لقد تغيرت العديد من الأشياء خلال ال 40 عاما الماضية في مجال الطاقة والمسافات التي أصبحت متاحة عن طريق الشبكات الفائقة. وقد بدأت أوروبا في توحيد شبكاتها منذ عام 1950 وأكبر شبكة موحدة هي الشبكة المتزامنة لقارة أوروبا وتخدم 24 دولة. ويجري العمل الجاد لتوحيد شبكةالإتحاد الأوروبي مع شبكةاتحاد الدول المستقلة. وإذا اكتملت فإن هذه الشبكة واسعة النطاق سوف تمتد إلى 13 منطقة زمنية تمتد من المحيط الأطلسي إلى المحيط الهادئ.[3]
في الاستخدام الحالي فإن الشبكة الفائقة لها معنيين: أولهما أنها بناء ذو طبقة فوقية هائلة أو شبكة نقل إقليمية هائلة، وثانيهما أنها تمتلك قدرات فائقة تتخطي مثيلتها في الشبكات المتقدمة.
شبكة ضخمة
في معنى البنية الفوقية فإن الشبكة الفائقة هي شبكة متزامنة واسعة النطاق ذات مسافات كبيرة جدًا قادرة على نقلالطاقة المتجددة لمسافات واسعة، وفي بعض المفاهيم فإنها شبكة نقل ذات خطوط نقل جهد عالي مستمر وتنفصل عن نظام النقل في الطرق السريعة وشوارع المدن، أما في المفاهيم التقليدية مثل الموجودة في الإتحاد الأوروبي فإنها شبكة ضخمة لا تختلف عن أنظمة النقل المتزامنة واسعة النطاق حيث تتخذ الكهرباء طريقًا مباشرًا خلال خطوط النقل المحلية أو خطوط الجهد العالي المستمر كما هو مطلوب .[4] وأثبتت الدراسات للأنظمة التي تتعدى القارات وجود مشاكل نتيجة تعقيد الشبكات، احتقان النقل والحاجة إلى أنظمة التشخيص، التنسيق والسيطرة السريعة . ولاحظت الدراسات أيضًا أن سعة النقل يجب أن تكون أعلى من أنظمة النقل الحالية من أجل تعزيز النقل دون عوائق خلال الولاية، الإقليم، الدولة أو حدود القارات .[5] ومن الناحية العملية، فقد أصبح من الضروري دمج مميزات الشبكة الذكية مثل شبكات الإستشعار واسعة النطاق (WAMS) مع الشبكات الإقليمية لتفادي انقطاع الطاقة مثل انقطاع الكهرباء الكامل عن شمال شرق الولايات المتحدة الأمريكية عام 2003 . التفاعلات الديناميكية بين مجموعات توليد الطاقة تزداد تعقيدًا، والاضطرابات العابرة التي تتالى عبر الوحدات المجاورة يمكن أن تكون مفاجئة، كبيرة وعنيفة، ومرافقة لتغيرات مفاجئة في طوبولوجياالشبكات مثل محاولة المشغلين لتحقيق الاستقرار في الشبكة يدويًا.[6]
في المعنى الثاني للشبكة المتقدمة فإن الشبكة الفائقة تعتبر فائقة ليس فقط لأنها شبكة ضخمة واسعة النطاق؛ لكن أيضًا لأنها ذات درجة عالية من التنسيق على المستوى الكلي حيث تمتد داخل الدول والقارات، ووصولا للجدولة متناهية الصغر للأحمال ذات الأولوية المنخفضة مثل سخانات ومبردات المياه، في مفهوم الشبكة الذكية الأوروبية والشبكة الموحدة الأمريكية، تمتلك الشبكات الفائقة خصائص ذكية على النطاق الواسع لشبكةالنقل والتي تقوم بترقية الشبكة الذكية المحلية إلى شبكة فائقة واسعة النطاق، وهذا يشبه كيفية إلزام الإنترنتللشبكات الصغيرة أن تكون في شبكة واحدة معًا.
