يعمل المركز الوطني لبيانات الطاقة المتجددة على توفير بيانات ومعلومات الطاقة المتجددة للاستفادة منها في الدراسات والأبحاث والمشاريع، حيث يقوم المركز بخدمة شريحة كبيرة من المستخدمين سواءً المستثمرين، أو الباحثين، أو مطوري التقنيات وغيرهم، وذلك لتمكينهم من الحصول على البيانات ذات الدقة والجودة العالية للقيام بمهامهم المختلفة. كما يتميز المركز بتوفيره أدوات المحاكاة والنمذجة والتنبؤ للطاقة المتجددة، وكذلك يقوم بتقديم صورة شاملة لحالة قطاع الطاقة المتجددة في المملكة ومعدلات النمو فيه باستخدام الوسائل المتقدمة لذكاء البيانات.
كما يقوم المركز بالأعمال التالية:
• جمع وإنشاء قواعد بيانات الطاقة المتجددة لتحليلها وتدقيقها وتنظيم المعلومات المتعلقة بجميع تقنيات الطاقة المتجددة وإنتاجها وحفظها مركزياً وتوفيرها للشركات الراغبة في الاستثمار في مشاريع الطاقة المتجددة.
• القيام بعمليات التنبؤ بمصادر الطاقة المتجددة وكميات إنتاجها وتحليل البيانات وتنقيذ الدراسات وتقديم التقارير ذات العلاقة الداعمة لسوق الطاقة الوطني.
1. بوابة أطلس الإلكترونية
بوابة أطلس الإلكترونية
الأطلس الوطني لقياس مصادر الطاقة المتجددة و الرصد البيئي هو عبارة عن بوابة إلكترونية تحتوي على قاعدة من البيانات الجغرافية و المعلومات المناخية الشاملة عن موارد الطاقة المتجددة و الخاصة بمختلف مناطق المملكة العربية السعودية، حيث يمكن استخدمها كمرصد لتحديد موارد الطاقة المتجددة.
كما يعتبر هذا الموقع الإلكتروني إحدى مشاريع قياس الطاقة التي أطلقت من قبل مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية و المتجددة لدعم مشاريع الطاقة المتجددة لإنتاج الكهرباء و تحلية المياه، وأيضاً للاستفادة منها في النواحي البحثية لتطوير التقنيات و دراسات الجدوى لإيجاد الحلول الاستثمارية المناسبة من قبل المهتمين و أصحاب العلاقة مثل الجامعات التعليمية و مراكز الأبحاث الاستشارية. ومن بين المنظمات الرئيسية المستفيدة من المشروع هي الجامعات، معاهد البحوث، مطوري المشاريع و مموليها، المنظمات الحكومية و شبه الحكومية.
يحتوي أطلس حالياً على معلومات شاملة عن قياسات موارد الطاقة الشمسية، بالإضافة إلى معلومات محدودة عن موارد طاقة الرياح:
· تحتوي البوابة على قياسات مصادر الطاقة الشمسية الواردة من الشبكة التشغيلية، حيث تستمد البوابة قياسات مصادر الطاقة الشمسية من 46 محطة مكونة من أجهزة رصد شمسية موزعة على جميع أنحاء المملكة. كما تتضمن بيانات الفترات الزمنية التاريخية المستوحاة من شبكة رصد الموارد الشمسية التي تديرها مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم و التقنية.
· بيانات موارد طاقة الرياح ( على ارتفاع 100 متر) من أجهزة الرصد المتواجدة حالياً في مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية و المتجددة، تشمل حالياً 10 أبراج موزعة على مختلف مناطق المملكة.
· أيضاً يحتوي أطلس على معلومات موارد الطاقة الشمسية و الرياح الواردة عن طريق أجهزة الأقمار الاصطناعية.
بالإضافة إلى ذلك يمكنكم الاطلاع على مجموعة من البيانات الإضافية كخرائط الطرق و الشبكة الكهربائية في المملكة العربية السعودية لتساعد على توفير سياق الإحصاءات التأسيسية لمشاريع إنتاج الطاقة.
