إن الحدوث المتكرر للطقس القاسي (الإعصار ، العاصفة المطيرة ، درجة الحرارة المرتفعة ، الزلزال) يشكل تحديات خطيرة في التشغيل الآمن واستمرارية إمدادات الطاقة لمحطات طاقة تخزين الطاقة الكهروضوئية. يعزز المشروع العالمي "مرونة الكوارث" لمحطات تخزين الطاقة الكهروضوئية من خلال تحسين التصميم المقاوم للكوارث ، وبناء آلية الاستجابة للطوارئ ، وتكنولوجيا الاسترداد السريعة بعد الكوارث ، مما يتيح لها الحفاظ على قدرة إمدادات الطاقة الجزئية في البيئات القاسية وتصبح "حاجز أمن الطاقة" أثناء الكوارث ، وتوفير دعم الطاقة المستمر للمشاركة الرئيسية مثل الجمعيات ، ومستشفيات الطوارئ.
1 مقاومة للرياح والزلازل: التصميم الهيكلي للتعامل مع الرياح القوية والزلازل
تصميم مقاوم للرياح لمحطات تخزين الطاقة الكهروضوئية في المناطق المعرضة للإعصار في الصين. تم تصميم محطة طاقة لتخزين الطاقة الكهروضوئية 1GW على طول ساحل مقاطعة قوانغدونغ من المستوى 17 إعصارًا (سرعة الرياح 58 م/ثانية): يتبنى الدعم الكهروضوئي "بنية ثلثي ثلثي" (مقاومة للرياح ، وزيادة المقاومة بنسبة 50 ٪). 20kn) لتجنب الدعم الذي تم نقضه من قبل الإعصار ؛ تعتمد حاوية تخزين الطاقة "جهاز تثبيت الرياح" (مثبتة مع الكابلات الفولاذية في الزوايا الأربع وتم تثبيتها على الأساس الخرساني في الأسفل) ، ويتم تثبيت "انحراف مقاوم للرياح" في الجزء العلوي من المقصورة (تقليل مقاومة الرياح بنسبة 30 ٪). عندما مرت Typhoon Tali في عام 2023 ، وصل معدل سلامة الوحدة النمطية الكهروضوئية لمحطة توليد الطاقة إلى 99.5 ٪ ، بقيت حاوية تخزين الطاقة دون تغيير ، وتم استعادة توليد الطاقة المتصلة بالشبكة بعد ساعة واحدة من الكارثة ، مما يوفر إمدادات طاقة الطوارئ للمجتمع المحيط.
التصميم الزلزالي لمحطات تخزين الطاقة الكهروضوئية في المناطق المرتفعة للزلازل المعرضة في اليابان. تم تصميم محطة طاقة لتخزين الطاقة الكهروضوئية 500 ميجاوات في شمال شرق اليابان وفقًا لمعايير زلزال Richter 9: تستخدم الأقواس الكهروضوئية "العقد الزلزالية المرنة" (والتي يمكن أن تنتج ± 5 درجات تشوه alumin alumin aluk) بسبب الزلازل. تم تجهيز مجموعات البطارية الداخلية لحاوية تخزين الطاقة بـ "صدمة- منصات العازلة التمتص" (سمك 50 مم ، معامل مرن 2MPa) ، والدوائر الكهربائية مزودة بـ "الصدمة- الكتل الطرفية الممتازة" (التي تحتوي على مستحضر مائة م/ث ²). بعد الزلزال المحلي الذي يبلغ حجمه 6.5 على مقياس ريختر في عام 2024 ، لم يكن سوى عدد صغير من الأقواس الكهروضوئية في محطة الطاقة مشوهة قليلاً ، ولم يكن لنظام تخزين الطاقة أي أخطاء. تمت استعادة إمدادات الطاقة في غضون ساعتين ، مما يوفر دعمًا كبيرًا للطاقة للمستشفيات في منطقة الزلزال المنكوبة.
2 التحكم في الفيضانات ومنع تسلق المياه: تصميم الحماية للعواصف المطيرة والفيضانات
تصميم التحكم في الفيضانات لمحطات تخزين الطاقة الكهروضوئية في المناطق المنخفضة - في أوروبا. تقع محطة طاقة لتخزين الطاقة الكهروضوئية 300MW في هولندا في منطقة منخفضة - أقل من مستوى سطح البحر. يتبنى مجموعة من "الجدار المنصة المرتفع+جدار الفيضان": تم تصميم مجموعة الصفيف الضوئي وحاوية تخزين الطاقة على منصة خرسانية تربى 1.5 متر (0.8 متر فوق مستوى الفيضان التاريخي الأعلى) ، و 2 - متر - عالي الجدار الفيضان ({20}}} في الوقت نفسه ، يتم تثبيت "مستشعر مراقبة مستوى المياه" على الجزء الداخلي من جدار الفيضان (والذي سيؤدي إلى التنبيه عندما يتجاوز مستوى مياه التحذير 0.5 متر). خلال العاصفة الممطرة الأوروبية في عام 2023 ، يصل عمق البرك في المنطقة المحيطة لمحطة الطاقة إلى 1 مليون. المنصة وجدار الفيضان يمنعون الفيضان بشكل فعال. تعمل محطة الطاقة بشكل طبيعي ، مما يوفر إمدادات طاقة مستمرة لملاجئ الطوارئ في المناطق المنخفضة المحيطة ، وتجنب الفوضى الناجمة عن انقطاع التيار الكهربائي في الملاجئ.
