محمود حاج‌زمان: برای اینکه بتوان از انرژی تولید شده توسط نیروگاه‌های بادی استفاده کرد، باید آنها را به شبکه برق متصل کرد. اما خطوط انتقال برق موجود ممکن است ظرفیت اضافه نداشته باشند و هزینه احداث خطوط جدید نیز بالغ بر 1 میلیون یورو به ازای هر کیلومتر است. اکنون محققان یک مدل رایانه‌ای ابداع کرده‌اند که به مهندسان کمک می‌کند تا به جای ساخت نیروگاه‌های بادی و توسعه شبکه، مستقیما از خود باد برای افزایش ظرفیت خطوط انتقال قدرت استفاده کنند.
به گزارش نیوساینتیست، حرارت یک عامل محدودکننده برای خطوط برق است و افزایش بار نیز باعث داغ‌تر شدن خطوط انتقال برق می‌شود. حداکثر دمای بهره‌برداری خطوط انتقال برق 80 درجه سانتی‌گراد است. بالاتر از این دما، سیم‌ها منبسط می‌شوند و شکم می‌دهند. اگر این سیم‌ها با درختان تماس پیدا کنند، ممکن است اتصال کوتاه ایجاد شود و باعث قطعی برق شود. چنین اتفاقی در سال 2003 / 1382 رخ داد و باعث قطع برق ده‌ها میلیون نفر در آمریکا شد.
در حال حاضر، تخمین‌ها از ظرفیت خطوط انتقال برق به صورت استاتیک (ایستا) و محتاطانه است. این تخمین‌ها تاثیرات شرایط آب‌وهوایی مانند باد را در نظر نمی‌گیرند. کورت مایرز از آزمایشگاه ملی آیداهو آمریکا (INL) و یکی از اعضای گروه توسعه‌دهنده مدل مذکور می‌گوید: «باد می‌تواند تاثیر بزرگی داشته باشد. تحت شرایط مطمئن، باد می‌تواند ظرفیت خطوط انتقال برق را به میزان 100 تا 200 درصد افزایش دهد و به طور متوسط، این بهبود ظرفیت 30 درصد است.»
پژوهشگران آزمایشگاه INL که با شرکت برق آیداهو همکاری می‌کند، اطلاعات 15 ایستگاه هواشناسی آمریکا را که در یک محدوده 1500 کیلومتر مربعی قرار داشتند، جمع‌آوری و این اطلاعات را به یک نرم‌افزار شبیه‌سازی هواشناسی به نام WinSim دادند که می‌توانست سرعت باد را محاسبه کند. سپس آنها یک مدل دینامیک خلق کردند که می‌توانست با استفاده از نتایج نرم‌افزار WinSim، اثر خنک‌کنندگی باد را برای هر ایستگاه انتقال قدرت تخمین بزند. مدل آنها همچنین اثر جهت وزش باد را نیز در نظر می‌گرفت. بادی که با زاویه قائم به خطوط انتقال قدرت برخورد می‌کند، در مقایسه با بادی که به موازات خطوط می‌وزد، اثر خنک‌کنندگی به مراتب بیشتری دارد.
جیک جنتل، مهندس INL می‌گوید: «صنایع همگانی برای سال‌ها تلاش می‌کردند تا مدل‌های دینامیک را خلق کنند. مشکل موجود دانه‌ای بودن است: در نظر گرفتن یک مقیاس به اندازه کافی کوچک و با دقت کافی»
مدل INL نواحی را که دارای ظرفیت بلااستفاده هستند نمایان می‌کند و گلوگاه‌هایی را که خنک‌کنندگی کمی در آنجا وجود دارد مشخص می‌کند. همچنین مشخص می‌کند که اگر قرار باشد برق بیشتری به بار موجود در شبکه اضافه شود، کدام قسمت‌های خطوط انتقال قدرت باید به روز شود.
قبل از اینکه تخمین‌های این مدل را بتوان برای طرح‌ریزی استفاده کرد، تغییرات رگولاتوری باید به شبکه اعمال شود. اما در عین حال گروه INL می‌گویند که در شرایط اضطراری با استفاده از این مدل می‌توان امنیت شبکه را افزایش داد. اواخر امسال نیز این گروه با استفاده از سرعت واقعی باد در اطراف خطوط انتقال برق، صحت‌سنجی مدل خود را انجام خواهد داد.
فیلیپ تیلور، استاد انرژی‌های تجدیدپذیر دانشگاه دورهام انگلستان، که به مطالعه اثرات خنک‌کنندگی باد بر روی خطوط انتقال برق پرداخته است می‌گوید: «سیستم خطوط انتقال برق تنها به خوبی ضعیف‌ترین اتصال آن است. مهم‌ترین چیز مشخص کردن گلوگاه‌های حرارتی خطوط انتقال برق است.»
53275
نظر شما