تواجه المملكة العربية السعودية أزمة ندرة المياه كبيرة، حيث تستهلك 30 مليار متر مكعب سنويًا بينما تنتج فقط 2 مليار متر مكعب من المياه السطحية. هذه الفجوة تتطلب تحلية مياه البحر، لا سيما في المناطق الحضرية والصناعية. ومع ذلك، فإن التحلية تستهلك الكثير من الطاقة، وتعتمد عادةً على الوقود الأحفوري، مما يترتب عليه تكاليف اقتصادية وبيئية عالية. لمواجهة هذه التحديات، طورت ATESS حل تخزين الطاقة بالطاقة الشمسية لتعزيز استدامة عمليات التحلية.
تحدي الطاقة في التحلية
التحلية ضرورية لإمداد المياه في المملكة العربية السعودية، خاصة في المناطق التي تفتقر إلى مصادر المياه العذبة الطبيعية. هذه المحطات تتطلب كميات كبيرة من الكهرباء، مما يشكل مشكلة في المناطق النائية بعيدًا عن شبكات الطاقة. غالبًا ما تُستخدم مولدات الديزل، مما يؤدي إلى تكاليف عالية وانبعاثات كربونية. تقدم ATESS نظام تخزين الطاقة الشمسية خارج الشبكة الذي يجمع بين الأنظمة الكهروضوئية (PV) وتخزين البطاريات، مستغلة أشعة الشمس الوفيرة في المملكة كمصدر موثوق للطاقة.
حل ATESS المعبأ للظروف الصحراوية القاسية
مثال على نهج ATESS هو محطة تحلية في منطقة صحراوية دون وصول للشبكة، تعمل بشكل متواصل لتوفير المياه العذبة. يتم تشغيلها بواسطة مصفوفة كهروضوئية بقدرة 950 كيلوواط ونظام تخزين الطاقة المعبأ من ATESS، الذي يحتوي على حاويتين بطول 40 قدمًا مع محولات ثنائية الاتجاه ورفوف بطاريات، مكونة نظام بطاريات ليثيوم أيون بقدرة 3.66 ميجاواط.
يُدير نظام تحويل الطاقة ATESS (PCS) تدفق الطاقة بين النظام الكهروضوئي وتخزين البطاريات وعمليات التحلية. وحدة PCS500 الاحتياطية تضمن التشغيل المستمر حتى في حالة فشل الأنظمة الرئيسية، مما يقلل من مخاطر التوقف. النظام مصمم لتحمل الظروف الصحراوية القاسية مع عزل متخصص وتقييمات مقصورات للحفاظ على الأداء.
إدارة الطاقة الذكية
يعتمد نظام ATESS بشكل رئيسي على الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري. خلال النهار، تُشغل مصفوفة PV محطة التحلية، وتخزن الطاقة الزائدة لاستخدامها ليلاً. إذا انخفضت مستويات البطارية، يتحول النظام إلى وضع مولد الديزل، ويعيد شحن البطاريات ويقلل من استخدام الوقود، مما يخفض تكاليف التشغيل ويمدد عمر المولد.
الأثر الاقتصادي والبيئي
يوفر حل ATESS فوائد اقتصادية وبيئية من خلال استغلال موارد الشمس في المملكة العربية السعودية، مما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري المكلف ويخفض تكاليف التشغيل. تقل انبعاثات الكربون بحوالي 890 طنًا سنويًا، مما يدعم أهداف المملكة في الاستدامة وجهود حماية البيئة.
نموذج لإدارة المياه المستدامة
يمثل هذا المشروع دور الطاقة المتجددة في مواجهة ندرة المياه. من خلال دمج تكنولوجيا تخزين الطاقة من ATESS مع الطاقة الشمسية، تواجه المملكة العربية السعودية تحديات المياه والطاقة، مما يضع سابقة لإدارة المياه المستدامة في المناطق الجافة. لا يقتصر الأمر على تلبية الاحتياجات المائية الفورية فحسب، بل يوفر أيضًا نموذجًا للمناطق الأخرى التي تواجه تحديات مماثلة.
من خلال نهجها المبتكر، تساعد ATESS المملكة العربية السعودية في الانتقال إلى نموذج إمداد مياه مستدام، مما يعالج ندرة المياه مع تعزيز الطاقة المتجددة والاستدامة البيئية. يعمل هذا النظام كإطار عمل لمشاريع عالمية مماثلة، محولًا ندرة المياه إلى وفرة ومظهرًا إمكانيات الطاقة المتجددة في بناء مجتمعات مرنة.