لمزيد من المعلومات عن بوابة أطلس، الرجاء زيارة الرابط https://rratlas.kacare.gov.sa
. شبكة محطات رصد وقياس الطاقة الشمسية
من العناصر الأساسية في نجاح المشاريع الاستثمارية العملاقة هو جودة البيانات المعتمد عليها في دراسة مدى جدوى هذه المشاريع، ولأهمية هذه البيانات بالنسبة لمشاريع محطات توليد الطاقة الشمسية ومشاريع تحلية المياه بالطاقة الشمسية وكون البيانات المتوفرة عن مصادر الاشعاع الشمسي قديمة وغير شاملة لجميع مناطق المملكة، انشأت مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة شبكة متكاملة من محطات الرصد الشمسي وقياسات الرياح، واعتمدت في إنشائها على أحدث التقنيات العالمية في مجال الرصد الشمسي واعتمدت أعلى المعايير العالمية في قياس وتقييم هذه البيانات وصيانة وتشغيل هذه المحطات. وتعتبر هذه الشبكة المتكاملة فريدة من نوعها في منطقة الشرق الاوسط وشمال افريقيا من حيث عدد محطات القياس وانتشارها الواسع في جميع مناطق المملكة، حيث تم البدء في إنشاء اول محطة في بداية العام 2013 وتم الى الان تركيب اكثر من 47 محطة لرصد مصادر الطاقة المتجددة في المملكة.
تم إنشاء مستويين من محطات رصد و قياس موارد الطاقة الشمسية، حيث تم توزيعها حسب أنواع وكميات الأجهزة المستخدمة لكل مستوى. وذلك لتلبية الاحتياجات اللازمة للحصول على البيانات التي تصف التغيرات المكانية والزمانية للموارد الشمسية بدقة، بما في ذلك تأثيرات الغبار الجوي في جميع أنحاء المملكة.
هذا المستوى من محطات قياس و رصد الطاقة الشمسية هو الأكثر تعقيداً و دقة، حيث تحتوي كل محطة على أجهزة ذات نظم تتبع وقياسات متعددة لتوفير أعلى مستوى من جودة البيانات، وذلك في نطاق +/- 2 ٪ (لكل ساعة) اعتمادا على ضبط و قياسات الأجهزة المستخدمة. لذا يتم فحص و تنظيف محطات المستوى الأول بشكل يومي، لتوفير دقة البيانات المطلوبة لكل دقيقة (بمعدل بيانات متوسط لكل ساعة زمنية وما فوق لتيسير قراءة البيانات على مستخدمي بوابة أطلس الإلكترونية) .ثلاثة اعدادات لمحطات المستوى الأول في مرحلة التركيب. بالإضافة الى ذلك، محطات المستوى الأول مطابقة لمواصفات ومقاييس المنظمة العالمية للأرصاد.
محطات البحوث والتنمية - A: حيث تحتوي هذه المحطات على مجموعة متكاملة من أدوات قياس الإشعاعات الشمسية و رصد العناصر الإشعاعية الزائدة عن الحاجة ذات البيانات المستقلة، بالإضافة إلى الأدوات الأساسية للأرصاد الجوية و أجهزة قياس ترسب الغبار و مدى متوسط الرؤية الأفقية.
محطات رصد الأطياف المنتشرة ذات النطاق الواسع للطاقة الشمسية - B: حيث تحتوي هذه المحطات على أدوات خاصة لقياس ورصد الإشعاعات الشمسية ذات النطاق المنتشر، لتحديد نسبة متوسط الإشعاعات في الأطياف الشمسية. كما تحتوي على أجهزة قياس الضوء، جهاز مقياس الغلاف الجوي لطيف الأشعة تحت الحمراء، بالإضافة إلى الأدوات الأساسية للأرصاد الجوية و أجهزة قياس ترسب الغبار و مدى متوسط الرؤية الأفقية.
محطات رصد الأشعة الأفقية للطاقة الشمسية - C: حيث تحتوي هذه المحطة على أدوات قياس ورصد الإشعاعات الشمسية ذات النطاق الأفقي مثل (الإشعاع الكلي و المتعامد المباشر، الإشعاع الأفقي المنتشر، الأشعة الأفقية الكلي و المتعامد، الأشعة المائلة العالمية)، بالإضافة إلى الأدوات الأساسية للأرصاد الجوية.
