أصبحت طاقة الرياح حجر الزاوية في التحول العالمي نحو الطاقة المتجددة، ومع ذلك، فإن أحد أكبر التحديات التي تواجه التبني الواسع النطاق لطاقة الرياح هو طبيعتها المتقطعة. يتقلب توليد طاقة الرياح اعتمادا على العوامل البيئية مثل سرعة الرياح وظروف الطقس، مما يؤدي إلى فترات يفوق فيها إنتاج الطاقة الاستهلاك، وأوقات أخرى عندما ينقص، ولحل هذا التحدي، تعد حلول تخزين الطاقة الفعالة ضرورية، حيث تلعب تقنيات تخزين الطاقة دورا حاسما في ضمان إمدادات طاقة مستقرة وموثوقة من مصادر متجددة، بما في ذلك طاقة الرياح. 

تم تصميم هذه الدورة التدريبية في حلول تخزين طاقة الرياح من قبل الأكاديمية البريطانية للتدريب والتطوير لاستكشاف حلول التخزين المختلفة المتاحة لطاقة الرياح، وأسسها التقنية، وتطبيقاتها العملية، حيث سيكتسب المشاركون فهما عميقا للأنواع المختلفة من أنظمة التخزين، وكيفية دمجها في أنظمة طاقة الرياح، والدور الذي تلعبه في تعزيز استقرار الشبكة وكفاءتها.

الفئة المستهدفة

• مهندسو الطاقة والفنيون الذين يتطلعون إلى تعميق معرفتهم بتقنيات التخزين لتطبيقات طاقة الرياح.
• مطورو الطاقة المتجددة المهتمون بفهم كيفية دمج أنظمة التخزين مع مزارع الرياح.
• مشغلو الشبكة ومديرو المرافق الذين يحتاجون إلى إدارة انقطاع طاقة الرياح وضمان إمداد موثوق به بالطاقة.
• مستشارو ومحللو الطاقة الذين يريدون تقديم توصيات مستنيرة بشأن دمج تخزين الطاقة في مشاريع طاقة الرياح.
• الطلاب في المجالات المتعلقة بالطاقة المتجددة والهندسة الكهربائية والدراسات البيئية.

أهداف البرنامج

في نهاية البرنامج التدريبي سوف يتعرف المشاركون على:

• فهم الحاجة إلى تخزين الطاقة في أنظمة طاقة الرياح وتأثير إنتاج الطاقة المتقطع على استقرار الشبكة.
• استكشاف تقنيات تخزين الطاقة المختلفة المستخدمة في تطبيقات طاقة الرياح، بما في ذلك البطاريات والطاقة الكهرومائية المضغوطة والهواء المضغوط وغيرها.
• تقييم مزايا وقيود حلول التخزين المختلفة من حيث الكفاءة والتكلفة وقابلية التوسع والتأثير البيئي.
• دمج أنظمة تخزين الطاقة مع توليد طاقة الرياح والبنية التحتية للشبكة.
• تحليل الاتجاهات الحالية والتطورات المستقبلية في تقنيات تخزين طاقة الرياح.

