أنا مهندس من فريق تصميم المحولات في شركة Zisheng Electric ، ولدي خبرة طويلة في التصميم والدعم الفني لمحولات الطاقة في ظل ظروف بيئية خاصة.

وفي السنوات الأخيرة، شهدت النمو السريع لمشاريع الطاقة المتجددة في دول الشرق الأوسط مثل المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة . ويجري تطوير مشاريع على نطاق واسع واحدة تلو الأخرى، الشمسية , طاقة الرياح وتخزين الطاقة متطلبات معدات التوزيع ذات الجهد المتوسط . وتتزايد باستمرار

في هذه تلعب مشاريع الطاقة المتجددة , محولات الطاقة بقدرة 33 كيلو فولت دورًا حاسمًا. إنهم مسؤولون عن جمع الطاقة والاتصال بالشبكة. إذا لم يتمكن المحول من العمل بشكل موثوق، فسوف تتأثر الموثوقية الإجمالية لمحطة الطاقة وكفاءة الاتصال بالشبكة بشكل مباشر.

01. الطاقة المتجددة تتوسع بسرعة في الشرق الأوسط

ومع التحول الذي طرأ على هيكل الطاقة، تعمل المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة ودول الخليج الأخرى باستمرار على تسريع تطوير البنية التحتية للطاقة المتجددة.

وبأخذ المملكة العربية السعودية 2030 رؤية كمثال، أصبحت الطاقة المتجددة جزءًا مهمًا من استراتيجية الطاقة المستقبلية للبلاد، مع تنفيذ مشاريع واسعة النطاق للطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل مستمر.

تتميز هذه المشاريع عادة بما يلي:

• سعة مثبتة كبيرة

• بيئات التشغيل المعقدة

• متطلبات اتصال عالية بالشبكة

ونتيجة لذلك، فإنها تضع متطلبات أعلى على أنظمة تجميع الجهد المتوسط ​​ومعدات الرفع.

في محطات الطاقة المتجددة، يكون نظام التجميع 33 كيلو فولت والمحولات الداعمة مسؤولاً عن تجميع الطاقة وزيادة الجهد. إنها معدات أساسية لتوصيل الكهرباء المولدة وربط المحطة بالشبكة، مما يضمن التشغيل المستقر للمشروع.

إنه يقع عند نقطة توازن عملية - مما يحافظ على السيطرة على خسائر النقل مع تجنب التكلفة العالية والتعقيد المرتبط بالمعدات ذات الجهد العالي للغاية.

02. تطبيقات عملية في مشاريع مختلفة

اختيار محولات 33 كيلو فولت لمشاريع الطاقة المتجددة في الشرق الأوسط

ممثلة بمحطات الطاقة المتجددة واسعة النطاق مثل مجمع دبي للطاقة الشمسية MBR، تعتمد مشاريع الطاقة المتجددة على نطاق المرافق في دولة الإمارات العربية المتحدة بشكل عام مستويات جهد 33 كيلو فولت لنظام تجميع الجهد المتوسط. يتم تحويل طاقة التيار المستمر 1500 فولت من الجانب الكهروضوئي إلى تيار متردد منخفض الجهد من خلال العاكسات، ثم يتم ترقيتها إلى 33 كيلو فولت بواسطة محولات تصعيد المجال. يتم تجميع الطاقة من خلال شبكة التجميع 33 كيلو فولت إلى المحطة الفرعية، ثم يتم رفعها إلى 132 كيلو فولت / 220 كيلو فولت من خلال المحول الرئيسي قبل توصيلها بالشبكة العامة.

لا يحتوي النظام السعودي 33 كيلو فولت على نقطة محايدة طبيعية . يجب أن تعتمد على محول التأريض لإنشاء نقطة محايدة، ومن ثم توصيل مقاومة التأريض المحايدة لتحقيق التأريض المقاومة. لا يمكن تأريض النقطة المحايدة للمحول مباشرة.

