أستراليا تمنح جامعة نيو ساوث ويلز 6.52 مليون دولار أسترالي لدراسة تخزين الطاقة المعتمد على تشكيل الشبكة

أخبار ar.wedoany.com، حصلت جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) على منحة قدرها 6.52 مليون دولار أسترالي (4.24 مليون دولار أمريكي) من الوكالة الأسترالية للطاقة المتجددة (ARENA)، لإطلاق مشروع بحثي يمتد على مدى ثلاث سنوات ونصف، يدرس التفاعل بين موارد العاكسات الكهربائية—مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتخزين طاقة البطاريات—وأنظمة الحماية في السوق الكهربائية الوطنية الأسترالية (NEM).

يُعرف المشروع باسم "الحماية والتشغيل المرحلي للأنظمة الكهربائية منخفضة القصور الذاتي القائمة على العاكسات" (Protection & Relay Operation for Inverter-based Low-inertia Electricity Systems، PROFILES)، ويتولى قيادته كل من كلية الهندسة الكهربائية والاتصالات بجامعة نيو ساوث ويلز (UNSW School of Electrical Engineering and Telecommunications) ومختبر المحاكاة الزمنية الحقيقية (Real Time Simulations Laboratory) التابع لها. وقال الأستاذ المشارك المسؤول عن البحث، جورجيوس كونستانتينو (Georgios Konstantinou)، إن طريقة تزويد الطاقة المتجددة بالكهرباء تختلف جوهريًا عن توليد الكهرباء التقليدي بالفحم، ويهدف المشروع إلى المساعدة في الحفاظ على سلامة وموثوقية الشبكة الكهربائية مع استمرار تغير البنية التقنية للربط. وأضاف كونستانتينو أن هذا سيكون عملية مستمرة لنقل المشكلات والحلول المتعلقة بموارد العاكسات ومساهمتها في تيار الأعطال وحماية أنظمة الطاقة إلى الصناعة والأوساط الأكاديمية.

وأفادت ARENA أن المشروع يستهدف مباشرة الفجوات التي أشارت إليها "خطة تحول سلامة النظام" (System Security Transition Plan) الصادرة عن مشغل سوق الطاقة الأسترالي (AEMO). وتُدرج هذه الخطة الحد الأدنى من قوة النظام التي توفرها بطاريات تخزين الطاقة المعتمدة على تشكيل الشبكة كمجال يحتاج إلى مزيد من التحقق. وسيدرس البحث كيفية تفاعل أنظمة تخزين طاقة البطاريات المعتمدة على تشكيل الشبكة (BESS) مع أنظمة الحماية عند توفير تيار الأعطال. وأوضحت ARENA أنه قبل الاعتماد على نطاق أوسع على هذه الأنظمة لتقديم خدمات قوة النظام، يجب فهم هذه المسألة التقنية بشكل أفضل.

وقد اعترف AEMO بهذه الفجوة في وثائق رسمية. فقد أكد "التقييم الشامل لمخاطر نظام الكهرباء لعام 2026" الصادر في يوليو أن أنظمة BESS المعتمدة على تشكيل الشبكة لم تُثبت بعد قدرتها على توفير تيار أعطال بجودة حماية تتوافق مع المعايير المطلوبة في "القواعد الوطنية للكهرباء" (National Electricity Rules) لتحقيق الحد الأدنى من مستويات قوة النظام، على الرغم من أن هذه التقنية أثبتت قدرتها على دعم استقرار شكل موجة الجهد. كما اقترح AEMO بشكل منفصل شراء خدمات انتقالية من الفئة الثانية لاختبار ما إذا كانت العاكسات المعتمدة على تشكيل الشبكة قادرة على تحقيق هذا المعيار الأعلى في ظل ظروف الشبكة الفعلية. وتزداد هذه المسألة إلحاحًا بسبب تجاوز تكاليف مشاريع المكثفات المتزامنة (synchronous condensers) الميزانية بنسبة 38%، مما دفع بعض مشغلي شبكات النقل إلى النظر في استبدال وحدات المكثفات المخطط لها ببطاريات تخزين الطاقة.

