كيف يمكن للمباني تنسيق الألواح الشمسية والبطاريات وشحن المركبات الكهربائية؟

يمكن للألواح الشمسية والبطارية صف من نقاط الشحن السيارات الكهربائية أن تعمل معًا لخفض الطلب في أوقات الذروة، أو استخدام المزيد من الجيل الخاص بالمبنى، أو الحفاظ على تشغيل الأحمال الأساسية. ولا يمكنهم القيام بالثلاثة في وقت واحد، لأن هذه الأهداف تتنافس على نفس سعة البطارية ونفس ساعات الشحن. وعلى هذا فإن التنسيق يبدأ بإستراتيجية متفق عليها لإدارة الطاقة: ما الذي يحاول المبنى تحقيقه، وبأي ترتيب للأولويات وضمن أي حدود. عندها فقط يكون من المنطقي اختيار البرنامج الذي ينفذ الإستراتيجية.

التنسيق داخل مبنى واحد هو الموضوع هنا. يثير تقاسم الطاقة عبر العديد من المباني أو المنطقة المزيد من الأسئلة حول الروابط المشتركة والحوكمة.

التوجيه الذي يضع الثلاثة في الموقع

في الاتحاد الأوروبي، يتطلب إعادة صياغة توجيهات أداء الطاقة في المباني تصميم مباني جديدة لتحسين إمكاناتها الشمسية، ويُلزم الدول الأعضاء بضمان تركيبات الطاقة الشمسية المناسبة في العديد من المباني الجديدة وبعض المباني غير السكنية القائمة، حيثما يكون ذلك ممكنًا من الناحية الفنية والاقتصادية. كما يتطلب أيضًا أن تكون نقاط إعادة الشحن التي تتطلبها قادرة على إعادة الشحن الذكي، وثنائي الاتجاه عند الاقتضاء. وبالتالي فإن المزيد من المباني سوف تحتوي على جميع الأصول الثلاثة، ومعها مشكلة جعلها تتعاون.

رتب الأهداف قبل أي شيء آخر

يسرد دليل برنامج إدارة الطاقة الفيدرالي الأمريكي للمباني الفعالة المتفاعلة مع الشبكة الفوائد التي يسعى أصحابها إلى تحقيقها: تجنب رسوم الطلب وأسعار فترة الذروة، وخفض الفواتير أو كسب المدفوعات من المرافق، والقدرة على التكيف مع انقطاع الشبكة، وإزالة الكربون، وتحسين إدارة الطاقة. ويصف أربع إستراتيجيات لإدارة الطلب: الكفاءة، وفصل الأحمال، وتحويل الأحمال، والتعديل. مهمة المالك هي اختيار الأهداف التي تهم هذا المبنى وترتيبها. لا يمكن أيضًا تفريغ البطارية المُبقاة ممتلئة من أجل المرونة بعد ظهر كل يوم لتقليص الذروة، ويجب إخبار البرنامج بما هو أكثر أهمية.

الحدود التي يجب أن تحترمها الإستراتيجية

يعمل التحسين ضمن القيود، والتي تحتاج إلى التسجيل قبل أن يناقش أي شخص الخوارزميات:

• سعة الاتصال بالشبكة وشروط اتفاقية الاتصال، بما في ذلك أي حدود للتصدير؛
• قدرة التوزيع الكهربائي للمبنى؛
• التزامات فرض الرسوم على مستخدمي المركبات: من يحتاج إلى مقدار الشحن ومتى؛
• حدود المعدات، مثل نطاق حالة شحن البطارية ومعدلات الشحن والتفريغ وتقييمات العاكس؛
• تم الاحتفاظ بأي احتياطي للبطارية من أجل المرونة.

إن التشغيل العادي المتصل بالشبكة والإمداد الاحتياطي أمران مختلفان. لا تحافظ البطارية والمجموعة الشمسية على تشغيل المبنى تلقائيًا عند انقطاع التيار الكهربائي. يتطلب التشغيل بأمان بدون الشبكة تصميمًا كهربائيًا مناسبًا وحماية وموافقات من قبل مهندسين كهربائيين مؤهلين.

من يقرر ومن ينفذ

تصميم عملي يفصل بين النظام الذي يخطط له وبين الأجهزة التي تحمي نفسها:

ويجب توثيق الواجهات بين هذه الطبقات، بالإضافة إلى ما يحدث عند فشل الاتصال؛ عادةً ما يعود كل جهاز إلى الوضع الآمن المستقل. إن الاقتصاد يستحق نفس الصرامة. وينبغي تقييم التكاليف في ضوء التعريفة الفعلية وملف التشغيل، بما في ذلك تدهور البطارية، وفقدان الطاقة ذهاباً وإياباً، واحتياجات الشحن لدى المستخدمين، لأنه ليس كل كيلوواط·ساعة يتم تحويلها له نفس القيمة.

السياسة هي مهمة المالك، وليس البرنامج

يمكن للبرنامج فرض سياسة ما، لكن لا يمكنه تعيينها. يجب على شخص ما أن يقرر ما إذا كان سيتم شحن مركبات الزوار بنفس الشروط التي يتبعها الموظفون، وما إذا كانت أي مركبة لها الأولوية، وما هو حجم سعة البطارية التي يتم الاحتفاظ بها من أجل المرونة، ومن ستدفع ميزانيته مقابل الشحن. هذه أسئلة يجب تسويتها مع الأشخاص المتأثرين قبل تكوين النظام، وإعادة النظر فيها بمجرد توفر بيانات التشغيل للحكم عليهم من خلالها.

أسئلة لمقدمي العروض

• ما هو النظام الذي يحمل ترتيب الأولوية، وكيف يتم تغييره عند تغيير التعريفات أو اتفاقية الاتصال أو سياسة الشحن؟
• كيف يتم التعرف على احتياجات السائقين من الشحن، وماذا يحدث عندما لا يمكن تلبيتها جميعها؟
• ماذا يحدث عند فقدان الاتصال بين النظام الإشرافي وكل جهاز وكيف تم اختبار ذلك؟
• كيف يتم فرض حد الاستيراد في حالة فشل النظام الإشرافي؟
• ماذا يرى مدير المرافق، وما الذي يمكنه تجاوزه؟
• ما هي البيانات التي يتم الاحتفاظ بها لتظهر بعد ذلك أن الاستراتيجية عملت على النحو المنشود؟

وينبغي بعد ذلك إثبات هذه الإجابات في الموقع. ويجب أن تتضمن اختبارات الشهود محاولة تجاوز حد الاستيراد، وفشل الاتصالات، والتجاوز اليدوي، واليوم الذي لا يمكن فيه تلبية متطلبات الشحن، ويجب أن يتصرف كل منها وفقًا لما تقوله فلسفة التحكم.