"تصميم تصريف محطات توليد الطاقة في تخزين الطاقة الكهروضوئية في المناطق المعرضة للعواصف المطيرة" في الولايات المتحدة. صمم محطة طاقة لتخزين الطاقة الضوئية 200 ميجاوات في جنوب شرق الولايات المتحدة "نظام تصريف الشبكة" استنادًا إلى الخصائص المناخية لمتوسط العاصفة المطيرة السنوية البالغة 1500 ملم: تم بناء خندق تصريف مع صرف تصريف مع صناديق 0.5 م). وضعت في الخندق لتصريف مياه الأمطار بسرعة. يتبنى الجزء السفلي من حاوية تخزين الطاقة "تصميمًا علويًا" (0.5 متر فوق الأرض) لتجنب غمر مياه الأمطار ؛ في الوقت نفسه ، يتم تعيين "مضخة تصريف الطوارئ" (التدفق 100 م ³/ساعة) في أدنى نقطة في محطة الطاقة ، والتي ستبدأ تلقائيًا في العاصفة الممطرة. يجعل نظام الصرف الصحي محطة توليد الطاقة خالية من البرك في العاصفة الممطرة الناجمة عن إعصار IDA في عام 2023 ، وتتعمل أنظمة تخزين الطاقة الضوئية والطاقة بشكل طبيعي ، مما يوفر طاقة مستقرة لإنقاذ ما بعد الكوارث.
3 الاستجابة للطوارئ والتعافي بعد الكوارث: ضمان توريد الطاقة بسرعة
"آلية إمدادات الطاقة الطارئة في الصين لمحطات تخزين الطاقة الكهروضوئية". أنشأت محطة طاقة تخزين الطاقة 500 ميجاوات +200 MW/400MWH في Sichuan "خطة استجابة لحالات الطوارئ": في حالة التحذير من الكوارث (مثل الزلزال والتحذير من العواصف المطيرة) ، يتم شحن سعة تخزين الطاقة إلى 90 ٪ مسبقًا لضمان احتياطي طاقة الطوارئ ؛ بعد حدوث كارثة ، في حالة توقف شبكة الطاقة ، انتقلت على الفور إلى وضع الشبكة وإعطاء الأولوية لتوفير الطاقة للمستشفيات المحيطة والمدارس ومراكز قيادة الطوارئ (من خلال خطوط الطوارئ المخصصة) ؛ في وقت واحد ، قم بإنشاء "فريق إصلاح سريع" (مجهز بتفتيشات المركبات الجوية غير المأهولة ومعدات الصيانة المحمولة) ، وإجراء عمليات تفتيش للمعدات في غضون ساعة واحدة بعد الكارثة ، وإصلاحات المعدات التالفة في غضون 24 ساعة. بعد الزلزال المحلي في سيتشوان في عام 2024 ، قدمت محطة الطاقة 72 ساعة من إمدادات طاقة الطوارئ لثلاثة مستشفيات. قام فريق الإصلاح بإصلاح الأقواس الكهروضوئية التالفة في غضون 4 ساعات واستعادة 50 ٪ من سعة توليد الطاقة.
خارج الشبكة ، محطة طوارئ تخزين الطاقة الكهروضوئية في أستراليا. محطة الطاقة الكهروضوئية 100 ميجاوات +50 MW/100MWH في المنطقة الداخلية في أستراليا ، كمحطة قاعدة طاقة طوارئ إقليمية: مجهزة بـ "مركبة إمدادات طوارئ متنقلة" (تحمل 100 كيلو وات من تخزين الطاقة و 50 كيلو وات من الكهروضوئية) ، يمكن أن يسرع بسرعة إلى المناطق البعيدة دون كهرباء بعد أن أوكلت. ترتبط محطة توليد الطاقة بقسم إدارة الطوارئ المحلي لمشاركة الوقت- الحقيقي لقدرات إمدادات الطاقة (مثل سعة تخزين الطاقة المتبقية ومدة إمدادات الطاقة المتاحة) ، مما يسهل إرسال الطوارئ. خلال حرائق الغابات الأسترالية لعام 2023 ، قدمت محطة توليد الطاقة 15 يومًا من إمدادات طاقة الطوارئ إلى 5 قرى بعيدة من خلال مركبات إمدادات الطاقة الطارئة ، مع توفير دعم الطاقة في الموقع لفرق مكافحة الحرائق والإنقاذ ، مما يضمن التشغيل العادي لمكافحة الحرائق والاتصالات.
ينتقل تصميم "مرونة الكوارث" لمحطات تخزين الطاقة الكهروضوئية من "الحماية السلبية" إلى "الاستجابة النشطة للطوارئ". في المستقبل ، مع تطبيق التنبؤ بالكوارث الذكاء (التنبؤ بتأثير الكوارث قبل 72 ساعة) ، وتكنولوجيا الإصلاح السريع المعياري (بديل للمكونات التالفة) ، ستصبح مصانع تخزين الطاقة الكهروضوئية "مرفق ضمان للطاقة لا يمكن الاستغناء عنها في ظل الظروف الجوية القصوى" ، مما يوفر المزيد من الدعم القوي لنظم الطوارئ العالمية ونظم الطوارئ.