منبع بی نظیر برای ذخیره تمام انرژی تجدیدپذیر موردنیاز جهان

به گزارش برق نیوز، برخلاف پیش بینی‌های اخیر درمورد محدودیت دسترسی به منابع ذخیره سازی آب پمپاژشده در جهان، الگوریتم‌های جدید از شناسایی ۵۳۰ هزار سایت با این قابلیت در سطح سیاره سخن می‌گویند.

چند روز پیش، خبر مهمی در ارتباط‌با حرکت روبه رشد انرژی‌های تجدیدپذیر جهان رسانه‌ای شد: دانشمندان موفق شدند ۵۳۰ هزار سایت مناسب را در سراسر جهان شناسایی کنند که برای ذخیره‌سازی انرژی برق‌آبی به شیوه‌ی پمپاژ مناسب هستند؛ این تعداد سایت برای ذخیره‌سازی انرژی لازم کل جهان کفایت می‌کند.

انرژی آب پمپاژشده، یکی از بهترین فناوری‌های قابل استفاده به منظور ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر و متناوب مانند انرژی خورشیدی است؛ به این معنی که سایت‌های یادشده می‌توانند به عنوان یک باتری بزرگ عمل کنند و در نقش منابع پشتیبان برای شبکه‌های برق تجدیدپذیر و ارزان ظاهر شوند.

تاکنون، مکان فعلی این سایت‌ها تنها توسط یک الگوریتم شناسایی شده بودند، بنابراین نیاز بود پژوهش‌های میدانی بیشتری صورت گیرد. اما مشکل اینجا بود که بنابر مدل سازی‌های قبلی تصور می‌شد که تنها تعداد محدودی از این مکان‌ها در جهان برای پیاده سازی این نوع طرح مناسب هستند و درنتیجه ما قادر به ذخیره‌ی مقادیر کافی انرژی تجدیدپذیر برای تأمین بار در زمان اوج تقاضا نخواهیم بود. این محدودیت همان موضوعی بود که طی مطالعه‌ی اخیر به کلی رد شد.

علاوه‌بر این، محاسبات نشان داد این صد‌ها هزار سایت می‌توانند حدود ۲۲ میلیون گیگا وات ساعت انرژی را ذخیره کنند. این عدد حتی از مقدار انرژی لازم برای رسیدن به هدف اصلی ما، یعنی تأمین تمام انرژی موردنیاز زمین ازطریق منابع تجدیدپذیر نیز فراتر است.



نحوه‌ی کار سامانه‌های ذخیره سازی انرژی برق آبی

 

متیو استوکس از دانشگاه ملی استرالیا می‌گوید:

تنها بخش کوچکی از این ۵۳۰ هزار سایت بالقوه که شناسایی شده است، برای پشتیبانی ۱۰۰ درصدی از یک سیستم جهانی مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر کافی خواهد بود. تعداد سایت‌های بالقوه شناسایی شده به حدی است که درواقع تنها یک درصد از آن‌ها برای ما کفایت خواهد کرد. (پیش‌تر) این تصور وجود داشت که مکان‌های محدودی در جهان با امکان ذخیره سازی انرژی آب پمپاژشده وجود دارد، اما ما تاکنون صد‌ها هزار از این سایت‌ها را یافته ایم.

این سایت‌ها به طور عمده روی منابع فتوولتائیک خورشیدی (PV) و نیز بادی تکیه دارند تا در زمان مازاد تولید، با این انرژی اضافی، آب را به نقاط بالادست پمپاژ کنند. هنگامی که مجددا به انرژی نیاز داشته باشیم، این آب آزاد می‌شود و به کمک جاذبه به پایین دست کشیده می‌شود تا بتواند توربین‌ها را به کار انداخته و الکتریسیته تولید کند. در این فرایند، به‌هیچ‌وجه از سوخت فسیلی استفاده نمی‌شود.



پراکندگی جهانی سایت‌های دارای ظرفیت برای استفاده از انرژی آب پمپاژشده

این «سایت‌های ذخیره سازی انرژی آب پمپاژ شده‌ی موقت» یا به اختصار STORES با پیاده‌سازی مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها روی داده‌های جغرافیایی، شناسایی شده‌اند. با استفاده از این الگوریتم‌ها می‌توان در زمان کوتاه تری به جستجوی سایت‌های بالقوه در سطح جهان پرداخت.

موقعیت‌هایی که از دیدگاه این الگوریتم، از فضای کافی، نوع بستر مناسب و اختلاف ارتفاع کافی برای پیاده سازی این ساختگاه‌ها برخوردار هستند، با رنگ زرد تفکیک شده اند. همان‌طور که مشاهده می‌شود، تراکم بسیار بالای نقاط در محدوده‌ی ایران نشان‌دهنده‌ی ظرفیت بالا برای بهره‌داری از انرژی آب پمپاژشده درون کشور است.

