جهان دیگر به نیروگاه‌های برقی غول‌پیکر احتیاج ندارد
ریزشبکه‌ها با فراهم‌سازی راه‌حل‌های انعطاف‌پذیر و غیرمتمرکز برای تأمین انرژی، به ستون فقرات انقلاب نوین انرژی در جهان تبدیل شده‌اند و ابزاری حیاتی برای دسترسی پایدار به برق در مناطق محروم، افزایش تاب‌آوری زیرساخت‌ها و گسترش عدالت انرژی به‌شمار می‌روند.
به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، در حالی که جهان به‌سوی توسعه زیرساخت‌های پایدار و دسترسی گسترده‌تر به انرژی پاک حرکت می‌کند، ریزشبکه‌ها (Microgrids) به‌عنوان یکی از مؤلفه‌های کلیدی این تحول شناخته می‌شوند. این سامانه‌های انرژی غیرمتمرکز و انعطاف‌پذیر، توانایی عملکرد مستقل از شبکه‌های ملی برق را دارند و نقش مهمی در تأمین برق مناطق دورافتاده و محروم ایفا می‌کنند.
ریزشبکه‌ها مجموعه‌ای از بارهای الکتریکی و منابع انرژی توزیع‌شده هستند که در محدوده‌ای مشخص، به‌صورت یک واحد قابل کنترل نسبت به شبکه برق عمل می‌کنند. این سامانه‌ها می‌توانند به شبکه سراسری متصل باشند یا به‌طور مستقل فعالیت کنند. اندازه آن‌ها از کاربردهای کوچک همچون پنل‌های خورشیدی خانگی تا پروژه‌های بزرگ مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر است. بعضی از ریزشبکه‌ها از باتری‌های ذخیره‌ساز برای پایداری تأمین انرژی بهره می‌برند، در حالی که بعضی دیگر فقط به منابعی همچون انرژی خورشیدی وابسته‌اند.
نقش جهانی ریزشبکه‌ها در توسعه پایدار
در سطح بین‌المللی، سازمان‌های توسعه‌ای و شرکت‌های خصوصی از ریزشبکه‌ها برای توانمندسازی جوامع و گسترش دسترسی به انرژی پاک استفاده می‌کنند. برنامه توسعه سازمان ملل متحد با حمایت مالی صندوق کویت، پروژه‌ای با عنوان «انرژی تجدیدپذیر برای بهبود دسترسی به خدمات سلامت و فرصت‌های معیشتی (HEAL)» را در پنج استان یمن راه‌اندازی کرده است. این پروژه در پاسخ به بحران مزمن قطع برق در مناطق مختلف یمن طراحی شده و هدف آن، تأمین انرژی از طریق ریزشبکه‌های خورشیدی برای جوانان کم‌درآمد و افراد حاشیه‌نشین است که نقش نان‌آور خانواده را دارند.
پروژه HEAL با تأمین انرژی پاک برای این گروه‌ها، به‌دنبال ایجاد زیرساختی برای توانمندسازی اقتصادی، افزایش اشتغال، بهبود خدمات سلامت و ارتقای کیفیت زندگی است. ریزشبکه‌های خورشیدی این طرح، به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند به‌صورت مستقل از شبکه ملی برق عمل کنند و در برابر نوسانات و قطعی‌های مکرر مقاوم باشند. این سامانه‌ها نه‌تنها برق مورد نیاز مراکز درمانی، مدارس و واحدهای تولیدی کوچک را تأمین می‌کنند، بلکه با کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، به بهبود شرایط زیست‌محیطی نیز کمک می‌کنند. بر اساس برآوردها، حدود ۲۰۵ هزار نفر از ساکنان این پنج استان از مزایای مستقیم این پروژه بهره‌مند خواهند شد. این جمعیت شامل خانواده‌هایی است که پیش‌تر به‌دلیل نبود برق پایدار، از خدمات اولیه محروم بودند.
جمهوری دموکراتیک کنگو با وجود برخورداری از منابع آبی گسترده و ظرفیت بالای تولید برق از طریق نیروگاه‌های هیدروالکتریک، با چالش‌های جدی در زمینه دسترسی عمومی به انرژی روبه‌رو است. رشد سریع جمعیت این کشور در سال‌های اخیر از توسعه زیرساخت‌های شبکه ملی برق پیشی گرفته و موجب شده است بخش قابل‌توجهی از خانوارها از خدمات پایه انرژی محروم بمانند. بر اساس آمار سال ۲۰۲۰، فقط ۱.۶ میلیون از مجموع ۱۰ میلیون خانوار کنگویی به برق دسترسی داشتند.