وتتسم المشاريع المعنية بهذه المسألة بحجم كبير. فالعاكسات المعتمدة على تشكيل الشبكة تظهر حاليًا في 74% من مشاريع تخزين طاقة البطاريات في السوق الكهربائية الوطنية الأسترالية البالغة قدرتها 33.2 جيجاواط، مما يعكس كلًا من الحافز التجاري للمطورين للفوز بعقود خدمات قوة النظام، وتوسع قاعدة الأصول التشغيلية المتاحة لدى AEMO للحصول على بيانات حقيقية لتيار الأعطال. وتهدف اختبارات المحاكاة الهجينة (hardware-in-the-loop) في مشروع PROFILES إلى استكمال هذه البيانات الميدانية بنتائج تجريبية مضبوطة وقابلة للتكرار. وأشارت ARENA إلى أن قدرات المحاكاة الهجينة في UNSW ومكانتها كمؤسسة بحثية مستقلة هي الأسباب التي تجعل الجامعة قادرة على قيادة هذا العمل.

ويضم الفريق البحثي كلاً من الدكتور فيليبي أرانو-فارغاس (Felipe Arrano-Vargas) والدكتورة شان جيانغ (Shan Jiang) وكونستانتينو. وسيحظى المشروع بدعم معهد الطاقة بجامعة نيو ساوث ويلز (UNSW Energy Institute)، وسيستمر حتى نوفمبر 2030. ويشمل الشركاء الصناعيون: Transgrid، وAEMO، ومشغل شبكة النقل في جنوب أستراليا ElectraNet، بالإضافة إلى مصنعي المعدات Power Electronics وSMA وTesla وSiemens.

وقالت البروفيسور برونوين فوكس (Bronwyn Fox)، نائبة رئيس الجامعة للبحث والشؤون المؤسسية في UNSW، إن هذا التمويل سيدعم الاختبارات والنمذجة اللازمة لضمان بقاء الشبكة الأسترالية آمنة في المستقبل خلال عملية التحول.

ولا تقتصر مسائل موثوقية وسلامة العاكسات على أستراليا وحدها. ففي الولايات المتحدة، أدرج مكتب السلامة العامة والأمن الداخلي التابع للجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) العاكسات الكهربائية المصنعة في الخارج في قائمته للتهديدات الأمنية الوطنية، مستشهدًا بثغرات سلسلة التوريد ومخاطر الأمن السيبراني المرتبطة بالاتصال عن بُعد بالعاكسات. أما أوروبا فقد اتبعت نهجًا مختلفًا، حيث أنشأت منذ عام 2024 قدرة تصنيع محلية تتجاوز 100 جيجاواط (تيار متردد) من العاكسات الشمسية وعاكسات تخزين الطاقة، أكثر من 90% منها تسيطر عليها حاليًا شركات مقرها في أوروبا، وتسعى المنطقة عبر السياسات الصناعية إلى تحقيق مرونة سلسلة التوريد.

ويُعد مشروع PROFILES جزءًا من أبحاث الطاقة المتجددة الأوسع في UNSW. فقد حذر البروفيسور يانسونغ شين (Yansong Shen) من الجامعة سابقًا من أن صناعة الطاقة الشمسية قد تستنفد الاحتياطيات العالمية من الفضة خلال خمس سنوات إذا لم تتوفر بنية تحتية لإعادة تدوير المكونات على نطاق تجاري. كما درس باحثو UNSW مخاطر تدهور الألواح الشمسية من الجيل التالي، واكتشفوا آليات إصلاح ذاتي على المستوى الذري في الخلايا الشمسية السيليكونية. وقالت ARENA إنه مع ربط المزيد من موارد العاكسات بالسوق الكهربائية الوطنية، يتطلب الحفاظ على سلامة النظام فهمًا أوضح لكيفية مساهمة هذه التقنيات في قوة الشبكة، ويهدف مشروع PROFILES إلى المساعدة في تلبية هذه الحاجة من خلال الاختبارات وليس الاعتماد على النمذجة فقط.