قائمة مقاييس ومعدات المستوى 1
*Rotating Shadowband
Radiometer
Global Horizontal Irradiance (GHI) Secondary
Diffuse Horizontal Irradiance (DHI) Secondary
Direct Normal Irradiance (DNI) Computed
Wind Speed/ irection @ 10m
(ground sites only)
Speed: P2546A and cable
Direction: 200P, cable, and weather boot
المستوى 2 – محطات متوسطة المدى:
تعتمد هذه المحطات البسيطة على مقياس الإشعاع الشمسي الكلي و المتعامد (RSR) حيث يحتوي هذا النوع من المحطات على أجهزة رصد موارد الطاقة الشمسية الأساسية وتنظيم بيانات الأرصاد الجوية السطحية. كما أن مقياس كثافة الطاقة الإشعاعية على الظل يوفر بيانات ذات جودة أقل من +/- 5 ٪ (لكل ساعة) و يتم فحص و تنظيف المحطات متوسطة المدى على أساس جدول زمني (مرتين أسبوعيا)، لتوفير البيانات اللازمة لكل دقيقة (بمعدل بيانات متوسط لكل ساعة زمنية وما فوق لتيسير قراءة البيانات على مستخدمي بوابة أطلس الالكترونية).
Global Horizontal Irradiance (GHI) Primary
Diffuse Horizontal Irradiance (DHI)
مواقع محطات رصد وقياس الطاقة الشمسية
3. شبكة محطات رصيد وقياس طاقة الرياح
إن المملكة تشهد نمواً مضطرداً وبمعدلات عالية للطلب على الكهرباء والمياه المحلاة وذلك نتيجة للنمو السكاني والأسعار المدعومة للمياه والكهرباء ويقابل هذا الطلب المتنامي على الكهرباء والماء طلباً متزايداً على الموارد الهيدروكربونية الناضبة لاستخدامها في توليد الكهرباء وتحلية المياه التي ستستمر الحاجة لتوفيرها بشكل متزايد ولذلك فإن استخدام مصادر بديلة مستدامة وموثوقة لتوليد الكهرباء وإنتاج المياه المحلاة يقلل من الاعتماد على الموارد الهيدروكربونية وبالتالي يوفر ضماناً إضافياً لإنتاج الماء والكهرباء في المستقبل ويوفر في الوقت ذاته الموارد الهيدروكربونية الأمر الذي سيؤدي إلى إطالة عمرها وبالتالي إبقائها مصدراً للدخل لفترة أطول.
وكمنطلق لتلبية احتياجات المملكة من الطاقة المتجددة، أنشأت مدينة الملك عبد الله للطاقة الذرية والمتجددة شبكة من محطات رصد نشاط حركة طاقة الرياح لتمكين نجاح وربحية مشاريع طاقة الرياح الاستثمارية التي تندرج تحت رؤية المملكة 2030 للتحول إلى مزيج من الطاقة مستدام، موثوق وقليل الانبعاثات من شأنه توفير احتياجات الطاقة لكافة أنشطة التنمية المتسارعة.
هذا النوع من الرصد يتطلب قياسات فنية دقيقة وعلى نطاق زمني أقله عام واحد للوصول لأمثل نتائج ممكنة.
وفي أكتوبر عام 2013، تم تركيب ابراج طويلة القامة في مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية و المتجددة لرصد وقياس طاقة الرياح حيث يصل ارتفاع البرج إلى 100 متر. بأجهزة قياس شديدة الحساسية ضمن أفضل المعايير الدولية.
وتشمل الخطط المستقبلية توسيع الشبكة الحالية من محطات الرصد بمحطات إضافية على مستوى المملكة، والتي تتكون من حوالي 40 برجاً (على الأقل) بارتفاع 100 متر. هذه المحطات ترصد ضمن فترة زمنية (عشرة دقائق) الإحصاءات التالية:
1. المتوسط، الانحراف المعياري، أعلى قيمة وأقل قيمة لسرعة الرياح على ارتفاعات مختلفة
2. المتوسط، الانحراف المعياري، أعلى قيمة وأقل قيمة لاتجاه الرياح على ارتفاعات مختلفة.
3. المتوسط، الانحراف المعياري، أعلى قيمة وأقل قيمة لدرجة الحرارة.
4. المتوسط، الانحراف المعياري، أعلى قيمة وأقل قيمة للرطوبة النسبية.
5. المتوسط، الانحراف المعياري، أعلى قيمة وأقل قيمة للضغط الجوي.
ويمكن حساب عوامل هامة من البيانات المرصودة، على سبيل المثال:
1. المتوسط السنوي لسرعة الرياح على ارتفاع 100م.
2. شدة اضطراب الرياح (Turbulence intensity).
3. رياح القص (Wind Shear).
4. معاملات توزيع وايبل (Weibull parameters).
5. كثافة الهواء.
6. متوسط إنتاج الطاقة السنوي.
يجدر بالذكر أن هذه المعلومات تفيد وبشكل أساسي الباحثين ومطوري تقنيات ومشاريع الطاقة المتجددة.
