هل يمكن دمج محول النوع الجاف غير المتبلور مع أنظمة الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح؟

على خلفية التحول الهيكلي للطاقة العالمية ، قدم الوصول على نطاق واسع لمصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح متطلبات فنية جديدة لنظام الطاقة. باعتبارها واحدة من المعدات الأساسية لشبكة التوزيع ، أصبحت المحولات غير المتبلورة من النوع الجاف خيارًا فنيًا مهمًا لتعزيز الاستخدام الفعال للطاقة المتجددة بسبب خصائص المواد الفريدة.
1. الاختراق في القدرة على التكيف التقنية الناتجة عن الابتكار المادي
إن التركيب الذري المضطرب الذي تشكلته عملية التصلب السريع لمواد السبائك غير المتبلور يمنحهم خصائص مغناطيسية لا مثيل لها بواسطة صفائح الصلب التقليدية. تُظهر البيانات التجريبية أن القوة القسرية لنوى السبائك غير المتبلورة ليست سوى 1/5 من تلك التي من فولاذ السيليكون التقليدي الموجهة ، ويتم تخفيض فقدان التباطؤ بنسبة 60-80 ٪. تتمتع هذه الميزة بمزايا كبيرة في التعامل مع تقلبات توليد الطاقة المتجددة: عندما تواجه صفيف الطاقة الشمسية الكهروضوئية انخفاضًا مفاجئًا في الطاقة بسبب الغطاء السحابي ، أو عندما يواجه توربينات الرياح الاضطراب ويسبب إنتاج غير مستقر ، يمكن للمحول أن يستجيب بسرعة لتغييرات الحمل ، وتجنب مشكلة ارتفاع درجة الحرارة الناجمة عن تراكم الهزيترات في المحولات التقليدية. تُظهر الاختبارات التي أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة أنه في سيناريوهات توليد الطاقة المتقطعة ، تكون سرعة الاستجابة الديناميكية لمحولات السبائك غير المتبلورة أسرع بنسبة 32 ٪ من المنتجات التقليدية ، مما يؤدي إلى تحسين استقرار النظام بشكل فعال.
2. تأثير التراكب لمزايا كفاءة الطاقة طوال دورة الحياة
يؤكد نظام الطاقة المتجددة على الفوائد البيئية لدورة الحياة بأكملها ، وتتوافق خصائص كفاءة الطاقة لمحولات السبائك غير المتبلورة مع هذا. أخذ محول التدريج لمحطة توليد الطاقة الكهروضوئية 2MW كمثال ، فإن استخدام تقنية السبائك غير المتبلور يمكن أن يقلل من خسارة عدم التحميل إلى 20 ٪ من المنتجات التقليدية. في ظل حالة متوسط ​​التشغيل السنوي البالغ 8760 ساعة ، يمكن لجهاز واحد توفير أكثر من 26000 كيلو واط ساعة من الكهرباء في السنة. والأهم من ذلك ، أن كفاءة هذا النوع من المحولات يمكن أن تظل أعلى من 98.5 ٪ عند حمولة فاتحة قدرها 20 ٪ ، والتي تتوافق تمامًا مع حالة تشغيل محطات الطاقة منخفضة التحميل تمامًا أثناء الإغلاق الليلي والطقس الممطر. توضح بيانات شهادة Tüv الألمانية أن توصيل محولات السبائك غير المتبلور بأنظمة طاقة الرياح الموزعة يمكن أن يقلل من خسائر الطاقة الإجمالية بمقدار 1.8-2.3 نقطة مئوية ، وهو ما يعادل توسيع ساعات الاستخدام المكافئة لمعدات توليد الطاقة بمقدار 120 إلى 150 ساعة في السنة.
3. تطور توافق النظام تحت بيئة الشبكة الذكية
نظرًا لأن معدل تغلغل الطاقة المتجددة يتجاوز النقطة الحرجة البالغة 15 ٪ ، فإن طلب نظام الطاقة على المعدات الذكية أصبح بارزًا بشكل متزايد. تستخدم المحولات غير المتبلورة من النوع الجاف تقنية تصبغ الراتنجات الإيبوكسي ، ولها مستوى حماية IP54 ونظام عزل من الفئة F ، ويمكن نشرها مباشرة في بيئات قاسية مثل الرطوبة ورذاذ الملح ، والتي تتوافق بشكل كبير مع متطلبات التثبيت في طاقة الرياح في الخارج والضوضاء الصحراء. تُظهر أحدث التطورات التكنولوجية أن منتجات الجيل الثالث التي تدمج الوحدات الذكية مثل قياس درجة حرارة الألياف البصرية ومراقبة التفريغ الجزئي قد حققت اتصالًا بالبيانات مع أنظمة إدارة الطاقة. على سبيل المثال ، نجحت مزرعة الرياح في الخارج الدنماركية في تقصير وقت الخطأ من 45 دقيقة إلى 8 دقائق عن طريق نشر محولات سبيكة غير متبلورة ذكية ، مع زيادة دقة الاستجابة لأجهزة التعويضات التفاعلية بنسبة 40 ٪.
في الوقت الحاضر ، تكلفة التصنيع محولات من النوع الجاف غير المتبلور لا يزال أعلى من 20 إلى 25 ٪ من المنتجات التقليدية ، ولكن محاسبة تكلفة دورة الحياة الكاملة تظهر أن فوائدها من 5 إلى 7 سنوات يمكن أن تعوض الفارق الأولي للاستثمار. مع تقدم تكنولوجيا إعداد المواد ، من المتوقع أن تتجاوز طاقة إنتاج الشريط غير المتبلور العالمي 300000 طن بحلول عام 2025 ، وسوف يؤدي تخفيض التكلفة الناتج عن تأثير المقياس إلى تسريع تعميم التكنولوجيا. مدفوعًا بهدف حياد الكربون ، لن يحسن تطبيق محولات عالية الكفاءة فقط اقتصاد أنظمة الطاقة المتجددة ، ولكنه سيعزز أيضًا تطور البنية التحتية للطاقة نحو الاتجاهات المنخفضة الكربون والذكية ، مما يوفر الدعم الفني الرئيسي لبناء أنظمة طاقة جديدة .