لماذا تُعد وحدات التوزيع منخفضة الفقد ضرورية للشبكات الصناعية – أخبار – شركة جيانغسو رايان للكهرباء المحدودة

لماذا تُعد وحدات التوزيع منخفضة الفقد ضرورية للشبكات الصناعية

تُعَدّ المنشآت الصناعية من أكبر مستهلكي الطاقة في أي نظام كهربائي. وتُشكّل الطاقة التي تمر عبر محولات التوزيع تكلفةً رئيسيةً للتشغيل في مصانع الصلب والمنشآت الكيميائية ومراكز البيانات والمرافق التصنيعية المعقدة. ولطالما كانت كفاءة المحولات قضيةً لم تحظَ باهتمامٍ كبيرٍ في الماضي مقارنةً بمعدات أخرى، لكن هذا الأمر قد تغيّر تغيّرًا جذريًّا. ومع ارتفاع تكاليف الطاقة وتشدّد معايير الانبعاثات الكربونية، وجعل الشركات من الاستدامة أولويةً استراتيجيةً، أصبحت وحدات التوزيع منخفضة الفقد تُعَدّ مجال اهتمامٍ متزايدٍ بدلًا من أن تكون مجرد شرطٍ تخصصيٍّ في تصميم الشبكة الصناعية. وانطلاقًا من إرث شركة «جيانغسو ريان إلكتريك» الناتج عن مشروعها المشترك مع شركة «إيتون» وقدراتها التصنيعية المتطوّرة، فإنها قادرةٌ على توريد المحولات ذات الكفاءة العالية التي تتطلّبها الصناعة الحديثة.

الجوانب الاقتصادية لفقدان الطاقة في المحولات

جميع المحولات، بغض النظر عن تصميمها، تتعرض لخسرين اثنتين: خسائر التشغيل بدون حمل (أو خسائر القلب الحديدي)، والتي تحدث على مدار ٢٤ ساعة في اليوم و٣٦٥ يومًا في السنة، وخسائر التحميل (أو خسائر اللفات)، والتي تتغير تبعًا للتيار. وفي حالة المصنع الصناعي الذي يعمل على مدار ٢٤ ساعة يوميًّا، فإن هذه الخسائر ستتحول مباشرةً إلى نفقات كهربائية تتراكم مع مرور الوقت.

خذ مثالاً على محول توزيع بسعة ٢,٥ ميغا فولت أمبير ومُحمَّل بنسبة ٨٠ في المئة. حتى عند رفع الكفاءة بنسبة نقطة مئوية واحدة فقط، أي من ١,٥ في المئة إلى ٠,٥ في المئة، فإن التوفير يبلغ نحو ١٧٥٠٠٠ كيلوواط ساعة/سنة. وهذا يعادل أكثر من ١٥٠٠٠ دولار أمريكي سنويًا لكل محول عند أسعار الكهرباء الصناعية. وبافتراض عمر افتراضي للخدمة يبلغ ٣٠ سنة، فإن استراتيجية التوفير ستُحقِّق وفورات تصل إلى نصف مليون دولار أمريكي، وهي قيمة تفوق بكثير التكلفة الأولية لشراء المعدات. وتتحقق وفورات عديدة في وحدات ريان إلكترك لتوزيع الطاقة منخفضة الفقد، والتي تستخدم فولاذ قلب مُحسَّنًا، ولَفًّا دقيق التصميم، وأساليب تصنيع متقدمة تقلل من الفقد عند حالة عدم التحميل والفقد تحت التحميل. أما الإجمالي الكلي للتوفير فهو إضافةٌ كبيرةٌ جدًّا إلى الربح الصافي في المنشآت التي تشغِّل عددًا كبيرًا من المحولات.

مواد القلب المتقدمة والهندسات الهندسية

قلب أي محول منخفض الفقد هو مركزه. وعلى الرغم من كفاءة الفولاذ السيليكوني ذي الحبيبات التقليدي، فإنه قد بلغ أقصى حدٍّ ممكنٍ لكفاءته بالفعل. وفي محولات التوزيع الخاصة بنا، تستخدم شركة ريان إلكترك أحدث جيلٍ من فولاذ السيليكون المُوجَّه الحبيبات عالي النفاذية وسبائك المعادن الزجاجية، مما يقلل الفقد في القلب بنسبة 70٪ أو أكثر مقارنةً بالتصاميم التقليدية.

