تأثير الطاقة المتجددة على الحمل الكهربائي وسلامة البنية التحتية

تشكل مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية والطاقة المائية، التي تشمل تخزين البطاريات، الآن ما يقرب من 30% من الولايات المتحدة الأمريكية’ شبكة الطاقة. مع انتقال المزيد من الشركات للاستفادة من هذه الموارد ودمجها في أنظمتها الحالية، ينمو هذا العدد. يتماشى طلب المستهلكين مع هذا التحول، مما يحفز الصناعات من تكنولوجيا المعلومات إلى الرعاية الصحية إلى التنقيب البحري على تبني مثل هذه الموارد المتجددة.

يعد استخدام مصادر الطاقة الجديدة أمرًا رائعًا. فهو يساعد على تقليل الضغط على البنية التحتية الحالية. وهو يضمن حصول الناس على الطاقة بغض النظر عن مكان وجودهم في البلاد. ومع ذلك، يجب أن تكون السلامة أولوية. يؤثر استخدام مصفوفة شمسية في مزرعة ألبان تجارية أو توربين رياح في مستودع مركبات ناءٍ بشكل مباشر على سلوك الأحمال الكهربائية. تعمل مسارات الطاقة ثنائية الاتجاه، وتداخلات تيار الخطأ، ومتطلبات الواط المتغيرة على تضخيم المخاطر على المعدات، والمخزون، والمباني، والأرواح البشرية.

لماذا يخلق دمج الطاقة المتجددة حقائق كهربائية جديدة

عدة مالية مدعومة حكومياً تشمل حوافز الطاقة المتجددة القروض والائتمانات الضريبية والمنح. في حين أن هذه قد تتغير تحت إدارات مختلفة، إلا أن الاتجاه طويل الأجل نحو تبني مثل هذه التقنيات إيجابي.

المشكلة هي كيف تتغير البيئة الكهربائية بعد التكامل. لم يعد التيار يتدفق من الشبكة نحو الأحمال. بدلاً من ذلك، يتم توليد الطاقة في الموقع، بالسحب من المرافق وتزويدها بها. غالباً ما يكون هذا التحول أكثر تعقيداً مما يمكن للأنظمة القديمة التعامل معه.

التغيير الأول هو تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه. تدفع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الطاقة إلى الخلف عبر معدات التوزيع. تتسبب قوة الإرجاع هذه في مرور الموصلات والمحولات بتيار أكبر في اتجاهات لم يتم تصميمها في البداية عند التركيب.

التغيير التالي هو الوميض. يمكن أن تؤثر فترة طويلة من الأيام الغائمة على كفاءة الطاقة الشمسية. نفس الشيء إذا تقلب إنتاج الرياح موسماً بعد موسم. هذه التقلبات السريعة تفرض تعويضات على وصلات الشبكة والمولدات وبنوك البطاريات. كل تعويض هو طفرة صغيرة، مما يضع ضغطاً إضافياً على المفاتيح الكهربائية ولوحات التوزيع.

يزداد تقلب الجهد أيضًا. تمتلك معظم الأنظمة المتجددة منظمات مدمجة لضمان بقاء المحولات ثابتة وخاضعة للرقابة، ولكنها لا تستطيع تخفيف التغيرات المفاجئة في الإنتاج بالكامل. هذه تؤدي بطبيعتها إلى أحداث ارتفاع الجهد، واختلال التوازن المحايد، وتشوه التوافقيات. أضف تخزين البطاريات، وتحصل على طبقة أخرى كاملة من دورات الشحن والتفريغ الناتجة عن انتقالات مفاجئة في سلوك الحمل.

المغزى هو، إذا كنت ست “ترقية” أو دمج مورد متجدد لإنتاج الطاقة في منشأتك التجارية أو الصناعية، فيجب عليك استشارة مهندسي الكهرباء أعجب بنا في Dreiym لتجنب المخاطر المستقبلية.