در پاسخ به این بحران، مجموعه‌ای از سازمان‌های بین‌المللی از جمله آژانس تضمین سرمایه‌گذاری چندجانبه، مؤسسه مالی بین‌المللی و انجمن توسعه بین‌المللی با همکاری بخش خصوصی، طرحی گسترده برای توسعه بزرگ‌ترین پروژه ریزشبکه در قاره آفریقا را آغاز کرده‌اند. این پروژه با هدف تسریع دسترسی به برق در مناطق محروم، با تضمین مالی ۵۰.۳ میلیون دلاری از سوی آژانس تضمین سرمایه‌گذاری چندجانبه حمایت می‌شود و تا پایان سال ۲۰۲۵ قادر خواهد بود انرژی مورد نیاز حدود پنج میلیون نفر را تأمین کند. ریزشبکه‌های طراحی‌شده در این پروژه، با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین و منابع انرژی پایدار، می‌توانند به‌صورت مستقل از شبکه سراسری عمل کنند و الگوی جدیدی از تاب‌آوری و پایداری انرژی را در مناطق کم‌برخوردار ارائه دهند.
در ایالات متحده، شرکت‌هایی همچون شرکت گاز و برق پاسیفیک در حال توسعه ریزشبکه‌ها در مناطق مستعد آتش‌سوزی هستند تا خطرات ناشی از خطوط انتقال برق را کاهش دهند. کاهش قیمت پنل‌های خورشیدی، باتری‌ها و ژنراتورهای پشتیبان، دسترسی به این فناوری را تسهیل کرده است. شرکت گاز و برق پاسیفیک تاکنون ۱۲ سامانه ریزشبکه در ارتفاعات سیرا نوادا نصب کرده است و قصد دارد تا پایان سال ۲۰۲۷ بیش از ۳۰ شبکه مستقل دیگر راه‌اندازی کند.
این اقدام پس از ورشکستگی اجباری شرکت در سال ۲۰۱۹ صورت گرفت که خطوط انتقال این شرکت عامل اصلی وقوع مرگبارترین آتش‌سوزی تاریخ کالیفرنیا شناخته شدند. در پاسخ به این بحران، دولت ایالتی کالیفرنیا، شرکت گاز و برق پاسیفیک را موظف به جلوگیری از فجایع مشابه کرد.
شرکت‌های برق کالیفرنیا میلیاردها دلار صرف دفن خطوط انتقال، پاک‌سازی پوشش گیاهی و ایمن‌سازی خطوط هوایی کرده‌اند و این هزینه‌ها منجر به افزایش قیمت برق برای مصرف‌کنندگان شده است. به همین دلیل، بسیاری از شرکت‌ها به‌دنبال راهکارهای جایگزین برای تأمین برق ایمن و پاک، از جمله توسعه ریزشبکه‌ها، روی آورده‌اند. ریزشبکه‌ها با قابلیت عملکرد مستقل از شبکه سراسری، امکان تأمین برق در مناطق پرخطر، دورافتاده و بدون زیرساخت را فراهم می‌کنند و در عین حال، تاب‌آوری شبکه را در برابر بحران‌هایی همچون آتش‌سوزی، طوفان یا قطع گسترده برق افزایش می‌دهند.
پروژه اروپایی TIGON؛ تلفیق جریان‌های AC و DC برای آینده‌ای هوشمند در انرژی
پروژه TIGON به عنوان یکی از مهم‌ترین گام‌های اروپا در مسیر تحول زیرساخت‌های انرژی، بر طراحی و اجرای ریزشبکه‌های هیبریدی مبتنی بر جریان متناوب و مستقیم تمرکز دارد. این نوع ریزشبکه‌ها می‌توانند با انعطاف‌پذیری بالا و توانایی عملکرد مستقل از شبکه‌های سراسری، نقش مؤثری در پایداری تأمین برق ایفا کنند.
در چارچوب این پروژه، دو سایت آزمایشی در فرانسه و اسپانیا راه‌اندازی شده است که در آن‌ها فناوری‌های نوینی از جمله مبدل‌های پیشرفته، ترانسفورماتورهای حالت جامد و سامانه‌های هوشمند مدیریت انرژی مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفته‌اند. به موازات این فعالیت‌ها، مطالعات امکان‌سنجی برای توسعه مدل ریزشبکه هیبریدی در کشورهای بلغارستان و فنلاند نیز در حال انجام است تا زمینه گسترش این فناوری در مقیاس‌های بزرگ‌تر فراهم شود.