إن هندسة النوى تُعَدُّ أيضًا عاملًا مهمًّا في خفض الفقد بجانب المواد. وتقلِّل طريقة الاتصال المائل المتدرج (Step-lap mitred joint) المستخدمة في نوينا من فراغات الهواء في وصلات النواة، مما يقلِّل من تيار المغنطة والخسائر الناتجة عنه. وقد تم تحسين أبعاد النواة بهدف تعظيم الاستفادة من المادة مقارنةً بأداء الخسائر، وذلك لتحقيق أعلى كفاءة من حيث التكلفة في كل تطبيق. وفي محولاتنا ذات العزل الراتنجي المصبوب (cast resin) والمحولات المعالَجة بحقن الورنيش تحت فراغ (VPI)، نستخدم أنظمة متقدمة لتشديد النواة، حيث يتم توزيع الضغط على تجميع النواة بشكل متساوٍ لتفادي الخسائر المحلية الناتجة عن الإجهادات الميكانيكية. ويتم اختبار كل تصميم من تصاميم نوينا بدقة في مختبراتنا المعتمدة من قبل اللجنة الوطنية الصينية للاعتماد (CNAS)، ما يضمن أن الكفاءات المحسوبة تظهر فعليًّا في النتائج الميدانية.

تصميم اللفائف لتقليل خسائر الحمولة

عند التشغيل عند حمولة خفيفة، تهيمن خسائر النواة، أما عند التشغيل عند حمولات أعلى فإن خسائر الحمولة — التي تكون في الغالب — I²R الخسائر في الملفات تصبح مهمة. ويتم التعامل مع هذه الخسائر من خلال توظيف عدة ابتكارات في التصميم بواسطة وحدات توزيع منخفضة الفقد.

تتكوّن لفائف محولات ريان الكهربائية من نحاس عالي التوصيلية بدلًا من الألومنيوم، وتقلّ خسائر المقاومة بنسبة تقارب ٤٠٪ عند نفس المساحة العرضية. وطُرق اللف التي نعتمدها دقيقةٌ بما يكفي للحفاظ على مسافة ثابتة بين الدورات، وتوفّر تحملًا ضيقًا يقلّل كمية خسائر التيارات الدوامية التي تزداد مع ارتفاع مستوى المحتوى التوافقي في البيئة الصناعية. وفي حالة الوحدات الأكبر حجمًا، نستخدم موصلات مُرتَّبة (Transposed Conductors) لتقليل التيارات الدوامية المتولدة في اللفائف متعددة الخيوط، مما يؤدي إلى تقليل إضافي للخسائر. وتتيح عملية التشريب بالفراغ والضغط (VPI)، التي تُطبَّق على وحداتنا الجافة والغاطسة في السائل، إزالة الفراغات التي تسبب التسخين الموضعي وزيادة المقاومة. ويتميّز أداء هذه المحولات بخسائر حمولة منخفضة جدًّا تفوق المعايير الصناعية باستمرار، ما يوفّر كفاءةً تتزايد تدريجيًّا مع كل أمبير من التيار.

الاستدامة، والامتثال، والاستعداد للمستقبل

وبالإضافة إلى المزايا الاقتصادية المباشرة، تُعَد وحدات التوزيع منخفضة الفقد ضروريةً لتحقيق الالتزامات المتعلقة بالاستدامة والمعايير التنظيمية. ويتصاعد الضغط على المنشآت الصناعية في جميع أنحاء العالم لضمان خفضها للبصمة الكربونية، سواءً كانت هذه الحاجة نابعةً من الأهداف البيئية المؤسسية، أو التشريعات الحكومية، أو مطالب العملاء بشأن سلاسل التوريد الخاصة بهم.

ستنعكس كفاءة المحولات من حيث الكيلوواط-ساعة المُوفَّرة في خفض الانبعاثات الكربونية غير المباشرة للمنشأة وفقًا لمعدل الانبعاثات الهامشي للشبكة الكهربائية. وفي الشركات التي تتبع أنظمة الإبلاغ مثل مبادرة التقارير العالمية (GRI) أو مبادرة الأهداف القائمة على العلم (SBTi)، فإن هذه التخفيضات تؤثِّر تأثيرًا مباشرًا على الالتزامات المناخية. علاوةً على ذلك، فإن حصص الكفاءة تزداد صرامةً باستمرار على مستوى العالم بأسره، مثل اللوائح الحديثة الخاصة بالمحولات الصادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية أو متطلبات التصميم البيئي (Ecodesign) في أوروبا. وقد صُمِّمت وحدات التوزيع منخفضة الفقد التابعة لشركة ريان إلكترك لتتفوق على المتطلبات الحالية، مع الأخذ بمعايير المستقبل في الاعتبار، مما يحمي العملاء من خطر فقدان الجدوى التشغيلية نتيجة للتغيرات التنظيمية.

نحن متوافقون مع معايير IEEE وUL وCE ومعايير الأداء الدولية الأخرى، وقد حصلنا على شهادات من جهات مثل ASTA وDEKRA وCSA، وهي جهات مستقلة في التحقق من أداء الكفاءة. ولعملائنا، ومن بينهم مراكز بيانات مايكروسوفت والمرافق الوطنية للكهرباء في أكثر من 50 دولة، تُقدِّم شركة ريان إلكترك وحدات توزيع تخفض تكاليف التشغيل، وتساعد في تحقيق الاستدامة، وتفي بالمعايير العالمية الديناميكية، وهي صفات ضرورية لشبكات الطاقة الصناعية في الوقت الحاضر والمستقبل.