النقل واسع النطاق يمكن أن يرى على أنه امتداد أفقي للشبكة الذكية، حيث أن التمييز بين النقلوالتوزيع يطمس مع التكامل لأن تدفق الطاقة يصبح ثنائي الاتجاه، على سبيل المثال؛ محطات التوزيع في المناطق الريفية يمكن أن تنتج طاقة أكبر من التي تستخدمها، وتحول الشبكة الذكية المحلية إلى محطة توليد كهرباء حقيقية.
من مزايا هذا النظام الموزع جغرافيا والمتوازن حيويًا هو الحاجة إلى تقليل توليدالحمل الأساسي منذ وجود مصادر الطاقة المتقطعة مثل المحيطاتوالرياح.[9] العديد من الدراسات التي قدمها دكتور جريجور سيزيتش، والتي بحثت في اعتماد أوروبا على نطاق الطاقة المتجددة والربط بين الشبكات باستخدام كابلاتالجهد العالي المستمر، ويشير إلى أن استهلاك الطاقة في أوروبا بأكملها يمكن أن تأتي من مصادر الطاقة المتجددة، بمشاركة قدرها 70 % من طاقة الرياح وبنفس المستوى من التكلفة أو أقل من الموجودة حاليًا.[10][11][12]
بالنسبة لبعض النقاد؛ فإن شبكةالنقل واسعة النطاق ليست بشئ جديد، ويشير هؤلاء إلى أن التكنولوجيا لديها اختلاف صغير عن تلك المستخدمة في شبكاتنقل الطاقة الإقليمية والوطنية، يشير المؤيدون أنه بجانب ميزات الشبكة الذكية النوعية التي تسمح بالتنسيق الفوري والتوازن بين مصادر الطاقة المتقطعة عبر الحدود الدولية، فإن الشمولية الكمية لها جودة تعادلهم كلهم، ويتم الادعاء بأن الشبكات الفائقة تفتح الأسواق.[13] وقد حدثت ثورة في النقل بين الدول وثورة في التجارة الإلكترونية عبر الإنترنت عندما تم بناء شبكات قدرة عالية شاملة، وهناك من يقول أن الشبكة الفائقة ذات القدرة العالية يجب إنشاءها من أجل توفير شبكة توزيع شاملة ومع هذه القدرات المتاحة فإن تجارة الطاقة محدود فقط من خلال رجال الأعمال الذين يمكن أن يتم جلبهم إلى السوق.
أظهرت دراسة للشبكة الأوروبية الفائقة بأن 750 ميجاوات من سعة النقل الإضافية سوف تكون مطلوبة، وتشمل 5 جيجاوات من خطوط تيار الجهد العالي المستمر .[16] وتم إنشاء مقترح مؤخرًا من شركة ترانس كندا حيث حدد 1600 كيلومتر، 3 جيجا وات لخط تيار جهد عالي مستمر وسعره 3 بليون دولار أمريكي، كما أنه سوف يحتاج إلى ممر باتساع 60 متر .[17] في الهند، تم إنشاء مقترح حدد 6 جيجا وات، 1850 كيلو متر وسعره 790 بليون دولار وسوف يتطلب ممر اتساعه 69 متر .[18] بالنسبة لل 750 جيجا وات لخط تيار الجهد العالي المستمر المطلوب للشبكة الفائقة الأوروبية، فإن الأرض والمال اللازمة لخطوط النقل الجديدة سوف تكون كبيرة.
مساحات كبيرة من الأرض سوف تكون مطلوبة لممرات النقل الكهربائية المستخدمة بواسطة خطوط النقل الجديدة للشبكة الفائقة، يمكن أن يكون هناك معارضة كبيرة لتحديد مواقع خطوط الكهرباء بسبب المخاوف بشأن التأثير البصري، القلق حول قضايا الصحة المتصورة والاهتمامات البيئية، والولايات المتحدة الأمريكية تقوم بعملية لتعيين ممرات النقل
الكهربائية الوطنية، وأنه من المرجح أن هذه العملية سوف تستخدم لتحديد مسارات الشبكة الفائقة في ذلك البلد، في الاتحاد الأوروبي يسمح لخطوط النقل الهوائية الجديدة أن تصل إلى 10 سنوات .[21]
في بعض الحالات يؤدي ذلك إلى جعل الكابل الأرضي أكثر ملائمة، وحيث أن مساحة الأرض المطلوبة خمس مساحة الأرض المطلوبة لخطوط النقل الهوائي والعملية أسرع بكثير وبشكل ملحوظ، فإن خطوط النقل الأرضي يمكن أن تكون أكئر ملائمة على الرغم من عيوبها المتمثلة في سعرها الغالي وقلة السعة وقصر العمر الإفتراضي وتعاني من كثرة الأعطال.