مخاطر على البنية التحتية للمنشأة عند تغير أنماط الأحمال

على الرغم من هذه المخاطر، يتجه المزيد والمزيد من المنشآت نحو الدمج الجزئي أو الكامل للطاقة المتجددة. وتكمن المشكلة الآن في كيفية ضمان سير كل شيء بأمان قبل وأثناء وبعد مثل هذه التحولات. المتجددة تتدهور الأنظمة بشكل متكرر في الطاقة الجودة بطرق لا يستطيع معظم مديري المرافق توقعها.

انظر إلى منشأة لتخزين السلع المبردة، مثل الأدوية. يجب الاحتفاظ بها ضمن نطاقات حرارة محددة وإلا فقد يتعين التخلص من المخزون بسبب لوائح السلامة الخاصة بإدارة الغذاء والدواء. إذا قام نظام الطاقة في المنشأة بتفسير تغذية راجعة متجددة عن طريق الخطأ على أنها ظروف خطأ، فقد يؤدي ذلك إلى أعطال مزعجة، وتوقف، وانقطاعات غير مخططة. هذا يعني أن كل هذه الأدوية المنقذة للحياة ستصبح بسرعة مخزونًا ضائعًا، مما يسبب ضررًا لا يمكن إصلاحه للعمل وعملائه.

انظر إلى منشأة إنتاج. يمكن للمعدات القائمة على العاكس من نظام توربينات الرياح أن تُدخل توافقيات. تعطل هذه الأنظمة المحركات، وأنظمة النقل، والروبوتات، مما يقصر العمر الافتراضي للمكونات الأساسية. المشكلة هي أن الخطر لا ينتهي عند هذا الحد.

• أنظمة تخزين البطاريات “البنوك” عالية السعة للبطاريات (الغرف أو المساحات التي تحتوي على بطاريات متعددة) تتركز فيها كمية كبيرة من الطاقة في مساحة صغيرة. هذا يزيد من احتمالية حدوث أعطال وخطر الهروب الحراري بسبب ضعف التهوية أو التباعد أو الظروف البيئية.
• قوس كهربائي و تأريض: تؤدي مساهمات تيار الأعطال من الألواح الشمسية أو بنوك البطاريات إلى تضخيم طاقة الحدث. وهذا يغير أوقات فصل الإجراءات الوقائية، مما يتطلب تحديثات لأجهزة الترحيل، والصمامات، واستراتيجيات التنسيق. استجابة لذلك، تحتاج دراسات وميض القوس القديمة إلى تحديث، وكذلك متطلبات التأريض بسبب موازنة الحمل الإضافية.
• السلامة البشرية خطر تعرض الإنسان حقيقي. من المحتمل أن يواجه أفراد الصيانة مشاكل أثناء مزامنة العاكسات أو التعامل مع صناديق التوصيل المتصلة بالدوائر المتجددة. قد تظل طاقة التغذية الراجعة نشطة، ولهذا السبب يجب تطبيق إجراءات القفل/التمييز لمنع الصدمات الكهربائية أو الحروق أو خطر نشوب حريق.
• التنظيم والتأمين ستحتاج إلى تحمل مسؤوليات امتثال جديدة لأنظمة الطاقة متعددة المصادر، بما في ذلك التوثيق والاختبار والتحقق. قد تتطلب شركات التأمين تقييمات هندسية جنائية واختبارات تأريض قبل تشغيل طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة المائية.

هناك كل شيء من العمل في أماكن مرتفعة على توربينات الرياح إلى التعرض للمواد الكيميائية في غرفة البطاريات. إن إدخال مصادر الطاقة المتجددة يضع عبئًا أكبر على فريق إدارة المخاطر. إنها تقدم ثروة من الفوائد ، ولكن فقط طالما اتبعت الخطوات اللازمة للصيانة طويلة الأجل وتخفيف المخاطر.

كيف يمكن للمنشآت التحقق من التكامل السليم للطاقة المتجددة وتقليل المخاطر

تحتاج المواقع التجارية والصناعية إلى تقييم كيف يمكن لأي نظام أو أصل متجدد جديد أن يتفاعل مع البنية التحتية الكهربائية الحالية. ستحتاج إلى قياس تحويل الحمل في ظل ظروف جديدة وتحديد ما إذا كان التركيب يتطابق مع سلوك إجهاد النظام الفعلي.

