جنگ و قطعی برق، نقش نیروگاه‌های خورشیدی پراکنده و میکروشبکه‌ها
راهکار تاب‌آوری برق ایران در بحران‌ها
احتمال حمله به زیرساخت‌های حیاتی، به‌ویژه نیروگاه‌های برق، یکی از دغدغه‌های مردم ایران در شرایط جنگی اخیر بوده است. با توجه به اینکه حدود ۹۰ درصد برق کشور از نیروگاه‌های حرارتی تأمین می‌شود، آسیب به این زیرساخت‌های متمرکز میتواند موجب خاموشی‌های گسترده، اختلال در خدمات حیاتی و بروز بحران‌های انسانی در شهرها شود. این وضعیت لزوم بازنگری در مدل تولید و توزیع برق کشور را برجسته می‌کند.
در این میان، توسعه نیروگاه‌های خورشیدی پراکنده و بهره‌گیری از میکروشبکه‌ها (ساختمان های مجهز به پنل‌های خورشیدی و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی تولیدی در باتری) میتواند به‌عنوان یک راهکار اساسی برای افزایش تاب‌آوری انرژی برق در کشور مطرح شود.
آسیب پذیری نیروگاه های حرارتی در حملات و بحران ها
نیروگاه های حرارتی به دلیل مترکز بودن (تولید میزان بالای برق در یک نقطه) و وسعت نیروگاه، اهداف آسیب پذیری در مقابل حملات هستند. آسیب به این نیروگاه ها میتواند منجر به خاموشی‌های گسترده، اختلال در خدمات حیاتی مانند بیمارستان‌ها، شبکه‌های آب و گاز و ایجاد بحران انسانی در شهرها شوند. همچنین، بازسازی و راه‌اندازی مجدد این نیروگاهها پس از حمله یا حادثه، زمان‌بر و پرهزینه است که این موضوع تاب‌آوری شبکه برق کشور را به‌شدت کاهش می‌دهد.
نقش سیستم‌های تولید برق تجدیدپذیر در پایداری شبکه برق در بحران ها
نیروگاه های برق تجدیدپذیر مانند نیروگاه های خورشیدی می توانند با توجه به داشتن خصوصیات زیر در افزایش پایداری و تاب آوری شبکه برق در شرایط جنگی و بحران ها کمک کننده باشند:
- کاهش وابستگی به شبکه‌های متمرکز:
با تولید برق در محل مصرف یا نزدیک به آن، وابستگی به زیرساخت‌های انتقال و توزیع برق که اهداف بالقوه حملات هستند، کاهش می‌یابد. این امر به ویژه در مناطق دورافتاده یا در شرایط بحرانی اهمیت دارد. - افزایش پایداری و مقاومت:
توزیع منابع تولید برق در مقیاس کوچکتر، به معنای این است که آسیب به یک واحد تولیدی تأثیر کمتری بر کل سیستم خواهد داشت. در صورت وقوع حادثه، سایر واحدهای تولیدی می‌توانند به کار خود ادامه دهند و از قطعی کامل برق جلوگیری کنند. - تامین برق اضطراری:
سیستم‌های تولید پراکنده، به ویژه سیستم‌های خورشیدی و بادی، می‌توانند به عنوان منابع پشتیبان برای تأمین برق اضطراری در بیمارستان‌ها، مراکز درمانی، مراکز داده، و سایر زیرساخت‌های حیاتی عمل کنند. این امر به ویژه در مواقع بحران که شبکه اصلی قطع می‌شود، بسیار مهم است. - کاهش تلفات شبکه:
با تولید برق در نزدیکی محل مصرف، تلفات ناشی از انتقال برق در فواصل طولانی کاهش می‌یابد و راندمان کلی سیستم افزایش می‌یابد.
میکرو شبکه های تولید برق
میکروشبکه ها به ساختمان ها و مکان هایی اطلاق می شود که در آن ها پنل های خورشیدی کار گذاشته شده اند و برق تولیدی را به شبکه برق سراسری تزریق می نمایند. در این مورد دیگر با یک منبع تولید نیرو به نام نیروگاه مواجه نبوده، بلکه بـا منـابع متعدد تولیدکننده برق که در سطح شهر یا منطقه پراکنـده شـده انـد روبرو هستیم. در این سیستم هر مصرف کننده خود میتواند یک تولید کننده باشد.
در ایـن شـبکه هـا، در صـورت حملـه بـه نیروگاهها یا اختلال در شبکه سراسري، بـا اینکـه طبـق اصـول توزیـع خطی نیرو، باید قسـمت عمـدهاي از شـهر در خاموشـی فـرو رود، امـا به دلیل اینکه این شبکه ها از درون خود مولد نیروي برق هستند، پـس قسمتی از برق مورد نیاز قسمت خـاموش، توسـط خـود مشـتریان آن منطقه تامین خواهد شد و شهر در بلوكهـاي متفـاوت شـهري خـود ،داراي روشنایی خواهد بـود.
