قام باحثون من جامعة ويسترن الكندية بتطوير أداة افتراضية مفتوحة المصدر تعتمد على تقنية البلوك تشين لتجارة الطاقة الشمسية من نظير إلى نظير (P2P)، باستخدام العقود الذكية لتوفير ما يصل إلى 1,600 دولار أمريكي مقابل 10 منازل في سيناريوهات محاكاة.
الصورة: جامعة ويسترن، تقدمات الطاقة الشمسية، CC BY 4.0
قام علماء من جامعة ويسترن الكندية بتصميم أداة مساعدة افتراضية مستقلة مفتوحة المصدر لمراقبة مستخدمي الطاقة الشمسية وتمكين التداول من نظير إلى نظير. يقوم نظامهم القائم على تقنية بلوكتشين SolarXchange بإنشاء عقود ذكية من تلقاء نفسه، مما يسهل المعاملات بين المستخدمين على أساس كل ساعة. قال المؤلف المشارك الدكتور جوشوا م. بيرس: "نحن مهتمون حقًا بالعمل مع شركات المرافق الكهربائية التي تركز على المستقبل والتي تريد تمكين توليد الطاقة الشمسية الموزعة على نطاق واسع وتبادلات نظير إلى نظير لإنشاء شبكة كهربائية مرنة حقًا". مجلة الكهروضوئية.
"بالنسبة لشركات المرافق التي تختار تبني توليد الطاقة الموزعة، هناك نماذج أعمال مختلفة. أحد الأساليب المغرية هو تمكين تداول الطاقة الشمسية من نظير إلى نظير"، كما قال الأكاديميون. "المشكلة الأساسية هي أن أنظمة الفوترة تم إنشاؤها لإنتاج الطاقة المركزية، وهناك حاجة إلى طريقة جديدة للفوترة/التداول مصممة لتوليد الطاقة الموزعة. أحد الأساليب هو استخدام تقنية blockchain لأنها تسمح بمعاملات آمنة".
تعتمد الأداة المساعدة الافتراضية الجديدة على مستويين من العقود، المكتوبة باستخدام Solidity، إحدى لغات العقود الذكية الشائعة. في سياق blockchain، تكون العقود الذكية عبارة عن أكواد تنفذ المهام تلقائيًا عند استيفاء شروط معينة. على المستوى الأول، يكون لكل منزل مشارك عقد House، يصف الحالة العامة لتوليد الطاقة الكهروضوئية والطلب عليها لدى المستخدم. على المستوى الثاني، تدير الأداة المساعدة الافتراضية عقد HouseFactory، الذي يمتص المعلومات من عقود المستوى الأول، ويتتبع الطلب والإنتاج لكل منزل على حدة ويقرر متى يجب تبادل الكهرباء.
"وقد تم كتابة اختبارات الوحدة لكل من طرق العقود في Solidity، وتم جمع البيانات حول استخدام الغاز وتكاليفه. وتجدر الإشارة إلى أن "الغاز" في سياق شبكات P2P يشير إلى وحدة القياس لرسوم المعاملات والتكاليف الحسابية وليس الغاز الطبيعي"، كما ذكرت المجموعة. "تم حساب التكلفة الإجمالية لنشر العقود من خلال نقل العقود إلى blockchain Truffle المحلي واسترداد معلومات استخدام الغاز والتكلفة من مخرجات المحطة."
الصورة: جامعة ويسترن، تقدمات الطاقة الشمسية، CC BY 4.0
بعد اختبار وظائف blockchain، تم تطوير محاكاة JavaScript لاستخدام العقود على البيانات الفعلية للحمل وتوليد الطاقة الكهروضوئية لمدة عام واحد على أساس كل ساعة. تأخذ المحاكاة في الاعتبار سيناريوهين: كلاهما يتضمن 10 منازل ومعلومات كهرباء حقيقية من مدينة نيويورك. تمثل دراسة الحالة الأولى، "True Peers"، نظامًا ناضجًا في المستقبل حيث تكون جميع المنازل مستهلكين منتجين مع الطاقة الكهروضوئية الخاصة بهم.
