چگونه در شب برق تأمین کنیم؟ نگاهی به دو روش اصلی

چکیده

این متن به مقایسه اقتصادی دیزل‌ژنراتور و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی مبتنی بر باتری (BESS) می‌پردازد. نتیجه بررسی نشان می‌دهد که صرفه اقتصادی دیزل‌ژنراتور کاملاً وابسته به دسترسی دائمی به گازوییل یارانه‌ای است؛ در صورت قطع یارانه یا اجبار به استفاده از گازوییل آزاد، هزینه تولید برق آن به‌شدت افزایش می‌یابد. در مقابل، BESS اگرچه سرمایه‌گذاری اولیه بیشتری می‌خواهد، اما به دلیل نداشتن وابستگی به سوخت فسیلی و پایداری هزینه‌های بهره‌برداری، در شرایط ناپایداری یارانه‌ها گزینه‌ای کم‌ریسک‌تر و منطقی‌تر برای تأمین انرژی در بلندمدت محسوب می‌شود.

مقدمه

تأمین برق پایدار در طول شب برای زندگی مدرن امری ضروری است. برای تولید برق شب در ساعات تاریکی، دو روش اصلی وجود دارد: نیروگاه‌های حرارتی و پنل‌های خورشیدی همراه با باتری. این نوشته به تشریح نحوه عملکرد و مقایسه هزینه‌های هر یک از این روش‌ها می‌پردازد.

روش اول: نیروگاه‌های حرارتی

مفهوم اصلی

نیروگاه‌های حرارتی با سوزاندن سوخت‌های فسیلی مانند گاز طبیعی یا گازوئیل، گرما تولیدمی‌کنند. از این گرما برای به حرکت درآوردن توربین‌ها یا موتورها و در نهایت تولید برق استفاده می‌شود. این روش یکی از متداول‌ترین شیوه‌های تولید برق در مقیاس بزرگ است.

محدودیت کلیدی

مهم‌ترین محدودیت نیروگاه‌های حرارتی برای استفاده در شب، عدم انعطاف‌پذیری آن‌هاست. ظرفیت تولید این نیروگاه‌ها را نمی‌توان به سادگی با کاهش مصرف در ساعات شب تنظیم کرد. به همین دلیل، برق مازاد تولید شده در این ساعات هدر می‌رود. با کاربرد ژنراتورهای دائم کار، جایگزین توربین‌های بخار، تا حدی این نقیصه برطرف می‌شود. لیکن هزینه‌های تولید در این روش نسبت به توربین‌های بخار بیشتر است.

تحلیل هزینه‌ها

هزینه نهایی هر کیلووات ساعت (kWh) برق تولیدی در نیروگاه‌های حرارتی، بسته به نوع سوخت مصرفی، متفاوت است:

برای حل مشکل هدررفت برق در ساعات کم‌مصرف، رویکرد دوم به جای تولید مداوم، بر ذخیره‌سازی انرژی تمرکز دارد.

روش دوم: شبکه، پنل خورشیدی و باتری

مفهوم اصلی

این روش بر پایه ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی در باتری‌ها استوار است. انرژی ذخیره‌شده در طول روز یا ساعات کم‌مصرف شب، در زمان اوج مصرف شبانه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش‌های شارژ باتری و هزینه‌ها

باتری‌ها را می‌توان به دو شیوه اصلی شارژ کرد که هر کدام هزینه متفاوتی دارند:

• شارژ با برق شبکه‌ی شب:
  • در این حالت، از برق مازاد تولیدشده در شب (توسط منابعی مانند نیروگاه‌های حرارتی) برای شارژ باتری‌ها استفاده می‌شود.
  • هزینه‌های این روش در جدول زیر آورده شده است:

• شارژ با پنل خورشیدی:
  • در این روش، باتری‌ها در طول روز با استفاده از برق تولیدی پنل‌های خورشیدی شارژ می‌شوند.
  • هزینه کل این فرآیند به صورت زیر تفکیک می‌شود:

با مشخص شدن هزینه‌های نهایی هر سناریو، اکنون می‌توانیم یک مقایسه جامع برای شناسایی مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه ارائه دهیم.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

جدول زیر هزینه نهایی هر کیلووات ساعت برق قابل استفاده در شب را برای تمام سناریوهای مورد بحث مقایسه می‌کند:

بنبراین، بر اساس داده‌های ارائه‌شده، بهترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش برای دولت جهت تولید برق، استفاده از گاز طبیعی در نیروگاه‌های حرارتی است.