اتصال ۲۰۰ مگاوات ظرفیت پراکنده | تغییر راهبرد توانیر در اتصال نیروگاه خورشیدی

در جریان نشست هماهنگی گذر از دوره سرد سال ۱۴۰۵ با حضور مدیران ارشد ستادی و مدیران عامل شرکت‌های برق منطقه‌ای و توزیع برق سراسر کشور، شرکت توانیر از راهبرد عملیاتی جدیدی رونمایی کرد. بر اساس این طرح، اتصال و بهره‌برداری از ۲۰۰ مگاوات نیروگاه خورشیدی متعلق به بخش خصوصی در قالب ۲۰ ساختگاه ۱۰ مگاواتی مستقیماً به شبکه‌های توزیع و نقاط مصرف آغاز شده است؛ اقدامی بنیادین که فرایند طاقت‌فرسا و پرهزینه احداث خطوط اختصاصی و پست‌های فوق‌توزیع بالادست را به طور کامل از مسیر اتصال مزارع خورشیدی مقیاس متوسط حذف می‌کند.

جزئیات تصمیم توانیر و اولویت‌بندی استانی ساختگاه‌ها

بر اساس اعلام مدیرعامل توانیر، ساختگاه‌های این طرح راهبردی عمدتاً در ۵ استان کلیدی توزیع شده‌اند که شامل استان‌های شمالی و جنوبی کشور است:

• استان‌های شمالی و شمال‌شرقی: مازندران، گلستان و خراسان شمالی (با هدف تقویت پایداری بار در فصول پرمصرف و جبران ناترازی سوخت فسیلی نیروگاه‌های حرارتی در زمستان).
• استان‌های جنوبی: خوزستان و هرمزگان (با هدف مهار افت ولتاژ شبکه در اوج بار صنعتی و کشاورزی).

این ساختگاه‌ها بدون نیاز به توسعه زیرساخت‌های ۶۳ یا ۱۳۲ کیلوولت، مستقیماً به نزدیک‌ترین فیدرهای فشار متوسط (۲۰ کیلوولت) شبکه توزیع محلی متصل می‌شوند. طبق ارزیابی‌های فنی توانیر، این شیوه استقرار، سرعت تزریق برق تجدیدپذیر به شبکه را بیش از ۵۰ درصد افزایش می‌دهد.

تحلیل ریاضی کاهش تلفات انتقال ناشی از تولید در محل مصرف

یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های مهندسی این مدل، بهینه‌سازی جریان بار و افت اهمی شبکه است. تلفات توان اکتیو در خطوط توزیع طبق رابطه زیر محاسبه می‌شود:

$$P_{\mathrm{loss}} = 3 \cdot I^{2} \cdot R = \frac{P_{\mathrm{load}}^{2} + Q_{\mathrm{load}}^{2}}{V^{2}} \cdot R$$

اجزای این رابطه عبارتند از:

• $P_{\mathrm{loss}}$: تلفات توان اکتیو شبکه بر حسب وات ($\mathrm{W}$) یا مگاوات ($\mathrm{MW}$).
• $I$: جریان عبوری از خط انتقال یا توزیع بر حسب آمپر ($\mathrm{A}$).
• $R$: مقاومت اهمی معادل هادی بر حسب اهم ($\Omega$).
• $P_{\mathrm{load}}$ و $Q_{\mathrm{load}}$: توان‌های اکتیو و راکتیو مصرفی بار در منطقه.
• $V$: ولتاژ باس بار بر حسب ولت ($\mathrm{V}$).

هنگامی که نیروگاه خورشیدی ۱۰ مگاواتی مستقیماً به باس مصرف متصل می‌شود، توان تولیدی $P_{\mathrm{pv}}$ مستقیماً از $P_{\mathrm{load}}$ کسر شده و توان ارسالی از نیروگاه‌های دوردست ($P_{\mathrm{net}} = P_{\mathrm{load}} – P_{\mathrm{pv}}$) افت می‌کند؛ در نتیجه، به دلیل وابستگی درجه دوم تلفات به جریان ($I^{2}$)، تلفات شبکه به صورت غیرخطی و چشمگیر افت می‌یابد.

