفاده از آن در زمانی که تولید کم می باشد برطرف کرد. به نظر می رسد که باتری خانه های بزرگ راه حل مناسبی برای این مشکل می باشند.

شبکه های هوشمند یکی دیگر از زیرساختهای هستند که نیاز است نسبت به آنها پاسخگو باشیم. این شبکه ها باید آنقدر باهوش باشند که بتوانند پیامدهای ناشی از نوسان انرژی خروجی را دسته بندی کرده و این که انرژی تولید شده کجا مصرف می شود و کجا کمبود انرژی وجود دارد را رهگیری کنند. به هرحال بزرگترین پیامد خود را در قالب انرژی تلف شده در ترانسفورماتورها نشان می دهد. ترانسفورماتورها نقش حساسی در شبکه های توزیع و انتقال، از جمع آوری انرژی در نیروگاه گرفته تا انتقال آن با ولتاژ بالا و توزیع آن با ولتاژ پایین، بازی می کنند.

هزاران ترانسفورماتور در شبکه برق ایالات متحده وجود دارند که در حال خارج شدن از رده هستند و باید که با ترانسفورماتورهای با بازده بالاتر تعویض شوند. ترانسفورماتورهای جدیدتر با دوام تر می باشند و می توانند انرژی تولید شده توسط نیروگاه های مدرن تر یا قدیمی را انتقال دهند.

مانند بیشتر ترانسفورماتورهای بکارگرفته شده در یکسوسازها، ترانسفورماتورهای موجود در نیروگاه های بادی برای کار با هارمونیکها و بارهای اضافی طراحی شده اند و دارای محافظ الکترواستاتیک هستند تا از انتقال هارمونیکها از سیم پیچ اولیه به ثانویه جلوگیری کنند.

پس در حالیکه امروزه تأکید اصلی بر روی منابع تجدید پذیر می باشد زمان آن فرارسیده است تا توانایی های ترانسفورماتورهای در تبدیل انرژی مورد نیاز به صورت جدی مورد بررسی قراربگیرند.