مزیت اصلی پروژه TIGON در ایجاد تعادل پویا میان تولید انرژی‌های تجدیدپذیر و مصرف انرژی نهفته است. بهره‌گیری از جریان مستقیم در بخش‌هایی از شبکه موجب کاهش اتلاف در خطوط و مبدل‌ها می‌شود و در عین حال، پایداری سیستم را در شرایط اضطراری افزایش می‌دهد. این ساختار دوگانه، امکان استفاده از انرژی در محیط‌های شهری و صنعتی را فراهم می‌سازد و به کاربران اجازه می‌دهد تا در صورت قطع شبکه سراسری نیز از برق پایدار بهره‌مند شوند.
با وجود دستاوردهای چشمگیر، پروژه TIGON با چالش‌هایی نیز روبه‌رو است. نبود استانداردهای فنی جامع برای اجزای DC و پیچیدگی هماهنگ‌سازی میان مبدل‌های مختلف، از جمله موانعی است که متخصصان این طرح در پی رفع آن هستند. با این حال، کارشناسان معتقدند TIGON می‌تواند الگویی پیشرو برای آینده زیرساخت‌های انرژی در اروپا باشد و مسیر دستیابی به شبکه‌های برق هوشمند، پاک و مقاوم را هموار کند.
ریزشبکه خورشیدی در جزیره کامبوج؛ الگویی آسیایی برای برق پایدار بدون سوخت فسیلی
جزیره کوه‌رونگ سانلوم (Koh Rong Sanloem) در سواحل جنوبی کامبوج به‌تازگی شاهد اجرای یکی از پیشرفته‌ترین پروژه‌های ریزشبکه (Microgrid) در جنوب شرق آسیا بوده است. این طرح که با همکاری شرکت فرانسوی TotalEnergies Distributed Generation و شرکت سنگاپوری Canopy Power اجرا شده، ترکیبی از انرژی خورشیدی، ذخیره‌سازی باتری و ژنراتورهای پشتیبان دیزلی را برای تأمین برق پایدار و ۲۴ ساعته جزیره به کار گرفته است.
پیش از آغاز این پروژه، برق جزیره کوه‌رونگ سانلوم از طریق موتورهای دیزلی تأمین می‌شد که نه‌تنها هزینه سوخت بالایی داشتند بلکه به دلیل واردات دشوار سوخت، خاموشی‌های مکرر در این منطقه گردشگری به‌ویژه در فصل‌های پررفت‌وآمد رخ می‌داد. اجرای ریزشبکه جدید توانسته این الگوی پرهزینه و آلاینده را تغییر دهد و گامی بزرگ در جهت خودکفایی انرژی بردارد.
در قالب این طرح، یک نیروگاه خورشیدی زمینی با ظرفیت ۱.۲۵ مگاوات‌پیک (MWp) در کنار یک سامانه ذخیره‌سازی باتری دو مگاوات‌ساعتی (MWh) احداث شده است. این سیستم‌ها به‌وسیله نرم‌افزارهای هوشمند مدیریت انرژی، به‌گونه‌ای هماهنگ می‌شوند که در ساعات آفتابی، انرژی خورشیدی مازاد در باتری‌ها ذخیره و در زمان کاهش تابش یا شب هنگام، برق ذخیره‌شده به شبکه تزریق شود. در شرایط اضطراری نیز، ژنراتورهای دیزلی به‌صورت خودکار وارد مدار می‌شوند تا تأمین برق بدون وقفه ادامه یابد.
بر اساس گزارش شرکت TotalEnergies، این پروژه سالانه بیش از ۶۰۰ هزار لیتر سوخت دیزل صرفه‌جویی می‌کند و بیش از ۵۰ درصد برق مصرفی جزیره از منابع تجدیدپذیر تأمین می‌شود. افزون بر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، ساکنان و صاحبان اقامتگاه‌های گردشگری نیز از مزایای اقتصادی آن بهره‌مند شده‌اند، چرا که هزینه برق به‌طور چشمگیری کاهش یافته و پایداری شبکه افزایش یافته است.
پروژه کوه‌رونگ سانلوم تنها یک تجربه فنی نیست؛ بلکه نمونه‌ای ملموس از آینده انرژی در مناطق دورافتاده آسیا است. در جزیره‌ای که پیش‌تر وابستگی کامل به سوخت فسیلی داشت، اکنون با ترکیب فناوری خورشیدی، ذخیره‌سازی و کنترل هوشمند، الگویی پایدار از خودکفایی انرژی شکل گرفته است.
