وتوفر نظم الطاقة المتجددة غير الجاهزة الطاقة في المواقع التي لا تتوفر فيها إمكانية الوصول إلى الشبكة الكهربائية الرئيسية، ويشمل التصميم السليم إجراء حسابات دقيقة والنظر في التحديات العملية لضمان التشغيل الموثوق به والفعال.

الحسابات الأساسية لتصميم النظم

وتتمثل الخطوة الأولى في تحديد احتياجات الطاقة، ويشمل ذلك حساب الاستهلاك اليومي الكلي للطاقة لجميع الأجهزة والأجهزة المرتبطة بها، وتُعد تقديرات الطاقة ومدة استخدامها أساسية للتقديرات الدقيقة.

ثم تقييم الموارد الشمسية أو الريحية المتاحة في الموقع، وتساعد بيانات عزل الشمس أو قياسات سرعة الرياح في تقدير توليد الطاقة المحتملة، وتؤثر هذه العوامل على حجم عناصر الطاقة المتجددة اللازمة.

ويجب حساب قدرة تخزين البطاريات لضمان توافر الطاقة خلال فترات توليد الموارد المنخفضة، ومن الناحية النموذجية، يوصى باحتياطي قدره 2-3 أيام من تخزين الطاقة لحصر التقلبات.

التحديات العملية في النظم غير العالمية

ومن التحديات الرئيسية في هذا الصدد تفاوت الموارد المتجددة، حيث يمكن أن تؤثر الظروف الجوية والتغيرات الموسمية والعوامل الجغرافية تأثيرا كبيرا على إنتاج الطاقة، ومن الضروري توفير الطاقة الملائمة وإدارة الطاقة للتخفيف من هذه القضايا.

كما أن استدامة المكونات وصيانتها أمران بالغا الأهمية، وكثيرا ما تعمل النظم غير القائمة على الشبكة في مواقع نائية، مما يجعل من الصعب توفير الخدمات المنتظمة، ويمكن أن يؤدي اختيار عناصر عالية الجودة وتصميم الصيانة السهلة إلى تحسين طول النظام.

وتشمل اعتبارات التكاليف الاستثمار الأولي والنفقات التشغيلية الجارية، ويتطلب تحقيق التوازن بين حجم النظام مع القيود المفروضة على الميزانية تخطيطا دقيقا لتحقيق الاستدامة دون تجاوز الإنفاق.

العناصر الرئيسية للنظم الخارجية

  • مولدات الطاقة المتجددة (ألواح حلوّة أو توربينات رياح)
  • نظم تخزين البطاريات
  • متحكمون في الشحنات
  • المجني عليهم
  • نظم الرصد والمراقبة