وتتبع مشاريع طاقة الرياح نفس النهج. تتكون مزرعة رياح الغاط في المملكة العربية السعودية بقدرة 600 ميجاوات من 80 توربينة رياح بقدرة 7.7 ميجاوات لكل منها، وهي مجهزة بمحطة فرعية جهد 33/132 كيلو فولت . يتم تجميع الطاقة المولدة من توربينات الرياح أولاً عند 33 كيلو فولت ثم يتم تضخيمها ونقلها إلى الشبكة.

لا يعد اختيار المحول مجرد مسألة اختيار بناءً على السعة المثبتة. يجب النظر في جهد خرج العاكس، وتصميم نظام المجمع، ومتطلبات اتصال الشبكة، ومسافة النقل، وخطط التوسع المستقبلية معًا.

على سبيل المثال، في واسعة النطاق محطات الطاقة الشمسية ، إذا كانت خطوط التجميع طويلة، فإن زيادة مستوى نظام الجهد المتوسط ​​بشكل طفيف يمكن أن تقلل بشكل كبير من خسائر الخطوط. مشاريع تخزين الطاقة ، وتتطلب اهتمامًا خاصًا تختلف بتدفق الطاقة ثنائي الاتجاه وتأثير دورات الشحن والتفريغ المتكررة على موثوقية المعدات.

03. كيفية الاختيار للمشاريع المختلفة؟ الجدول يجعلها واضحة

الأنواع المختلفة لمشاريع الطاقة المتجددة لها متطلبات مختلفة فيما يتعلق بقدرة المحولات، ومستويات الجهد، وطرق التبريد. يوفر الجدول التالي مراجع التكوين النموذجية.

الجدول 1: مرجع اختيار المحولات النموذجي لمشاريع الطاقة المتجددة بقدرة 33 كيلو فولت

وبطبيعة الحال، هذه هي التكوينات النموذجية فقط. يجب أن يأخذ التصميم الفعلي أيضًا في الاعتبار جهد توصيل الشبكة , خصائص حمل ومقاومة الدائرة القصيرة . عندما يكون الاختيار غير مؤكد، تكون استشارة فريقنا الفني متاحة دائمًا دون أي تكلفة.

في الواقع، مطابقة القدرات ليست سوى الخطوة الأولى. أثناء مرحلة التقييم الفني، يولي العديد من مقاولي EPC اهتمامًا وثيقًا بالتفاصيل مثل خسائر المحولات، , ومقاومة الدائرة القصيرة ، ومستوى الضوضاء، وسهولة الصيانة.

ومن الخصائص المشتركة لمشاريع الطاقة المتجددة في الشرق الأوسط أن المعدات يجب أن تعمل بشكل مستمر في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة . لذلك، يجب مراعاة الهامش الحراري الكافي أثناء مرحلة التصميم لضمان التشغيل المستقر أثناء ذروة التحميل في الصيف.

04. المحولات المستخدمة في البيئات الصحراوية مختلفة تماما

إن الاختلاف الأكثر أهمية بين مشاريع الطاقة المتجددة في الشرق الأوسط والمشاريع في المناطق الأخرى هو البيئة الطبيعية القاسية: يمكن أن تشهد المناطق الداخلية درجات حرارة سطحية تصل إلى 55 درجة مئوية في الصيف، إلى جانب تراكم شديد للرمال والغبار؛ وتواجه المناطق الساحلية تحديات إضافية ناجمة عن التآكل القوي الناتج عن رش الملح.

قد تواجه المحولات المصممة وفقًا للبيئة المرجعية التقليدية البالغة 40 درجة مئوية للمعيار IEC 60076 مشكلات مثل ارتفاع درجة الحرارة الفعلي بما يتجاوز الحدود، وتسارع تقادم العزل، وانسداد الرادياتير، وتآكل المكونات المعدنية عند تشغيلها مباشرة في هذه الظروف. هذا يمكن أن يزيد بشكل كبير من وتيرة الصيانة.