میکروشبکه ها در صورت تعبیه اینورترهای هایبرید می توانند در شرایط عادی به شبکه اصلی متصل باشند و برق تولیدی خود را به اشتراک بگذارند و در زمان بحران (قطع شبکه یا حمله به زیرساخت‌ها) به‌صورت مستقل عمل کنند و بارهای حیاتی (مانند یخچال، روشنایی، پکیج گرمایشی، شارژ وسایل ارتباطی) ساختمان هایی که روی آن نصب شده اند را تأمین نمایند.
باتری های نصب شده در سیستم خورشیدی نیز می توانند انرژی مورد نیاز جهت مصرف شبانه را تامین کنند.
نصـب و راه انـدازي منـابع تولیـد پراکنـده برق در مراکز حساس و حیاتی
مراکز مهم نظامی، بیمارستان ها، ارگان های امدادی و دیگر مراکز حیاتی در زمان بحران بایستی علاوه بر اتصال به برق سراسری، خود نیز منابع تولید برق در اختیار داشته باشند تا در زمان بروز جنگ، بحران یا حادثه بتوانند انرژی اضطراری خود را تامین نمایند. در حال حاضر این برق اضطراری توسط دیزل ژنراتورها تامین می گردد. اما در مواقع بحران یا جنگ که تولید و توزیع سوخت نیز دست خوش چالش می شود این نوع برق اضطراری نیز با مشکل مواجه می شود.
در این مورد برای مراکز نظامی که در خارج از شهرها واقع شده اند و در اطرافشان مساحت زمین بزرگی قرار دارد می توانند به احداث نیروگاه های خورشیدی بپردازند. در مورد ارگان های امدادی با تجهیز سقف ساختمان ها به پنل های خورشیدی و تعبیه باتری برای ذخیره انرژی تولید شده برای شب، می توان برق اضطراری یخچال های دارویی، دستگاه های حساس و روشنایی را تامین نمود.
ارتباط پدافند غیر عامل با منابع انرژی تجدیدپذیر
پدافند (دفاع) به دو صورت عامل (انجام عملیات تدافعی با جنگ افزار) و غیر عامل (انجام عملیات تدافعی بدون جنگ افزار) تعریف می گردد. به بیان ساده تر، پدافند غیر عامل به کلیه اقدامات یا تدابیری اطلاق می گردد که بدون استفاده از سلاح موجب کاهش آسیب پذیری، تلفات، خسارات و افزایش پایداری می شود. از نقطه نظر مدیریتی، اقدامات مورد نظر برای اجرای اصول پدافند غیر عامل، عمدتا قبل از حادثه انجام می شوند.
در شکل زیر نقش انرژی های تجدیدپذیر در پدافند غیر عامل بخش تولید برق را مشاهده می کنید.
در این مورد اشغال فضای محدود اشاره به ریزشبکه های تولید انرژی و سیستم های خورشیدی نصب شده در ساختمان ها دارد.
سیستم‌های تولید برق تجدیدپذیر نقش مهمی در پدافند غیرعامل دارند. این سیستم‌ها با توزیع سایت های تولید برق و کاهش وابستگی به شبکه‌های متمرکز، به افزایش پایداری و مقاومت زیرساخت‌های حیاتی در برابر تهدیدات مختلف کمک می‌کنند. به طور خاص، تولید پراکنده برق از منابع تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی و بادی، میتواند در مواقع بحران، به خصوص قطع برق ناشی از حملات یا بلایای طبیعی، به عنوان منبع پشتیبان عمل کند و از اختلال در ارائه خدمات ضروری جلوگیری نماید.
نتیجه گیری
نتیجه بحث اینکه تاب‌آوری انرژی کشور یک ضرورت استراتژیک است نه یک گزینه اختیاری. توسعه نیروگاه‌های خورشیدی پراکنده و میکروشبکه‌ها نه تنها به کاهش آسیب‌پذیری کشور در برابر حملات نظامی کمک می‌کند، بلکه در برابر بلایای طبیعی همچون زلزله، سیل و طوفان نیز یک سپر قدرتمند خواهد بود.
منابع:
1- Enrique Rosales-Asensio, “Microgrids with energy storage systems as a means to increase power resilience: An application to office buildings“, Energy, Volume 172, 2019
2- Jeffrey Marqusee, “Resilience and economics of microgrids with PV, battery storage, and networked diesel generators”, Advances in Applied Energy, Volume 3, 2021
3- جدی، بابک “ارتقاء شاخص های پدافند غیرعامل با استفاده از برنامه ریزی بهینه منابع تجدیدپذیر انرژی در شبکه های هوشمند توزیع برق” نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران (انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران)، 1397
4- پالیزوان, محمد. “مقاوم سازی زیرساخت های شبکه برق با استفاده از روش های پدافند غیرعامل“. پدافند غیرعامل, 9(4), 57-67. 1397
دیدگاه خود را بنویسید