به گفته کارشناسان انرژی، این پروژه می‌تواند برای کشورهای جزیره‌ای و مناطق کم‌برخوردار در سراسر قاره آسیا الهام‌بخش باشد؛ مناطقی که زیرساخت شبکه برق در آن‌ها ضعیف است اما منابع طبیعی برای تولید انرژی تجدیدپذیر به‌وفور در دسترس است. موفقیت ریزشبکه کوه‌رونگ سانلوم نشان داده است که گذار به انرژی پاک نه‌تنها از نظر زیست‌محیطی، بلکه از نظر اقتصادی و اجتماعی نیز کاملاً عملی و سودمند است.
ریزشبکه جزیره پل‌ورم؛ آینده انرژی پاک در دل دریای شمال
جزیره پل‌ورم (Pellworm) در دریای شمال، نزدیک هامبورگ، یکی از نخستین مناطق آلمان است که در آن ایده «شبکه برق آینده» به‌صورت واقعی اجرا شده است. در این پروژه، شرکت E.ON با همکاری چند مؤسسه پژوهشی و فناوری، سامانه‌ای را طراحی کرده که انرژی خورشیدی و بادی را با سیستم‌های ذخیره‌سازی هوشمند باتری ترکیب می‌کند تا نیازهای برق ساکنان جزیره را به‌صورت پایدار و بدون وابستگی کامل به شبکه سراسری تأمین کند.
عملکرد ریزشبکه پل‌ورم بر پایه یک منطق ساده اما پیشرفته است: هنگامی که تولید برق از باد و خورشید بیش از میزان مصرف باشد، انرژی اضافی در باتری‌ها ذخیره می‌شود و در زمان‌های کاهش تولید، همان انرژی ذخیره‌شده وارد مدار می‌شود تا جریان برق بدون وقفه ادامه یابد. این ترکیب هوشمند از تولید و ذخیره‌سازی، الگویی از مدیریت پایدار انرژی ارائه می‌دهد که هم از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است و هم از نظر زیست‌محیطی اثرات مثبتی دارد.
پروژه پل‌ورم تنها به‌عنوان یک آزمایش فناورانه مطرح نیست؛ بلکه نمونه‌ای کاربردی از آینده شبکه‌های برق در مقیاس محلی است. نتایج آن نشان می‌دهد که حتی در مناطق دورافتاده یا جزایر کوچک نیز می‌توان با تکیه بر انرژی‌های تجدیدپذیر و فناوری ذخیره‌سازی، برق مطمئن و پایدار تولید کرد. افزون بر این، چنین مدل‌هایی می‌تواند برای مناطق متصل به شبکه سراسری نیز مفید باشد، زیرا تاب‌آوری شبکه را در برابر قطع‌های احتمالی افزایش می‌دهد و از وابستگی به سوخت‌های فسیلی می‌کاهد.
کارشناسان پروژه تأکید دارند که تجربه پل‌ورم، تصویری ملموس از آینده انرژی در اروپا ارائه می‌دهد؛ آینده‌ای که در آن هر منطقه می‌تواند با منابع طبیعی در دسترس خود، به خودکفایی انرژی دست یابد و در عین حال به کاهش انتشار کربن در مقیاس جهانی کمک کند.
فناوری‌های نوین؛ هوش مصنوعی در خدمت بهره‌وری انرژی
نسل جدید فناوری‌ها، به‌ویژه هوش مصنوعی، نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد ریزشبکه‌ها ایفا می‌کند. هوش مصنوعی می‌تواند با تحلیل داده‌های تولید و مصرف انرژی، تعادل میان منابع مختلف همچون خورشید، باتری و ژنراتور را مدیریت و جریان انرژی را به‌صورت هوشمند تنظیم کند. این فناوری نه‌تنها موجب کاهش اتلاف انرژی و پایداری تأمین برق می‌شود، بلکه استفاده بهینه از منابع تجدیدپذیر را نیز تسهیل می‌کند.
با افزایش سرمایه‌گذاری جهانی در پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر، ریزشبکه‌ها به‌عنوان راهکاری جذاب برای تأمین برق در مناطق با دسترسی سخت یا دارای زیرساخت ضعیف شناخته می‌شوند. این سامانه‌ها می‌توانند در کنار شبکه‌های انتقال گسترده یا به‌صورت مستقل در مناطق محروم توسعه پیدا کنند و نقش مهمی در تحقق عدالت انرژی ایفا کنند.
ریزشبکه‌ها نه‌تنها به‌عنوان راه‌حل فنی، بلکه به‌عنوان ابزار توانمندسازی اجتماعی، تاب‌آوری زیست‌محیطی و تحول زیرساختی در حال تثبیت جایگاه خود هستند. با تداوم پیشرفت‌های بر پایه فناوری و حمایت‌های سازمانی، این سامانه‌ها ستون فقرات انقلاب انرژی آینده را تشکیل خواهند داد.
کد خبر 916754