ولذلك، يجب أن تخضع المعدات لتصميم التكيف الاستوائي الكامل. بناءً على متطلبات المواصفة IEC 60076، يجب إجراء حسابات ارتفاع درجة الحرارة وفقًا لدرجة الحرارة المحيطة القصوى الفعلية للمشروع (55 درجة مئوية في المملكة العربية السعودية و50 درجة مئوية في الإمارات العربية المتحدة)، مع الأخذ في الاعتبار الخسائر الإضافية الناجمة عن توافقيات الطاقة المتجددة.

يمكن اعتماد نظام تبريد هجين ذكي ONAN/ONAF لضمان التشغيل المستمر بالحمولة الكاملة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة للغاية في منتصف النهار.

بالنسبة للمشاريع الساحلية، يجب أن تتبع الوحدة الكاملة نظام الطلاء المقاوم للتآكل ISO 12944 C5-M لمقاومة رذاذ الملح والأشعة فوق البنفسجية وتآكل الرمال.

المعبأة في حاويات ( المنزل الإلكتروني ) على نطاق واسع. يتم استخدام حلول المعدات ويمكن دمج هذه الأنظمة بالكامل واختبارها في المصنع، مما يقلل من عبء العمل في الموقع. يوفر العلبة حماية عالية المستوى ضد الغبار والضباب الملحي. ومع ذلك، يجب تقييم الارتفاع الإضافي في درجة الحرارة الناتج عن تراكم الحرارة داخل العلبة أثناء مرحلة التصميم.

الجدول 2: اعتبارات التصميم الرئيسية لمحولات 33 كيلو فولت في مشاريع الطاقة المتجددة في الشرق الأوسط

من منظور التصميم الهندسي، تعتبر لمشاريع الشرق الأوسط , حدود ارتفاع درجة الحرارة ومستويات الحماية حدودًا مطلقة لا يمكن المساس بها.

يوفر معيار IEC الحد الأدنى من المتطلبات، وليس الهدف النهائي. عندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار 6-8 درجة مئوية، عمر العزل بمقدار النصف. يمكن تقليل هذه ليست مبالغة، ولكنها علاقة جسدية مثبتة.

في مشاريعنا في مجمع محمد بن راشد للطاقة الشمسية بدبي والعديد من المشاريع في المملكة العربية السعودية ، اتبعنا دائمًا نهج التصميم هذا، وكانت المعدات تعمل بشكل موثوق.

05. ما هي التحديات الحقيقية في الشرق الأوسط؟

إن التحدي الأكبر الذي تواجهه مشاريع الطاقة المتجددة في الشرق الأوسط لا يتمثل في ارتفاع درجة الحرارة فحسب، بل في ما إذا كانت المعدات قادرة على تحمل التشغيل على المدى الطويل في ظل ظروف بيئية معقدة. في دول مثل المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة، عادة ما يتم بناء , محطات الطاقة الشمسية ومزارع الرياح في مناطق مفتوحة، حيث تتعرض المعدات لدرجات حرارة عالية , مثل الرمال والغبار ، وفي المناطق الساحلية، رذاذ الملح على مدار العام.

إن التحدي الحقيقي الذي يواجه محولات 33 كيلو فولت لا يتمثل في مستوى الجهد نفسه، بل في الموثوقية على المدى الطويل في ظل الظروف البيئية القاسية.

قد يكون أداء المحول نظام ذو التصميم التقليدي جيدًا في ظل ظروف التشغيل العادية، ولكن في الشرق الأوسط ، يحتاج كل جانب إلى إعادة تقييم - كيفية التحكم في ارتفاع درجة الحرارة ، وطريقة التبريد التي يجب تطبيقها، ومستوى الحماية المطلوب، وما إذا كان العزل يحتاج إلى ترقية. يتطلب كل عامل حسابًا هندسيًا تفصيليًا.

