مع اقتراب عدد سكان الأرض من ثمانية مليارات نسمة، ومع تحسن نوعية حياة مليارات آخرين، فإن الطلب على الكهرباء لا يفعل شيئًا سوى الاستمرار في النمو. وهذا مهم لأن الكهرباء هي التي تدير العديد من الأشياء التي نستخدمها كل يوم مثل الأضواء والثلاجة والتلفزيون. ومع ذلك، فإن الطلب المتزايد يخلق أيضًا بعض المشاكل الخطيرة للمناخ. إحدى المشاكل هي كيفية بناء المحولات بحيث يمكنها نقل الكهرباء بأمان وكفاءة وبكميات كبيرة إلى حيث نريدها بالفعل. QXG هنا لمساعدتك.
المحولات هي من أهم المعدات في نظام الطاقة لدينا. فهي تقوم في الأساس بتحويل الكهرباء ذات الجهد العالي المولدة في محطات الطاقة إلى كهرباء ذات جهد منخفض يمكن استخدامها بأمان في منازلنا وشركاتنا. المحولات، من ناحية أخرى، كبيرة وثقيلة وبالتالي فإن التحدي الذي يفرضه نقل هذه المجموعات إلى المواقع الصحيحة. علاوة على ذلك، فإن المحولات تستهلك الكثير من الطاقة عند تشغيلها. وقد يؤدي هذا إلى دفع المستهلكين لفواتير كهرباء عالية ويزيد أيضًا من تلوث بيئتنا.
محولات أفضل من أفكار مختلفة
لحسن الحظ، هناك العديد من الأفكار الجديدة التي يتم تصورها لترقية المحولات مثل محول زيت عالي التردد وتحسين كفاءة الطاقة في العمل. ومن بين المفاهيم المثيرة للاهتمام استغلال معدن معين في تصميم المحولات. إن خسائر الطاقة في هذه المحولات الجديدة أقل بنسبة 8% مقارنة بالمحولات التقليدية التي تستخدم معدنًا غير متبلور. وهذا يترجم إلى انخفاض خسائر الطاقة أثناء توصيل الطاقة الكهربائية، مما يجعلها أكثر كفاءة. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه المحولات الجديدة أكثر كفاءة بكثير عند مقارنتها بالإصدارات الأقدم، فهي أخف وزنًا وأصغر حجمًا من نظيراتها ويمكن نقلها بسهولة وحتى تركيبها.
ومن الخطوات الرائدة الأخرى تصنيع محولات مزودة بأنظمة تبريد ذكية. تساعد المراوح أو المضخات في هذه الأنظمة على تحريك الهواء أو السائل للحفاظ على برودة المحولات أثناء عملها. ولا يعمل هذا على تحسين كفاءة الطاقة فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى إنتاج محولات أصغر وأخف وزنًا وأسهل في الإدارة.
إنشاء محطات فرعية جاهزة للمستقبل
سوف نحتاج إلى تغيير التصميم الكامل لمحطة التوزيع الفرعية، وليس فقط الأجزاء الموجودة في المحول مثل محول ثلاثي الطورلتلبية احتياجات الطاقة الحديثة وتحسين كفاءة الطاقة على نطاق واسع. المواد الصديقة للبيئة مثل الخشب والإضاءة الموفرة للطاقة وحتى الألواح الشمسية وطواحين الهواء لتوزيع محطات الطاقة الفرعية بشكل أفضل من ذي قبل. عندما نهتم بالاستدامة، فإننا نشارك معًا ونحمي نفس البيئة من أجل طريقة أكثر خضرة لاستخدام الطاقة.
ابتكارات ذكية أخرى بالإضافة إلى استخدام مواد أفضل، يمكن تجهيز محطات التوزيع بأنظمة مراقبة متقدمة. وهي عبارة عن أنظمة تحكم إشرافي واستحواذ على البيانات (SCADA) تساعدنا في مراقبة مدى جودة عمل المحطة الفرعية. إذا كانت هناك أي مشكلات، فيمكن حلها على الفور لجعل كل شيء يسير على ما يرام. في الواقع، يمكن لأنظمة SCADA تحديد مشكلات المحولات قبل أن تصبح حرجة، مما يتيح لك إجراء الصيانة والاستبدال حسب الحاجة.
استخدام الطاقة المتجددة
ومن بين الصعوبات المهمة الأخرى التي نواجهها خلط مصادر الطاقة الصديقة للبيئة ــ مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ــ في شبكة الطاقة القياسية. وبالمقارنة بقدرة محطات الطاقة التقليدية على توليد الطاقة على الدوام، فإن مصادر الطاقة المتجددة لا تولد الطاقة إلا عندما تدعمها الظروف. على سبيل المثال، توفر الألواح الشمسية الكهرباء عندما تشرق الشمس، وتوفر توربينات الرياح الطاقة عندما تهب الرياح.
هناك حاجة إلى محولات جديدة ومن بين المشاكل التي استهدفها الباحثون العمل على تصميم محولات جديدة محول إن المحولات الذكية قادرة على التعامل مع الطبيعة المتغيرة للطاقة المتجددة. حيث تتمكن المحولات الذكية من اكتشاف التقلبات في جهد الطاقة والتردد لأنها قادرة على التكيف بسرعة، ثم التبديل بين الفائض والنقص في إنتاج الطاقة. والنتيجة النهائية هي تغذية محكومة للطاقة إلى الشبكة في الحالات التي لا تنتج فيها الطاقة المتجددة كهرباء كافية، وذلك بفضل هذه التكنولوجيا الذكية.
المحولات الذكية تم تطوير المحولات ذات التقنية الذكية بهدف تعزيز نظام إمداد الكهرباء الفعال من حيث التكلفة والموثوق به.
ستلعب تقنية الشبكة الذكية دورًا متزايد الأهمية في تصميم المحولات في المستقبل. تدمج الشبكة الذكية جميع قطاعات نظام الطاقة مثل التوليد والنقل والتوزيع لتمكين الاتصال فيما بينها في الوقت الفعلي. يساعد هذا التحديث التكنولوجي للشبكة في تعظيم كفاءة كل كيلووات شاغر والحد من تهديدات انقطاع التيار الكهربائي للشبكة.
بفضل تقنية الشبكة الذكية، أصبحت المحولات قادرة على التفاعل مع الأجهزة والمكونات الأخرى على الشبكة أيضًا. وبفضل هذا، يمكنها تعديل عملها باستخدام بيانات فورية وتوزيع الطاقة بشكل أكثر دراية وعدالة. والأفضل من ذلك، أنها تمتلك القدرة على تحديد وقت تعطلها. وقت تعطل أقل وتكاليف صيانة أقل: بفضل القدرات التنبؤية، يصبح هذا فجأة قويًا جدًا في أسلوب خفض تكاليف نظام الطاقة الإجمالي.
