به گزارش برق مدیا، پژوهشگران در مقاله‌ای که در مجله Nature Climate Change منتشر شده، این پدیده را «خشکسالی ناگهانی برق» یا Flash Energy Drought نامیده‌اند؛ شرایطی که تولید برق بادی یا خورشیدی با سرعت زیادی کاهش پیدا می‌کند و برای چند روز در سطح پایینی باقی می‌ماند.
اهمیت این پدیده در سرعت وقوع آن است. در یک دوره معمولی کم‌باد یا کم‌تابش، اپراتور شبکه فرصت بیشتری برای پیش‌بینی و جبران کاهش تولید دارد، اما در یک «خشکسالی ناگهانی»، افت تولید سریع اتفاق می‌افتد و شبکه زمان کمتری برای واکنش خواهد داشت. مجله Nature Climate Change نیز در مقاله تحلیلی همراه این پژوهش تاکید کرده است که چنین افت‌های سریعی می‌توانند فرصت واکنش سیستم برق را محدود کنند.
خشکسالی برق دقیقا چیست؟
پژوهشگران برای شناسایی این رخدادها یک تعریف مشخص ارائه کرده‌اند.
در این مطالعه، ابتدا دوره‌هایی شناسایی شده‌اند که ضریب ظرفیت نیروگاه‌های بادی یا خورشیدی حداقل سه روز متوالی زیر صدک دهمِ وضعیت تاریخی قرار داشته باشد. سپس اگر سرعت افت تولید در شروع این دوره از آستانه تاریخی مشخصی بیشتر باشد، این رخداد در دسته «خشکسالی برق ناگهانی» قرار می‌گیرد.
به زبان ساده، مسئله فقط این نیست که چند روز باد کم باشد یا آسمان ابری شود؛ بلکه موضوع زمانی جدی‌تر می‌شود که تولید تجدیدپذیر با سرعت زیاد سقوط کند و سپس برای چند روز پایین بماند.
پژوهش همچنین حالتی را بررسی کرده که افت شدید تولید هم‌زمان در باد و خورشید رخ می‌دهد. این وضعیت به‌عنوان یک رخداد ترکیبی یا Compound Flash Energy Drought در نظر گرفته شده است.
تغییر اقلیم چه چیزی را بدتر می‌کند؟
پژوهشگران با استفاده از داده‌های مدل‌های اقلیمی و مدل‌سازی سیستم برق، تغییرات این رخدادها را در سناریوهای مختلف اقلیمی بررسی کرده‌اند.
نتایج نشان می‌دهد که با تغییر اقلیم، مدت زمان خشکسالی‌های برق ناگهانی می‌تواند افزایش پیدا کند.
حتی مطابق نتایج مطالعه، حدود ۷۰.۸ درصد از ظرفیت نصب‌شده جهانی برق بادی و خورشیدی در مناطقی قرار دارد که انتظار می‌رود با تغییر اقلیم، با افزایش فراوانی و/یا مدت خشکسالی‌های برق ناگهانی مواجه شوند البته این عدد به ظرفیت تولید برق مربوط است، نه اینکه ۷۰.۸ درصد نیروگاه‌ها یا مزارع بادی و خورشیدی الزاما با چنین شرایطی مواجه شوند.
پژوهش همچنین نشان می‌دهد نوع ریسک در همه مناطق یکسان نیست. در برخی مناطق، خشکسالی بادی عامل اصلی است، در برخی دیگر کاهش تولید خورشیدی اهمیت بیشتری دارد و در بعضی مناطق نیز مسئله اصلی می‌تواند رخدادهای ترکیبی باشد.
سوال مطرح شده این است که اگر تولید این منابع ناگهان افت کرد، در چند ساعت یا چند روز بعد چه چیزی جای آن را می‌گیرد؟
باتری به‌تنهایی مسئله را حل نمی‌کند
نتایج پژوهش یک نکته مهم برای برنامه‌ریزی شبکه‌های آینده دارد: توسعه انرژی‌های بادی و خورشیدی باید همراه با توجه به انعطاف‌پذیری سیستم برق انجام شود.
ذخیره‌سازهای انرژی، منابع تولید قابل کنترل، مدیریت تقاضا، شبکه‌های انتقال قوی‌تر و انتخاب محل مناسب برای احداث نیروگاه‌های بادی و خورشیدی از جمله ابزارهایی هستند که می‌توانند در برابر چنین رخدادهایی اهمیت پیدا کنند.
خود پژوهش نیز نشان می‌دهد که بخشی از این ریسک را می‌توان با انتخاب راهبردی محل احداث نیروگاه‌های بادی و خورشیدی کاهش داد؛ البته میزان موفقیت این راهکار به مسیر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و همچنین میزان تحقق ظرفیت فنی مناطق مختلف وابسته است.
یک هشدار برای شبکه‌هایی که به سرعت تجدیدپذیر می‌شوند
اهمیت این پژوهش در واقع در تغییر نگاه به انرژی‌های تجدیدپذیر است. در برنامه‌ریزی سنتی، ممکن است پرسش اصلی این باشد که یک کشور چه میزان ظرفیت خورشیدی و بادی نیاز دارد. اما این مطالعه نشان می‌دهد که با افزایش سهم این منابع، پرسش‌های دیگری هم اهمیت پیدا می‌کنند:
اگر باد ناگهان بخوابد چه؟
اگر تولید خورشیدی برای چند روز پایین بماند چه؟
و مهم‌تر از همه:
اگر باد و خورشید هم‌زمان افت کنند، شبکه چقدر ذخیره و ظرفیت پشتیبان دارد؟
پاسخ به این پرسش‌ها می‌تواند برای شبکه‌هایی که قصد دارند سهم بالایی از برق خود را از منابع متغیر تأمین کنند، به اندازه افزایش ظرفیت نیروگاه‌ها اهمیت داشته باشد.