تحلیل اقتصادی و فنی استفاده از ذخیره سازهای انرژی در شبکه های قدرت

با توجه به رشد روزافزون منابع انرژی تجدیدپذیر و نوسانات ذاتی آن ها، شبکه های قدرت با چالش هایی در زمینه پایداری، قابلیت اطمینان و مدیریت بار مواجه شده اند. ذخیره سازهای انرژی به عنوان یکی از راهکارهای موثر برای مقابله با این چالش ها، نقش مهمی در بهینه سازی عملکرد شبکه، کاهش هزینه های عملیاتی و افزایش انعطاف پذیری ایفا می کنند. این مقاله با هدف تحلیل جامع فنی و اقتصادی فناوری های ذخیره سازی انرژی، به بررسی تاثیر آن ها بر عملکرد شبکه های قدرت در شرایط مختلف بهره برداری می پردازد.در این پژوهش، ابتدا مروری ساختاریافته بر انواع فناوری های ذخیره سازی شامل باتری های لیتیوم-یون، سدیم-یون، ذخیره سازهای مکانیکی (مانند فلای ویل)، حرارتی و هیدروژنی انجام شده و ویژگی های فنی، اقتصادی و زیست محیطی آن ها مقایسه گردیده است. سپس با استفاده از مدل تحلیل چرخه عمر (Life Cycle Cost Analysis) و تحلیل هزینه-فایده (Cost-Benefit Analysis)، سناریوهای مختلف بهره برداری از ذخیره سازها در شبکه های قدرت طراحی و شبیه سازی شده اند. ابزار شبیه سازی MATLAB/Simulink برای مدل سازی رفتار دینامیکی سیستم ها، ارزیابی پاسخ به تغییرات بار و تحلیل پایداری ولتاژ و فرکانس مورد استفاده قرار گرفته است.نتایج حاصل از تحلیل ها نشان می دهد که استفاده از باتری های سدیم-یون، به ویژه در ترکیب با الگوریتم های مدیریت هوشمند بار مبتنی بر یادگیری ماشین، می تواند ضمن کاهش هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری، عملکرد فنی قابل قبولی در افزایش پایداری شبکه ارائه دهد. همچنین، این فناوری در مقایسه با باتری های لیتیوم-یون، از منظر اقتصادی مقرون به صرفه تر بوده و قابلیت جایگزینی در مقیاس وسیع را داراست. مقاله حاضر با ارائه پیشنهاداتی برای توسعه سیاست های حمایتی، طراحی بهینه سیستم های ذخیره سازی و بهره گیری از فناوری های نوین، گامی موثر در جهت تحول زیرساخت های شبکه های قدرت آینده محسوب می شود.

Keywords:

ذخیره سازی انرژی , شبکه های قدرت , تحلیل اقتصادی , تحلیل فنی , باتری سدیم-یون , چرخه عمر , مدیریت هوشمند بار , انرژی تجدیدپذیر , پایداری شبکه , شبیه سازی MATLAB