دمج الشبكة الكهربائية الفرعية مع نظام تخزين الطاقة بالضخ الكهرومائي لتحقيق إستقرار الشبكة وإستدامة الطاقة

الملخص

تُقيّم هذه الدراسة الجدوى الفنية والاقتصادية والتشغيلية لتطبيق نظام تخزين الطاقةبنظام الضخ الكهرومائي(PHS) لتعزيز استقرار شبكة الكهرباء في  براك الشاطئ، والتي تُعاني من انقطاع التيار الكهربائي لساعات طويلة. صُمّم نظام تخزين الطاقة الكهرومائية لتخزين الطاقة "خارج أوقات الذروة" وإعادتها إلى الشبكة خلال فترات الأحمال لموازنة طفرات الطلب، وتحقيق استقرار شبكة الكهرباء الفرعية، والحد من الانقطاعات. بناءً على البيانات الساعية لتوليد الطاقة والحمل لعام ٢٠٢٤، تبلغ التكلفة المُستوية للكهرباء (LCOE) ٣٠٣.٥ ميجاوات/ساعة، دون احتساب تقييم دورة الحياة (LCA) أو تكلفة الكربون (CCO2). تُعدّ هذه التكلفة مُنافسةً من حيث التكلفة لتوليد الكهرباء في براك الشاطئ خلال ساعات الذروة. تبلغ تكلفة استخدام محطة توليد الطاقة التي تعمل بالغاز  231 دولارًا أمريكيًا/ميغاواط/ساعة. بعد احتساب ثاني أكسيد الكربون (0.0378 طن من ثاني أكسيد الكربون/ميغاواط/ساعة بسعر 50 دولارًا أمريكيًا/طن) وتحليل دورة الحياة، يرتفع سعر التكلفة المُستوية للطاقة (LCOE) إلى 264.3 دولارًا أمريكيًا/ميغاواط/ساعة، مع مراعاة تكاليف الأثر البيئي والتكاليف الاجتماعية لاستخدام كهرباء محطة توليد الطاقة. تُقدر التكلفة الحالية الصافية (NPC) لنظام PHS - بسعة خزان تبلغ 589,959 ميجاواط/ساعة - بنحو 3,875,000 دولار أمريكي على مدى 60 عامًا باستخدام معدل خصم بنسبة 8% ومعدل تضخم بنسبة 2%. ينتج النظام إنتاجًا سنويًا من الطاقة يبلغ 16,477 ميجاواط/ساعة من خلال إدارة 3,998 ميجاواط/ساعة من فائض الطاقة خارج أوقات الذروة ومعالجة نقص قدره 2,608 ميجاواط/ساعة خلال أوقات الذروة , في المتوسط، يصدر النظام 0.0378 ميجاوات ساعة/ساعة إلى الشبكة خلال ذروة الطلب؛ وهذا يترجم إلى انخفاض بنسبة -15٪ في الاستهلاك السنوي للوقود للمحطات. بالإضافة إلى ذلك، يُقدر أن نظام PHS يتمتع بكفاءة ذهابًا وإيابًا بنسبة 80٪ ، مما يؤكد قدرة النظام على استيعاب اشتراكات الطاقة الكهربائية المتغيرة  في براك.