رمزگشایی از چالش «اتصال به شبکه» در اقتصاد خورشیدی

در مدل سرمایه‌گذاری نیروگاه‌های تجدیدپذیر، شاخص‌های نرخ بازگشت داخلی (IRR) و ارزش فعلی خالص (NPV) رابطه مستقیمی با سرعت رسیدن به تاریخ بهره‌برداری تجاری (COD) دارند. پیش از این، الزام سرمایه‌گذاران به تملک حریم دکل‌ها، اجرای خطوط دومداره ۶۳ کیلوولت و خرید تجهیزات پست فوق‌توزیع، هزینه‌ای در حدود چند صد میلیارد ریال به ازای هر مگاوات ایجاد می‌کرد و خواب سرمایه را تا ۲ سال افزایش می‌داد.

با رویکرد جدید اتصال ۲۰ ساختگاه به شبکه توزیع:

• تسریع درآمدزایی در تابلوی سبز بورس انرژی: سرمایه‌گذاران می‌توانند با کاهش دوره ساخت، برق تولیدی خود را ظرف چند ماه در تالار برق سبز عرضه کرده یا در قالب قراردادهای دوجانبه به صنایع متقاضی واگذار کنند.
• پایداری شبکه در زمستان و تابستان: تولید برق تمیز در نیمه شمالی، فشار روی نیروگاه‌های حرارتی در ایام محدودیت سوخت گاز زمستانه را تخفیف داده و ناترازی شبکه را کاهش می‌دهد.

پرسش‌های متداول سرمایه‌گذاران

آیا همه ساختگاه‌های ۱۰ مگاواتی واجد شرایط اتصال به شبکه ۲۰ کیلوولت هستند؟

خیر. اتصال به سطح ولتاژ ۲۰ کیلوولت نیازمند وجود ظرفیت آزاد ترانسفورماتورها و توان حرارتی هادی‌های فیدر است. معمولاً ظرفیت مجاز تزریق بر روی یک فیدر استاندارد هوایی یا زمینی فشار متوسط بین ۳ تا ۷ مگاوات است؛ برای تزریق ۱۰ مگاوات، احداث پست پاساژ اختصاصی و استفاده از حداقل دو فیدر مجزا یا کابل‌کشی تقویتی کوتاه تا پست فوق‌توزیع الزامی خواهد بود.

تکلیف سرمایه‌گذارانی که زمین آن‌ها از شبکه توزیع فاصله دارد چیست؟

سرمایه‌گذارانی که زمین آنها در فواصل طولانی از خطوط ۲۰ کیلوولت واقع شده، مشمول این رویه اتصال سریع نمی‌شوند و هزینه‌های خط‌کشی و افت ولتاژ مسیر به عهده مجری خواهد بود. توصیه می‌شود سرمایه‌گذاران از بانک زمین‌های شناسایی‌شده توانیر و ساتبا در جوار شهرک‌های صنعتی استفاده کنند.

درآمدزایی این نیروگاه‌ها به چه صورت تضمین می‌شود؟

سرمایه‌گذاران این پروژه‌ها می‌توانند برق خود را از طریق تابلوی سبز بورس انرژی، قراردادهای دوجانبه با صنایع مشمول ماده ۱۶ قانون جهش تولید دانش‌بنیان، یا قراردادهای خرید تضمینی ساتبا به فروش برسانند که بازدهی پایدار و سریع‌تری نسبت به گذشته رقم می‌زند.

منابع و مراجع تکمیلی

• پایگاه اطلاع‌رسانی توانیر
• دستورالعمل اتصال منابع تولید پراکنده و تجدیدپذیر به شبکه توزیع برق (معاونت هماهنگی توزیع توانیر): سند فنی شرایط فنی و حفاظتی اتصال به شبکه فشار متوسط.
• سامانه پایش ظرفیت ساختگاه‌های تجدیدپذیر ساتبا (سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق): راهنمای ساختگاه‌های مصوب استان‌های اولویت‌دار.