"أما دراسة الحالة الثانية فتسمى "الانتقال المتقطع". وفي دراسة الحالة هذه هناك أربعة أنواع من المنازل"، كما أوضح العلماء. "أولاً، ربع المنازل لديها ضعف الطاقة الكهروضوئية التي تحتاجها للاستهلاك الذاتي، وتمثل الأسر التي لديها مساحات كبيرة غير مظللة على أسطح المنازل. ثانياً، ربع المنازل لديها ما يكفي من الطاقة الكهروضوئية لمطابقة حمولتها الكهربائية سنويًا، وهو ما يمثل الطريقة التي تم بها تصميم معظم أنظمة الطاقة الكهروضوئية على أسطح المنازل اليوم للاستفادة من معدلات القياس الصافي. ثالثًا، ربع المنازل لديها نصف الطاقة الكهروضوئية فقط اللازمة لمطابقة حمولتها، وهو ما يمثل المنازل الموجودة على قطعة أرض صغيرة أو في وضع غير مثالي. أخيرًا، ربع المنازل ليس لديها طاقة كهروضوئية تمثل الأسر التي لا تتوفر لديها مساحة سطحية للطاقة الكهروضوئية بسبب التظليل أو الأسر التي لا تستطيع الوصول إلى رأس المال لتثبيت الطاقة الكهروضوئية".
أدت دراسة الحالة True Peers إلى تبادل 521 كيلووات/ساعة من الطاقة، مما أسفر عن توفير إجمالي في التكلفة السنوية قدره 70.78 دولارًا بموجب هيكل أسعار وقت الاستخدام. وعلى النقيض من ذلك، أسفرت دراسة الحالة Intermittent Transition عن تبادل 11,478 كيلووات/ساعة، مع إجمالي وفورات صافية قدرها 1,599.24 دولارًا بموجب هيكل أسعار وقت الاستخدام نفسه.
وقال الباحثون إن "زيادة التباين في إنتاج الطاقة الكهروضوئية أدى بالتالي إلى زيادات تزيد عن عشرين ضعفًا في التبادلات وتوفير التكاليف الصافية".
وخلصت المجموعة إلى أن "هذا البحث يهدف إلى إظهار إمكانية إنشاء نظام قياس صافي افتراضي فعّال للغاز من نظير إلى نظير، ويتطلب الحد الأدنى من الصيانة للمستخدمين مع توفير المال لهم في نفس الوقت". "نتيجة لذلك، يجعل هذا النظام امتلاك الطاقة الكهروضوئية والمشاركة في شبكة نظير إلى نظير أكثر سهولة. يستفيد كل من مالكي الطاقة الكهروضوئية وغير المالكين للطاقة الكهروضوئية من المشاركة في هذا النظام، كما يتضح من دراسة الحالة الخاصة بالتحول المتقطع. يجب على المرافق العامة تبني دور المرافق العامة الافتراضية في النظام المقترح لمركزية عملية نظير إلى نظير".
وقد قدموا نظامهم في "استخدام دفتر الأستاذ لتسهيل القياس الصافي الافتراضي المستقل من نظير إلى نظير لتوليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية الموزعة"، والذي نُشر مؤخرًا في تقدم الطاقة الشمسية.
هذا المحتوى محمي بموجب حقوق الطبع والنشر ولا يجوز إعادة استخدامه. إذا كنت ترغب في التعاون معنا وترغب في إعادة استخدام بعض المحتوى الخاص بنا، فيرجى الاتصال بـ: Editors@pv-magazine.com.
مصدر من مجلة الكهروضوئية
إخلاء المسؤولية: يتم توفير المعلومات المذكورة أعلاه بواسطة pv-magazine.com بشكل مستقل عن Chovm.com. لا تقدم Chovm.com أي تعهدات أو ضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات. ينكر موقع Chovm.com صراحةً أي مسؤولية عن الانتهاكات المتعلقة بحقوق الطبع والنشر للمحتوى.
