ما هو الفرق بين أنظمة الطاقة الكهروضوئية المركزية وأنظمة الطاقة الكهروضوئية الموزعة؟

مع الانتشار الواسع للطاقة النظيفة عالميًا، تتصدر تقنية توليد الطاقة الكهروضوئية (PV) المشهد. يوجد حاليًا نموذجان رئيسيان للنشر: أنظمة كهروضوئية مركزية وأنظمة كهروضوئية موزعة (PV). ستُقارن هذه المقالة وتُحلل اختلافات ومزايا هذين النظامين استنادًا إلى أحدث البيانات والاتجاهات العالمية.

1. التعريف والمقياس

تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المركزية عبارة عن منشآت واسعة النطاق تقع في مناطق نائية مثل الصحاري أو الأراضي القاحلة، حيث تتوفر الموارد الشمسية بكثرة وتكاليف الأراضي منخفضة، مع قدرات مثبتة تتراوح من عشرات إلى مئات الميجاواط.

تُعد أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة عبارة عن تركيبات متوسطة إلى صغيرة الحجم تقع عادةً بالقرب من مراكز الأحمال، مثل أسطح المنازل أو المصانع أو المستودعات، وتتراوح السعات المثبتة عادةً من كيلووات إلى ميجاوات.

2. اتصال الشبكة ومسافة النقل  

ترتبط أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة ببعضها البعض عبر شبكات توزيع الجهد المنخفض أو المتوسط، مما يتيح استهلاك الطاقة محليًا مع خسائر نقل منخفضة.

ترتبط أنظمة الطاقة الكهروضوئية المركزية بشبكات نقل الجهد العالي، وتنقل الطاقة لمسافات طويلة مع خسائر نقل أعلى.

3. الاستثمار والبناء والصيانة  

توفر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة مزايا مثل الاستثمار الأولي المنخفض، وفترات الاسترداد القصيرة، والنشر المرن، والصيانة البسيطة، ويمكن إدارتها من قبل المستخدمين النهائيين أو مقدمي الخدمة.

تتطلب أنظمة الطاقة الكهروضوئية المركزية استثمارات كبيرة وبنية أساسية معقدة (محطات فرعية، غرف عاكسات، معدات تحويل، وما إلى ذلك)، مع متطلبات إدارة تقنية أعلى.

4. كفاءة الطاقة ودعم الشبكة

تدعم الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة الاستهلاك المحلي الفوري، مما يقلل من هدر النقل ويحسن كفاءة استخدام الطاقة.

تستفيد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المركزية من اقتصاديات الحجم وقدرات التحكم المتفوقة لدعم تنظيم الطاقة التفاعلية والتحكم في تردد الشبكة بشكل أكثر فعالية.

5. التحديات التقنية وتأثير الشبكة

تواجه الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة تحديات مثل تدفق الطاقة العكسي، وتقلبات الإنتاج السريعة، وقضايا الاستقرار، مما يتطلب أنظمة تحكم محسنة في الشبكة.

تواجه الطاقة الشمسية الكهروضوئية المركزية تكاليف نقل عالية، وخسائر نقل لمسافات طويلة، ومتطلبات صارمة للاتصال بالشبكة، بما في ذلك القدرة على المرور عبر الجهد المنخفض (LVRT).

6. اتجاهات النشر العالمية  

اعتبارًا من عام 2023، تتجاوز القدرة المركبة للطاقة الكهروضوئية الموزعة في أستراليا (حوالي 23,169 ميجاوات) الطاقة الكهروضوئية المركزية (حوالي 11,016 ميجاوات)، مما يسلط الضوء على الهيمنة المتزايدة لتوليد الطاقة الموزعة.

في البرازيل، اعتبارًا من نهاية عام 2022، بلغ إجمالي القدرة المركبة للطاقة الشمسية الكهروضوئية حوالي 27 جيجاواط، حيث تمثل الطاقة الكهروضوئية الموزعة حوالي 18.8 جيجاواط والطاقة الكهروضوئية المركزية حوالي 8.2 جيجاواط.

باختصار، لكلٍّ من أنظمة الطاقة الكهروضوئية المركزية والموزعة مزاياها وعيوبها الفريدة. يتميز النموذج المركزي بالتحكم المركزي واسع النطاق ودعم الشبكة، بينما توفر الأنظمة الموزعة مرونة وكفاءة محلية عالية وعوائد سريعة. وستساهم الأدوار التكاملية لكليهما مجتمعةً في دفع عجلة التحول العالمي نحو مستقبل طاقة نظيفة ومرن.