البته این سایت‌های STORES که شناسایی شده اند، هنوز باید از لحاظ مباحث مالکیت زمین و هرگونه چالش‌های مهندسی یا محیطی خاص موردارزیابی قرار گیرند. همچنین درصورت علاقه، می‌توانید نقشه‌ی کامل این سایت‌ها را در اینجا ببینید.

دو سال پیش، همین تیم پژوهشی توانسته بود ۲۲ هزار از این سایت‌ها را تنها در استرالیا شناسایی کند. در این مطالعه‌ی جدید، آن‌ها تحلیل‌های خود را به سراسر جهان بسط دادند و در عین حال، سعی کردند از الگوریتم‌های مورد استفاده برای یافتن مکان‌هایی برخوردار از مخازن بالادست و پایین دست و نیز مسیری بالقوه برای حفر تونل اتصال دهنده بهره ببرند.


با اینکه آخرین یافته‌ها هنوز منتشر نشده اند، اما نتایج با الگوریتم مشابهی در سال گذشته مورد بازبینی قرار گرفته و نهایتا منتشر شده بود. مطابق الگوریتم‌های تازه، تنها ۳ هزار مورد از بهترین سایت‌های واقع در استرالیا برای رسیدن به نقطه‌ی مطلوب کفایت می‌کنند؛ بااین حال، اکنون صحبت از کشف ۵۲۷ هزار سایت مناسب دیگر در سایر نقاط جهان است. با اتخاذ رویکرد توسعه‌ی مناسب، ما به‌زودی قادر خواهیم بود به ظرفیت ذخیره سازی چندین برابری نسبت به نیاز واقعی خود دست یابیم.

این گروه، جزئیات کار و نقشه‌های خود را در یک وب سایت اختصاصی آپلود کرده است. هیچ کدام از این مناطق در داخل پارک‌های ملی یا مناطق شهری قرار نگرفته اند و هریک از آن‌ها ظرفیت بالقوه‌ای برای ذخیره سازی انرژی معادل با ۲ الی ۱۵۰ گیگاوات ساعت برق دارا هستند.

اما آنچه که شیوه‌ی ذخیره‌ی انرژی برق آبی پمپاژشده را برایمان بسیار جذاب می‌سازد، این است که می‌توان باکمک آن، میزان تولید انرژی را متناسب با تقاضا تنظیم کرد. آب ذخیره‌شده در مخازن را می‌توان هر زمان که نیاز باشد، تخلیه کرد؛ مثلا در زمان‌هایی که مقادیر بسیار بالایی انرژی در شبکه موردنیاز باشد یا مواقعی که میزان تولید انرژی خورشیدی و بادی به حد کفایت نباشد.

از آن سو، هنگامی که تقاضا پایین‌تر است، آب را می‌توان با استفاده از برق اضافی تولید شده از منابع بادی و خورشیدی به سمت مخازن بالادست هدایت کرد و در آنجا ذخیره کرد.

برخلاف نیروگاه‌های فسیلی، در این نوع سامانه‌ها نیازی به استفاده از آب برای مقاصد خنک سازی نیست. این امر بدان معنی است که مصرف برق خود نیروگاه کاهش خواهد یافت و البته هیچ گونه انتشار گاز‌های گلخانه‌ای در پی نخواهد داشت. مهم‌تر از همه اینکه برخلاف سدها، اثرات زیست محیطی چنین سیستم‌هایی بسیار اندک خواهد بود؛ چراکه قرار نیست از هیچ رودخانه‌ی طبیعی استفاده شود.


نقشه ظرفیت بالقوه‌ی منابع بر‌ق‌آبی پمپاژشده جهان به‌تفکیک کشور‌ها

دانشمندان می‌گویند که سایت‌های شناسایی شده ازسوی آن‌ها می‌تواند بین ۵ تا ۲۵ ساعت در حداکثر توان فعالیت داشته باشند. درکنار تمامی این ها، یک مزیت مهم دیگر نیز می‌توان برای این نوع نیروگاه‌های برق آبی برشمرد و آن «توانایی در راه اندازی و واردشدن سریع به شبکه» است.

اندرو بلیکرز از دانشگاه ملی استرالیا می‌گوید:

تولید انرژی به شیوه‌ی پمپاژ آب می‌تواند به سرعت و تنها در عرض چند دقیقه از صفر به حداکثر توان نامی برسد. ذخایر آب پمپاژشده ۹۷ درصد از انرژی ذخیره شده‌ی جهان را پوشش می‌دهند، عمر متوسط آن‌ها به ۵۰ سال می‌رسد و کم هزینه‌ترین شیوه‌ی ذخیره‌ی انرژی در مقیاس بالا به شمار می‌آیند که هم اکنون دردسترس ما قرار دارند.

 

منبع: زومیت