• أساسيات توليد طاقة الرياح
  • أنظمة طاقة الرياح ودور التوربينات في إنتاج الطاقة.
  • التقلبات والتقطعات في إنتاج طاقة الرياح.
  • التحديات الرئيسية في دمج طاقة الرياح في الشبكة الكهربائية.
• الحاجة إلى تخزين الطاقة في أنظمة طاقة الرياح
  • كيف يعالج تخزين الطاقة التقطعات في طاقة الرياح.
  • تأثير تقلبات طاقة الرياح على استقرار الشبكة وموثوقيتها.
  • دور تخزين الطاقة في توفير توازن الشبكة وتقليص فترات الذروة.
• نظرة عامة على تقنيات تخزين الطاقة
  • التصنيف العام لأنظمة تخزين الطاقة: الميكانيكية والكهربائية والحرارية والكيميائية.
  • مقدمة عن أكثر تقنيات التخزين استخداما لدمج طاقة الرياح.
  • الدور المتطور لتخزين الطاقة في التحول إلى الطاقة المتجددة.
• أنواع البطاريات لتخزين طاقة الرياح
  • بطاريات ليثيوم أيون (Li-ion): الخصائص والتطبيقات في أنظمة طاقة الرياح.
  • بطاريات الرصاص الحمضية والصوديوم والكبريت والتدفق: المزايا والقيود.
  • مقارنة الأداء وعمر الخدمة وتكلفة تقنيات البطاريات المختلفة.
• وظائف وتشغيل أنظمة تخزين البطاريات
  • كيف تقوم أنظمة تخزين البطاريات بتخزين وتفريغ الطاقة.
  • استراتيجيات إدارة الطاقة لتحسين عمر البطارية وكفاءتها.
  • دور أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS) في تنظيم الترددات وتسوية الحمل ودعم الشبكة.
• تحديات وقيود أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS) في طاقة الرياح
  • التكاليف الأولية المرتفعة وقضايا التوسع.
  • التأثير البيئي ومخاوف إعادة تدوير البطاريات.
  • كفاءة ودورة حياة البطاريات في التطبيقات الواقعية.
• أساسيات تخزين الطاقة الكهرومائية المضغوطة
  • كيف تعمل أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية المضغوطة: عملية ضخ المياه وتوليد الكهرباء.
  • دور أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية المضغوطة في استقرار الشبكة، وخاصة لدمج الطاقة المتجددة.
  • فوائد أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية المضغوطة في توفير تخزين الطاقة لفترة طويلة.
• مزايا أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية المضغوطة لدمج طاقة الرياح
  • سعة تخزين واسعة النطاق وعمر تشغيلي طويل.
  • القدرة على تخزين الطاقة لفترات طويلة، مما يجعلها مثالية لمصادر الطاقة المتقطعة مثل الرياح.
  • مقارنة أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية المضغوطة بتقنيات التخزين الأخرى من حيث الكفاءة والتكلفة.
• التحديات في تنفيذ أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة
  • متطلبات الموقع واعتبارات التأثير البيئي.
  • تكاليف رأس المال المرتفعة والحاجة إلى الظروف الجغرافية المناسبة.
  • دمج أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة مع أنظمة طاقة الرياح الحديثة والبنية الأساسية للشبكة.
• مبدأ تخزين الطاقة بالهواء المضغوط
  • تكنولوجيا أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة: ضغط الهواء لتخزين الطاقة وإطلاقها عند الحاجة.
  • المكونات الأساسية لنظام أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة: الضغط والتخزين والتوسع.
  • دور أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة في تعزيز مرونة الشبكة وإدارة تقلبات الطاقة المتجددة.
• مزايا وتحديات أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة لطاقة الرياح
  • إمكانية التوسع وقدرات تخزين الطاقة طويلة الأمد.
  • التأثير البيئي لأنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة، بما في ذلك استخدام الأراضي وكفاءة الطاقة.
  • دمج أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة مع مزارع الرياح لتحسين تخزين الطاقة.
• أنواع أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة
  • أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة فوق الأرض مقابل تحت الأرض: الخصائص والمقايضات.
  • دور أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة الهجينة التي تجمع بين الغاز الطبيعي والطاقة المتجددة.
  • الابتكارات المستقبلية في أنظمة الطاقة الكهرومائية المضغوطة لتطبيقات تخزين طاقة الرياح.
• مبادئ تخزين الطاقة الحرارية
  • طرق التخزين الحراري: الحرارة الحسية، والحرارة الكامنة، والتخزين الكيميائي الحراري.
  • كيف يمكن لأنظمة تخزين الطاقة الحرارية تخزين طاقة الرياح الزائدة في شكل حرارة لاستخدامها لاحقا.
  • دور تخزين الطاقة الحرارية في موازنة إنتاج الطاقة المتجددة المتقطعة.
• تقنيات التخزين الحراري لدمج طاقة الرياح
  • تطبيقات الملح المنصهر والمواد الأخرى لتخزين الطاقة على نطاق واسع.
  • الكفاءة والخسائر الحرارية في أنظمة تخزين الطاقة الحرارية المختلفة.
  • كيف يمكن لأنظمة تخزين الطاقة الحرارية أن تكمل أنظمة طاقة الرياح، وخاصة في المناطق النائية أو خارج الشبكة.
• تحديات وآفاق تخزين الطاقة الحرارية
  • ارتفاع تكاليف المواد والبنية الأساسية.
  • التكامل مع محطات الطاقة الحالية وأنظمة الشبكة.
  • إمكانية التطورات المستقبلية في تقنية تخزين الطاقة الحرارية لدمج طاقة الرياح على نطاق واسع.
• أنظمة التخزين الهجينة لتعزيز تكامل الشبكة
  • الجمع بين تقنيات التخزين المتعددة (على سبيل المثال، البطارية + الطاقة الكهرومائية المضخوخة، البطارية + نظام تخزين الطاقة الكهرومائية المضغوطة) لتحسين الكفاءة والموثوقية.
  • دور الأنظمة الهجينة في توفير حلول تخزين الطاقة المرنة والقابلة للتطوير.
  • التطورات والاتجاهات المستقبلية في تخزين الطاقة الهجينة لطاقة الرياح.
• الاتجاهات المستقبلية في تخزين طاقة الرياح
  • التطورات في البطاريات الصلبة وتخزين الهيدروجين وغيرها من التقنيات الناشئة.
  • التأثير المحتمل لتقنيات التخزين من الجيل التالي على قطاع طاقة الرياح.
  • السياسات والحوافز السوقية والاعتبارات المالية التي تشكل مستقبل تخزين طاقة الرياح.
• استراتيجيات دمج حلول تخزين الرياح مع الشبكات الذكية
  • دور تقنية الشبكة الذكية في تحسين تخزين الطاقة لطاقة الرياح.
  • كيف يساهم تخزين طاقة الرياح في شبكة أكثر مرونة وكفاءة.
  • دمج الأدوات الرقمية والذكاء الاصطناعي لإدارة الطاقة في الوقت الفعلي.