شبكة كهرباء صغيرة – الطاقة الشمسية والرياح والفحم

ماذا تعرض

لا يمكن تخزين الكهرباء بكميات كبيرة بسهولة، لذلك يجب أن يساوي الإنتاج الطلب في كل لحظة. يبيّن نموذج الشبكة الصغيرة هذا لماذا يصعب ذلك بالمصادر المتجددة وحدها: فإنتاج الألواح الشمسية يتبع الشمس وينعدم ليلًا، وإنتاج الرياح متقلب، والطلب يبلغ ذروته في المساء. تسد محطات الفحم أي عجز وتطلق نحو 0.9 kg من CO₂ لكل kWh، أما الفائض المتجدد وقت الظهيرة فيُهدر (يُقلَّص) ما لم تخزّنه بطارية. وتعرض المجاميع اليومية نسبة الطاقة المتجددة وأطنان CO₂ المنبعثة.

طريقة الاستخدام

شغّل يومًا كاملًا بالإعدادات الافتراضية، وسجّل مجاميع الطاقة اليومية وكمية CO₂. ثم ارفع «القدرة الشمسية المركّبة» تدريجيًا، ولاحظ أن CO₂ ينخفض أقل من المتوقع لأن فائض الظهيرة يُهدر. شغّل التخزين في البطارية وكرّر التجربة، وراقب شحن البطارية ظهرًا وتفريغها مساءً. غيّر «ذروة الطلب على الكهرباء» أو «قدرة الرياح المركّبة» لتجربة سيناريوهات أخرى، واضغط «البدء من 0 h» لتقارن الأيام بإنصاف.

المعاملات القابلة للتغيير

• القدرة الشمسية المركّبة 0–60 MW
• قدرة الرياح المركّبة 0–40 MW
• ذروة الطلب على الكهرباء 10–80 MW
• تتوفر بطارية تخزين سعتها 40 MWh
• سرعة المحاكاة 1–8 h/s

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا تكفي زيادة الألواح الشمسية وحدها للاستغناء عن كل طاقة الفحم في هذه الشبكة؟
2. كيف يغيّر تشغيل التخزين في البطارية نسبة الطاقة المتجددة وانبعاثات CO₂ اليومية؟
3. في أي وقت من اليوم تنتج محطات الفحم أكبر قدر من الكهرباء؟ ولماذا؟