خسائر محولات التوزيع

يعد محول التوزيع مكونًا حاسمًا في نظام توزيع الطاقة، وهو مسؤول عن خفض جهد الكهرباء إلى مستوى مناسب للاستخدام من قبل المنازل والشركات. ومع ذلك، فهو أيضًا مصدر مهم لفقد الطاقة في النظام، مع حدوث خسائر في قلب المحول ولفائفه وكذلك في المعدات المساعدة مثل مراوح التبريد والمضخات.
يعد تقليل هذه الخسائر أمرًا بالغ الأهمية لتحسين كفاءة أنظمة توزيع الطاقة، لأنه لا يؤدي إلى مكاسب اقتصادية مستدامة فحسب، بل يساعد على تحقيق الأهداف العالمية للحد من انبعاثات الكربون. يمكن تصنيف هذه الخسائر إلى خسائر عدم التحميل وخسائر التحميل. خسائر عدم التحميل، والمعروفة أيضًا باسم الخسائر الأساسية، هي الطاقة التي يستهلكها المحول عندما يكون خاملاً، في حين يتم تكبد خسائر الحمل عندما يعمل المحول عند حمل محدد، ويحمل التيار المقنن.
ترجع خسائر القلب إلى المجال المغناطيسي الذي يتناوب لمغنطة القلب وإزالة مغناطيسيته أثناء تذبذب الجهد، مما يولد الحرارة أثناء قيامه بذلك. يعتمد مقدار الخسارة على حجم المحول وتصميمه وفئة الجهد وظروف التشغيل. تحدث خسائر الحمل عندما يتدفق التيار عبر ملفات المحول، مما يولد الحرارة بسبب المقاومة الداخلية في اللفات. غالبًا ما يتم تبديد الحرارة المتولدة أثناء هذه العملية بواسطة المعدات المساعدة مثل مراوح التبريد أو المضخات. وفي نهاية المطاف، تؤدي هذه الخسائر إلى انخفاض كفاءة المحول، مما يؤدي إلى انخفاض إنتاج الطاقة وارتفاع تكاليف الطاقة.
أحد الحلول لتقليل خسائر محولات التوزيع هو من خلال استخدام النوى المعدنية غير المتبلورة، والتي تكون مصنوعة من أشرطة مغناطيسية رقيقة تقلل من التباطؤ وخسائر التيار الدوامي الناتجة عن المجال المغناطيسي المتناوب. يمكن لهذا النوع من النوى أن يقلل من خسائر عدم التحميل بنسبة تصل إلى 70% مقارنة بالنوى التقليدية المصنوعة من السيليكون والفولاذ ويقلل إجمالي استهلاك طاقة المحولات بنسبة تصل إلى 10%.
وثمة خيار آخر يتمثل في دمج أحدث التقنيات، مثل العدادات الرقمية، والشبكات الذكية، وموارد الطاقة الموزعة، والتي يمكن أن تساعد في تحسين استخدام الطاقة من خلال توفير بيانات في الوقت الحقيقي عن عمليات النظام والمساعدة في موازنة الأحمال بشكل أكثر كفاءة. كما أن ترقية المحولات القديمة بنماذج حديثة وفعالة يمكن أن يساعد أيضًا في تقليل فقد الطاقة وإطالة عمر نظام التوزيع.
في الختام، تشكل خسائر محولات التوزيع تهديدًا كبيرًا لكفاءة أنظمة توزيع الطاقة، حيث تساهم خسائر عدم التحميل والحمل في هدر الطاقة وارتفاع التكاليف. يعد تقليل هذه الخسائر أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أهداف الاستدامة، وهناك العديد من الحلول المتاحة لتحقيق ذلك. تمتد فوائدها إلى ما هو أبعد من نقل الطاقة؛ فهو يؤثر على مرونة الطاقة وموثوقيتها وأمن الإمداد مما يجعلها جانبًا مهمًا من حياتنا اليومية.