دراسة حول الطاقة الشمسية في مصر تنهي الكثير من المشكلات

في ظل التوسع الكبير الذي تشهده مشروعات الطاقة الشمسية في مصر -حاليًا- يولي الباحثون اهتمامًا كبيرًا، لمعالجة مشكلات الأنظمة الكهروضوئية، ولا سيما ما يتعلق بالألواح والعواكس.

وفي هذا الإطار، نجح الباحث في معمل تطبيقات الإلكترونيات الصناعية بجامعة أسوان الدكتور يوسف بدري -خلال رسالته لنيل درجة الدكتوراه في الهندسة الكهربائية، التي اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة- في وضع نهج لتحليل أسباب انهيار العواكس المتصلة بالشبكة في الأنظمة الكهروضوئية الكبيرة.

وأُجريت الدراسة تحت إشراف أستاذ إلكترونيات القوى ونائب رئيس جامعة أسوان لشؤون الدراسات العليا والبحوث الأستاذ الدكتور محمد عبدالعزيز مهلل عرابي، وأستاذ مساعد بقسم الهندسة الكهربائية في كلية الهندسة بجامعة أسوان الدكتور محمود عبدالوهاب جعفر.

وأجرى الدكتور يوسف بدري دراسته من خلال تنفيذ تحليل البيانات التشغيلية لحادث انهيار كلي لعاكس (انفرتر) حقيقي في محطة طاقة كهروضوئية بقدرة 50 ميغاواط تقع في مجمع بنبان للطاقة الشمسية بأسوان في صعيد مصر.

تعزيز تحول الطاقة

قال الدكتور يوسف بدري -في تصريحات إلى منصة الطاقة المتخصصة- إن زيادة الوعي العالمي بظاهرة الاحتباس الحراري منذ بداية العقد الثاني من القرن الـ21 قد دفعت معظم الدول لوضع إستراتيجيات لتعزيز عملية تحول الطاقة وتحقيق الحياد الكربوني.

وأضاف أن هذا التوجه قد حفّز التوسع في مصادر الطاقة المتجددة وإنشاء مزارع الرياح ومحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في جميع أنحاء العالم، ودفع المستثمرين إلى الاهتمام بضخ استثمارات ضخمة في هذا النوع من المشروعات.

وتابع أن هذا التوجه العالمي قد دفع الخبراء والباحثين إلى تطوير أفضل الممارسات والاستفادة منها، لزيادة القيمة المُضافة والحد من فقد الكهرباء في محطات الطاقة الكهروضوئية لتحسين الأداء العام.

واستطرد قائلًا: “على الرغم من أن العاكس يُعد أحد أهم المعدات الأساسية في محطة الطاقة الشمسية واسعة النطاق، إلا أنه لا يزال يواجه العديد من الأخطاء التي تؤدي إلى فشل جزئي أو كلي، وتؤدي هذه الإخفاقات إلى عدة انقطاعات، وخسائر في التوليد، ما يؤثر سلبًا على إنتاجية المحطة، ومن ثم يؤثر بشكل مباشرة على عائد الاستثمار”.

ويوضح الإنفوغرافيك التالي، من إعداد منصة الطاقة المتخصصة، موثوقية مكونات العاكس:

أسباب فشل العواكس

أوضح البدري، أن رسالته تقدم أسلوبًا جديدًا لتحليل أسباب فشل العواكس المتصلة بالشبكة بناءً على تحليل توقيعات الأخطاء، مضيفًا أن المنهج المطور في هذه الدراسة يعتمد على تحليل البيانات التشغيلية في المدة الزمنية بين ما بعد حدوث الخطأ وما قبل حدوث الانهيار.

وأكد البدري، في تصريحاته إلى منصة الطاقة المتخصصة، أنه تحقق من النهج المطور من خلال تنفيذ تحليل البيانات التشغيلية لحادث عاكس حقيقي في محطة طاقة كهروضوئية بقدرة 50 ميغاواط تقع في مجمع بنبان أكبر محطات الطاقة الشمسية في مصر.

وبدأت الأبحاث المُنجزة في هذه الرسالة بمراجعة وتسجيل الأبحاث المنشورة سابقًا لتوقيعات الخطأ المتعلقة بالعاكس المتصل بالشبكة الكهروضوئية والعواكس الموازية.

ثم مراجعة وتسجيل الأسباب الجذرية لفشل العاكس وتدهور وانهيار المكونات الإلكترونية للطاقة.

ويوضح الإنفوغرافيك التالي، من إعداد منصة الطاقة المتخصصة، التمثيل المميز لتوقيعات الخطأ على المقاومة الداحلية للترانزيستور ثنائي القطب ذو البوابة المعزولة المُستخدم بمثابة مفتاحًا إلكترونيًا في العاكس:

الحفاظ على موثوقية النظام

ربط الباحث بعد ذلك توقيعات الخطأ بالأسباب الجذرية المتوقعة، بالإضافة إلى تطوير نهج لتحليل أسباب فشل العواكس في المحطات الكهروضوئية المرتبطة بالشبكة بناءً على تحليل توقعات الأخطاء.

وطبّق الباحث المنهج المطور على مفاتيح إلكترونيات الطاقة (ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة)، التي تُعد المكونات الأساسية للعاكس المركزي من خلال إجراء تحليل البيانات التشغيلية الحقيقية للعاكس السليم والعاكس المعطل.

ثم ملاحظة الأعراض التي تشير إلى موقع الخطأ وتحديده، ومن ثم فإن اكتشاف توقيعات الخطأ يؤدي إلى الاكتشاف المبكر للأخطاء والتنبؤ بالفشل مبكرًا قبل حدوث الانهيار، ومن ثم يمكن تفعيل القرار الأمثل من خلال تنفيذ إجراءات تخفيض الحمل أو إصلاح سبب الخطأ، سواء بالصيانة أو الاستبدال بصفتها إجراءات وقائية.

ويُعد البحث المُنجز في هذه الرسالة ممارسة جيدة لمرحلة الصيانة والتشغيل في محطات الطاقة الشمسية في مصر، التي تمكن جدولة الصيانة الاستباقية لتجنّب الأعطال التنبؤية والحفاظ على موثوقية النظام، وبالتالي زيادة عمر تشغيل المعدات أو المكونات.

وأشار البدري إلى أن فريق العمل نشر العديد من الأبحاث خلال هذه الدراسة في أعلى المجلات والمؤتمرات المُصنفة عالميًا.

ويوضح الإنفوغرافيك التالي، من إعداد منصة الطاقة المتخصصة، تحليل أسباب انهيار العواكس المتصلة بالشبكة في الأنظمة الكهروضوئية الكبيرة:

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..