نظام تحكم يتيح ربطا آمنا لوحدات الطاقة الشمسية بشبكات التوزيع الكهربائية

توصلت دراسة علمية إلى تصميم نظام تحكم يتيح ربطاً آمناً لوحدات الطاقة الشمسية بشبكات التوزيع الكهربائية في المملكة العربية السعودية وبأقل تغييرات فنية على الشبكة الحالية وخلصت إلى قدرة الأنظمة المقترحة على التحكم في مستويات الجهد في جميع حالات الربط المتوقعة لوحدات الطاقة الشمسية بالمناطق السكنية وأثبتت التجارب باستخدام برامج المحاكاة قدرة هذه الأساليب على المحافظة على مستوى الجهد المطلوب حتى في الحالات الحرجة جدا والمتمثلة في كثافة الطاقة المولدة من الخلايا الشمسية وانعدام الأحمال على شبكات التوزيع.
وأكدت الدراسة التي حصل بموجبها الطالب المبتعث من قسم الهندسة الكهربائية من كلية الهندسة والعمارة الإسلامية بجامعة أم القرى رائد بن عبدالرحمن بن خليل شالواله على درجة الدكتوراه من جامعة لستر البريطانية بعنوان “ ربط وحدات الطاقة الشمسية بشبكات التوزيع الكهربائية في المملكة العربية السعودية “ أن المحافظة على مستويات الجهد الكهربائي لكل من شبكات النقل والتوزيع تعتبر أحد أهم المتطلبات التشغيلية لشبكات الطاقة الكهربائية. وبين الباحث أنه قد أجريت العديد من الدراسات السابقة الهادفة لتحسين وتطوير تقنيات التحكم للحفاظ على مستويات الجهد في حالة الربط المباشر لوحدات الطاقة الفرعية بشبكة الكهرباء مشيرا إلى أنه بالنسبة للمملكة العربية السعودية وفي ظل الظروف المناخية والاقتصادية والتنموية التي تعيشها في الوقت الحالي فإن التوسع في ربط وحدات الطاقة الشمسية أصبح متوقعا وبشكل كبير في القريب العاجل ولذلك كان الهدف الأول من البحث المقدم هو تحديد أثر الربط المباشر لوحدات الطاقة الكهربائية بشبكات التوزيع الكهربائية في المناطق السكنية والصناعية ومعرفة الحد الأعلى لقدرة الشبكة لاستيعاب وحدات الطاقة الفرعية من دون الحاجة لأي تغييرات فنية في شبكة التوزيع ومن ثم معرفة أهم المخاطر المترتبة على الزيادة من ربط وحدات الطاقة الشمسية وإيجاد الحلول لها. وأفاد أن الدراسة قدمت طريقتين جديدتين للسيطرة على مستوى الجهد لشبكات المناطق السكنية في المملكة العربية السعودية على أساس مفهوم المنطق الضبابي ومن أجل تأكيد صحة الأساليب المقترحة لافتا النظر إلى أنه نفذت عمليات المحاكاة لشبكات توزيع واقعية مع بيانات حقيقية لكل من الأحمال والإشعاع الشمسي وتم استخدام ثلاث حزم من برامج لمحاكاة والتي تشمل PVSYS وETAP وMATLAB / Simulin وقد أوصت لجنة المناقشة المكونة من المناقش الخارجي عميد معهد الطاقة بجامعة ادنبرا باسكتلندا البروفيسور غاريث هاريسون المناقش الداخلي عضو هيئة التدريس بكلية الهندسة بجامعة لستر الدكتور ستيف دود بمنح الطالب درجة الدكتوراه وتسجيلها كبراءة اختراع وإمكانية بيعها لأنظمة الشبكات الذكية مع التوصية بالتطبيق العملي للدراسة.