تأثير ربط أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على شبكة التوزيع

ان الشبكة الكهربائية التقليدية مصممة لتتعامل مع الطاقة الكهربائية باتجاه واحد من محطات التوليد الى مراكز الاحمال عن طريق شبكة النقل وصولا الى شبكة التوزيع. مع تزايد اعداد انظمة الطاقة الكهروضوئية الموصولة على شبكة التوزيع بدأت العديد من التحديات و المشاكل بالظهور و التأثير على الشبكة مما أدى الى اجراء العديد من التحديثات على الشبكة لمواكبة و استيعاب العدد المتزايد من محطات الطاقة الشمسية.

يختلف التأثير حسب موقع ربط محطة الطاقة الشمسية و حجمها و نسبة تغلغل الانظمة الشمسية. و من التأثيرات التي قد تسببها الانظمة الشمسية على الشبكة الكهربائية:

1- الطاقة الكهربائية العكسية  (Reverse Power Flow) في المغذيات و عناصر الشبكة و التي قد تمر بالمحولات و عناصر محطات التحويل و التوزيع و التي تؤثر على تنسيق الحمايات و عمل منظمات الجهد (Voltage Regulators).

2- مشاكل في جودة الطاقة الكهربائية (Power Quality) حيث ان التذبذب في انتاج محطات الطاقة الشمسية بسبب الغيوم يسبب تذبذبات في الجهد (Voltage Fluctuations) و التي تؤثر سلبا على عناصر الشبكة الكهربائية و الاحمال.

3- تغيرات في جهد المغذيات (Feeder Voltage Profile) و الذي يشمل ارتفاع الجهد (Voltage rise) و عدم توازن الجهود (Unbalance).

4- تذبذبات في سريان الطاقة الكهربائية الغير فعالة بسبب تشغيل منظومات المكثفات المفتاحية (Switched Capacitor Bank) المتكرر.

5- التفاعل مع اجهزة و عناصر تنظيم الجهد و التحكم به (Voltage Regulation) مثل منظمات الجهد على الخط ( “Line Voltage Regulators “VRs) و مغير التفعيلة الحملي (LTCs) و منظومات المكثفات المفتاحية (Switched Capacitor Bank).

6- تغيرات في معامل القدرة (Power Factor) للمغذيات او النظام.

و من التحديات التي تواجه الشبكة الكهربائية ايضا ما يسمى بال “Islanding” و هي الحالة التى يستمر فيها نظام الطاقة المتجددة بتغذية الشبكة الكهربائية بشكل غير مقصود مع حدوث انقطاع في تغذية الشبكة الكهربائية و الذي يمثل خطر على عاملي شركة الكهرباء.

و لتقييم و دراسة تأثير ربط نظم مصادر الطاقة المتجددة و منها الطاقة الشمسية الكهروضوئية, يتم عمل دراسات لاثر الربط على الشبكة (Grid Impact Study). و سيتم الحديث عن دراسات اثر الربط في مقالات اخرى.