عندما ترتفع درجة الحرارة المحيطة، تنخفض كفاءة تبديد الحرارة بشكل طبيعي. أثناء التشغيل ذو الحمل العالي على المدى الطويل، ترتفع درجة الحرارة الداخلية ويتسارع معدل تقادم المواد العازلة بشكل ملحوظ. ولذلك، فإن تصميم المحولات لمشاريع الشرق الأوسط يجب أن يتضمن كافياً هامشاً حرارياً ، وهو مطلب أساسي.

بالنسبة لأنظمة التبريد ، تستخدم المحولات الصغيرة والمتوسطة السعة عمومًا تداول الزيت الطبيعي ONAN ، في حين أن المحولات الكبيرة المغمورة بالزيت المستخدمة في مشاريع الطاقة المتجددة الكبرى عادةً ما تعتمد تبريد الهواء القسري ONAF للحصول على أداء أقوى لتبديد الحرارة.

تصميم الحماية . يمكن أن يؤدي كما لا يمكن إغفال الرمل والغبار إلى سد المشعات، في حين أن رذاذ الملح يمكن أن يؤدي إلى تآكل المكونات المعدنية. بالنسبة المثبتة في الخارج لمحولات 33 كيلو فولت ، يجب تعزيز حماية الغلاف والمعالجة المضادة للتآكل وتصميم الختم بشكل خاص بدلاً من مجرد تطبيق تكوينات المنتج القياسية.

واستنادًا إلى خبرتنا في المشروع، فإن قدرة المحول على العمل بشكل موثوق لأكثر من 20 عامًا يعتمد إلى حد كبير على ما إذا كانت الظروف البيئية المحلية قد تم أخذها في الاعتبار بشكل كامل أثناء مرحلة التصميم. حتى مع المواد عالية الجودة، إذا لم يأخذ التصميم في الاعتبار البيئة الفعلية، فسيظل الأداء معرضًا للخطر.

06. التصميم والتصنيع ضروريان

مشاريع الطاقة المتجددة بمتطلباتها الصارمة بشأن موثوقية المعدات. تشتهر سواء كانت الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ، يلعب المحول دورًا حاسمًا في نظام تحويل وجمع الطاقة. بمجرد فشل المحول، لا تزيد تكاليف الصيانة فحسب، بل يمكن أيضًا أن تتأثر إيرادات إنتاج الطاقة لمحطة الطاقة بأكملها.

ولذلك، فإن عملية التصنيع واختبار المصنع مهمة للغاية. وبدون سيطرة قوية على هذين الجانبين، حتى أفضل تصميم يبقى مجرد مفهوم على الورق.

يتطلب الموثوق به محول الطاقة 33 كيلو فولت رقابة صارمة طوال عملية التصنيع بأكملها، بما في ذلك المعالجة الأساسية، وإنتاج الملفات، ومعالجة العزل، والتجميع، والفحص.

أثناء الإنتاج الفعلي، تؤثر قوة تثبيت اللف، ودقة التجميع الأساسية، وتكنولوجيا معالجة العزل بشكل مباشر على استقرار التشغيل على المدى الطويل للمعدات. كل خطوة مهمة.

بشكل مباشر على عملية التصنيع الأساسية تؤثر خسائر عدم التحميل وكفاءة التشغيل. تحدد جودة تصميم وتصنيع اللفات القوة الميكانيكية وقدرة تحمل الدائرة القصيرة . تؤثر جودة معالجة العزل بشكل مباشر على عمر خدمة المحول.

قبل التسليم، مجموعة كاملة من اختبارات المحولات ، بما في ذلك: من الضروري إجراء

• اختبار مقاومة اللف

• اختبار نسبة الدوران

• اختبار مقاومة العزل

• اختبار فقدان عدم التحميل

• اختبار فقدان التحميل

• تردد الطاقة يتحمل اختبار الجهد

• اختبار الجهد المستحث

بالنسبة واسعة النطاق لمشاريع الطاقة المتجددة ، وفقًا لمتطلبات مقاول EPC والمالك، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى اختبارات إضافية، بما في ذلك اختبارات ارتفاع درجة الحرارة، , واختبارات التفريغ الجزئي ، وأحيانًا عمليات التفتيش من طرف ثالث.