للبدء، وثّق كل شيء. أضف الطاقة المتجددة فقط باستخدام الخرائط والرسومات الكهربائية المتقدمة، وتأكد من تحديثها أثناء هذه التركيبات. يضمن نظام الخرائط الشامل مع الرسومات الدقيقة أن فرق الصيانة والفنيين يمكنهم الحفاظ على تشغيل الأنظمة بسلاسة وأمان وباستمرار.

بعد ذلك، سترغب في فحص إعدادات العاكس وتقارير التشغيل عن كثب. تعتبر العواكس ضرورية لإدارة المزامنة، والحماية من الجزر، والحماية، ومعدلات الارتفاع، والإخراج التوافقي. بدون برمجة سليمة بناءً على ملف تعريف حمل منشأتك، يمكنك توقع عدم استقرار زيادة الطاقة أو الجهد في مناطق حرجة.

مؤهل يجب على مهندسي الكهرباء إعادة تشغيل العطل الحسابات الحالية. تزيد مصادر طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة المائية من طاقة الخطأ المتاحة. سيؤثر ذلك على اختيار القواطع، وتنسيق المصهرات، وحدود وميض القوس الكهربائي.

وأخيرًا، تريد اختبارات دورية للأرض وتقارير موازنة الأحمال الكهربائية. سيضمن ذلك بقاء تيار الخطأ بأكمله آمنًا بالنسبة للمصدر، دون زيادة المخاطر على موظفيك. القليل من العمل الوقائي يقطع شوطًا طويلاً في الحفاظ على أقساط التأمين عند مستويات مقبولة بينما تستمتع بالمزايا المالية والسمعة الطيبة للانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة.

عزز استراتيجية السلامة المتجددة لمنشأتك

السبب في أننا نوصي بفريقنا من المهندسين الكهربائيين والجنائيين ذوي الخبرة والاحتراف هو أن الطاقة المتجددة تتطلب استراتيجيات مصممة خصيصًا لكل مرفق وعملية. يمكن أن يشمل ذلك عدة تكتيكات مثل:

• إعادة نمذجة الحمل لتقليل الأصول المجهدة للغاية
• التنسيق الانتقائي الذي يتم تحديثه مع تغير تيارات الأعطال
• فلاتر التوافقيات ومكيفات الطاقة لتحقيق الاستقرار في الطاقة التي تعمل بمحركات العواكس
• فصل الدوائر المتجددة لمنع التغذية الراجعة
• إعادة تصميم التأريض للشبكات
• تقليل مخاطر الصدمة، الأعطال، والحرائق
• ضمان مسارات تهوية مناسبة وتقسيم المناطق الخطرة
• وجود نظام قمع دائم متوافق مع الموارد المتاحة

إن قيام فريق خارجي بتقييم هذه الأنظمة يمنح قيادتك وعملائك وشركات التأمين راحة البال بأن المخاطر قد تم تخفيفها. بهذه الطريقة، يمكنك الاحتفال بتقليل استخدام الوقود الأحفوري أو خفض النفقات التي يمكن تمريرها للمستهلكين بطرق تعزز سمعتك فقط.

في ingeniería Dreiym، نريد مساعدتك في الحصول على هذا الاعتراف. تتمتع فرقنا بخبرة تزيد عن 30 عامًا وغالبًا ما يتم استدعاؤها كشهود خبراء بعد حريق أو انفجار. نحن نعرف بالضبط ما نبحث عنه، باستخدام طرق علمية مثبتة وإجراءات صناعية صحيحة، بدءًا من المسح بالأشعة تحت الحمراء بالطائرات بدون طيار وصولًا إلى الهندسة الجنائية. يمكننا مساعدتك في ضمان حصولك على أقصى استفادة من مصدر طاقتك الجديد مع تقليل مخاطر الخطر.

اتصل بنا اليوم في هندسة Dreiym لإجراء استشارة، ولنجري محادثة حول أين تريد احتياجاتك من الطاقة أن تتجه تاليًا.