المصالح التجارية
تحديد الموقع
تؤثر الشركات الكبرى بقوة في تحديد موقع الشبكة الفائقة لمصلحتهم الشخصية، وسعر الطاقة المترددة هو سعر تسليم الكهرباء، وإذا كان إنتاج الكهرباء من مزارع الرياح بولاية داكوتا الشمالية أو من الطاقة الشمسية بأريزونا قادر على المنافسة، فإن المسافة بين مزارع الرياح وشبكة النقل بين الدول يجب ألا تكون كبيرة، وهذا بسبب خط التغذية من المولد إلى خطوط النقل حيث يتم دفع تكاليف النقل بواسطة المسئول عن التوليد، وتساعد بعض المناطق في دفع تكاليف هذه الخطوط على حساب التنظيم المحلي مثل لجنة المرافق العامة، وقد تم اختيار مشروع بول بيكنز لكى يتم دفع تكلفة خطوط التغذية خاصته بعض المناطق مثل تكساس، وتعطي مثل هذه المشاريع قوة الاستملاك الذي يسمح للشركات الاستيلاء على الأرض في مسار البناء المخطط له.
في عام 1960، عارضت شركات الطاقة الخاصة بكاليفورنيا مشروع المحيط الهادئ مع مجموعة من الاعتراضات التي تم رفضها، وعندما تم الانتهاء من المشروع، تمكن المستهلكون بلوس أنجلوس من توفير 6000.000 دولار لكل يوم باستخدام الطاقة الكهربائية الناتجة من المشروع على نهر كولومبيا أكثر من شركات الطاقة المحلية التي أنفقت وقود حفري أغلى.
^Alan Shaw (29 سبتمبر 2005). "Issues for Scotland's Energy Supply"(PDF). Edinburgh, Scotland: Royal Society of Edinburgh: 10. مؤرشف من الأصل(pdf) في 2009-03-18. اطلع عليه بتاريخ 2008-12-07. In 1965 the first 400 kV line was inaugurated, running for 150 miles from Sundon, Bedfordshire to West Burton in the Midlands. The two new 275 kV and 400 kV systems running in parallel with each other became known as the Supergrid.{{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة)صيانة الاستشهاد: postscript (link)
^Sergei Lebed (20 أبريل 2005). "IPS//UPS Overview"(PDF). Brussels: UCTE-IPSUPS Study presentation. مؤرشف من الأصل(pdf) في 2013-05-22. اطلع عليه بتاريخ 2008-11-27. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة)صيانة الاستشهاد: postscript (link)
^UCTE-IPS/UPS Study Group (7 ديسمبر 2008). "Feasibility Study: Synchronous Interconnection of the IPS/UPS with the UCTE". TEN-Energy programme of the المفوضية الأوروبية: 15,16. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة)، |format= بحاجة لـ |url= (مساعدة)، والوسيط |تاريخ الوصول بحاجة لـ |مسار= (مساعدة)صيانة الاستشهاد: postscript (link)
^
John F. Hauer؛ William Mittelstadt؛ Ken Martin؛ Jim Burns؛ Harry Lee (2007). "Integrated Dynamic Information for the Western Power System: WAMS analysis in 2005". في Leonard L. Grigsby (المحرر). Power System Stability and Control (Electric Power Engineering Handbook). Boca Raton, FL: CRC Press. ص. 14–4. مؤرشف من الأصل في 2020-03-14. اطلع عليه بتاريخ 2008-12-06. {{استشهاد بكتاب}}: الوسيط غير المعروف |laysummary= تم تجاهله (مساعدة)