في رأيي، الاختبار لا يتعلق فقط بتقديم تقرير الجودة. والأهم من ذلك أنه يساعد على تحديد المشاكل المحتملة أثناء مرحلة المصنع بدلاً من اكتشافها بعد التثبيت في الموقع.

عادة ما يكون لمشاريع الطاقة المتجددة جداول بناء ضيقة وظروف موقع معقدة. بعد وصول المعدات، يجب أن يتم الانتهاء من التركيب والتشغيل والاتصال بالشبكة في أسرع وقت ممكن. كلما تم التحقق من المعدات بشكل كامل في المصنع، قلت المخاطر أثناء التشغيل في الموقع.

ولهذا السبب أيضًا المزيد والمزيد من شركات EPC الدولية على السعر عند اختيار لا تركز موردي المحولات . إنهم يولون المزيد من الاهتمام القدرة على التصنيع , لأنظمة مراقبة جودة ، وما إذا كان المورد لديه خبرة في مشاريع مماثلة.

07. ما الذي يمكن لشركة Zisheng Electric تقديمه؟

بعد سنوات من التطوير في صناعة الطاقة المتجددة، تجاوزت توقعات العملاء منذ فترة طويلة مجرد 'شراء محول '. قد تتطلب محطة الطاقة الشمسية حلاً كاملاً بما في ذلك محولات تصعيدية بقدرة 33 كيلو فولت، , ومحولات الطاقة الشمسية ، ومعدات توزيع الجهد المتوسط . طاقة الرياح والطاقة إلى مراعاة مشاريع تخزين تحتاج نظام التجميع , متطلبات الاتصال بشبكة ، والموثوقية التشغيلية على المدى الطويل. الحل بأكمله يحتاج إلى العمل معا.

لتلبية متطلبات مشاريع الطاقة المتجددة المختلفة، شركة Zisheng Electric توفر المحولات المغمورة بالزيت, محولات المحطات الفرعية, المحولات المثبتة على الوسادة, المحولات المثبتة على القطبوالمحولات من النوع الجاف و معدات توزيع الطاقة الأخرى . معدات . تمتلك الشركة 22 براءة اختراع لنماذج المنفعة و3 حقوق نشر للبرامج ، وقد حصلت على شهادة نظام إدارة الجودة ISO9001 ، وتتوافق مع معايير IEC ذات الصلة.

بالنسبة لسوق الطاقة المتجددة في الشرق الأوسط ، فإننا نركز على متطلبات المشروع الفعلية وبيئات التشغيل - بما في ذلك كيفية التعامل مع درجات الحرارة المرتفعة , مثل الرمال والغبار وظروف رش الملح ، وكيفية تحسين تصميم المنتج، وكيفية تصنيع المعدات واختبارها وفقًا لمتطلبات IEC 60076 . هذه هي المجالات التي قمنا بتطوير ممارسات هندسية ناضجة فيها.

إذا كان لديك مشروع محدد في الشرق الأوسط يتطلب توصيات بشأن اختيار المعدات، أو المعايير الفنية، أو دعم وثائق المناقصة، فما عليك سوى تقديم تفاصيل المشروع (الموقع، والسعة، ومستوى الجهد، وبيئة التثبيت، والمتطلبات الخاصة). سيقدم فريقنا الفني الرد الأولي خلال 24 ساعة.

المحول . ليس قطعة معزولة من المعدات إنه جزء أساسي من التشغيل الآمن لمحطة الطاقة بأكملها. يحدد التصميم الموثوق به وعمليات التصنيع الصارمة والاختبار الشامل معًا أداء وعمر خدمة المحول على مدى العقود العديدة القادمة.

شركة Zisheng Electric إلى العمل مع المزيد من مشاريع تتطلع في الشرق الأوسط ، مما يوفر للعملاء , طاقة الرياح الشمسية والطاقة الصناعية حلول موثوقة لمحولات 33 كيلو فولت..