لقد أدركت أولاً أزمة المحولات التي تلوح في الأفق في عام 2022 ، متى IEEE Spectrum كان المحرر المساهم روبرت ن. تشاريت يقدم تقارير عن تحسينات البنية التحتية المطلوبة لجعل الانتقال إلى المركبات الكهربائية ممكنة. لا يمكن تشغيل شبكات الطاقة الحديثة بدون محولات ، والتي تخطو الفولتية لأعلى ولأسفل لتوزيعها من محطات الطاقة إلى محطات الطاقة والمنازل والشركات. ومع ذلك ، كتب Charette “معظم ملايين المحولات منا يقتربون من نهاية حياتهم المفيدة.”
ما هو أسوأ من ذلك ، الطريقة التي نستخدم بها شبكة الطاقة هي التأكيد على المحولات أكثر. وقال ديباك ديفان ، الحاصل على ميدالية IEEE في عام 2024 في هندسة الطاقة ومدير مركز الطاقة الموزعة في جورجيا تيك ، Charette في المناطق السكنية “متعددة [EV] يمكن أن تقلل أجهزة الشحن على محول توزيع واحد من ما بين 30 إلى 40 سنة متوقعة إلى 3 سنوات. ” كتب Charette ، “يمكن أن يكون استبدال المحولات قريبًا صداعًا كبيرًا ومكلفًا للمرافق ، على افتراض أنها يمكن أن تحصل عليها”.
حسنًا ، لا يمكنهم ، على الأقل ليس بسرعة وليس بدون دفع علاوة. كما يقول أندرو موسمان في “المهندسين يحولون المحولات لإنقاذ شبكة الطاقة” [p. 20]يزداد الطلب العالمي على المحولات ، وقد زاد وقت الانتظار أكثر من الضعف من عام إلى عامين ؛ يمكن للعملاء الذين يحاولون الحصول على أيديهم على محولات الطاقة الكبيرة أن يتوقعوا الانتظار لمدة تصل إلى أربع سنوات ودفع ما بين 60 إلى 80 في المائة أكثر مما كانوا عليه قبل خمس سنوات. نتيجة لذلك ، تواجه ما يصل إلى ربع مشاريع الطاقة المتجددة في العالم تأخيرات كبيرة.
لكن حيث يرى بعض الناس أزمة فقط ، يرى ديفيد فرصة: لإلغاء محولات غبية مع بعض الذكاء الإلكترونية. يعمل فريقه في Georgia Tech على تصميم الحالة الصلبة يسمى محولًا قابل للتحكم (MCT). لا يقتصر الأمر على خطوات الفولتية لأعلى ولأسفل ، ولكن يمكن أيضًا عكس التيار بين التيار المستمر و AC في مرحلة واحدة.
يمكن أن يخفف MCT اختناقات تصنيع لأنه لا يحتاج إلى أن يكون مصممًا حسب الطلب لكل تطبيق. ولكن ، كما ذكرت موسمان ، لا تزال تقنية ناشئة تعتمد مستقبلها على أشباه الموصلات التي لم يتم تطويرها بعد والتي يمكنها التعامل مع الأحمال التي لا تقل عن 13 كيلو فولت.
سنحتاج إلى MCTs أو شيء مشابه لبناء شبكات الطاقة التي يمكنها التعامل مع المزيد من الطاقة الشمسية والرياح ، وشحن EV ، والبطاريات على نطاق المنفعة. على عكس الشبكات التقليدية ، التي تم تنظيم الجهد والترددات التي يتم تنظيمها من قبل المولدات الكبيرة التي تعمل دائمًا ، سيتم تنظيم شبكات الغد بواسطة إلكترونيات ذكية للغاية ، كما يناقش Divan و Charette في مقابلة مع نطاقنشرت الصيف الماضي.
كتاب ديفان 2024 Energy 2040: مواءمة الابتكار والاقتصاد وإزالة الكربون يوصي بتنسيق سياسة الطاقة والممارسات الصناعية بحيث يمكن للمرافق وعملائها الاستفادة الكاملة من التقدم المستمر في تقنيات الطاقة النظيفة. ولكن كما أخبر Charette ، لا تملك المرافق المهارات اللازمة للتعامل مع “هذا الوحش الديناميكي … في الواقع ، فإن معظم المرافق الكهربائية الكبيرة لديها عدد قليل من الأشخاص في القوى العاملة التي يتمتعون بمهارة في إلكترونيات الطاقة ، لأن النظام القديم لم يكن بحاجة إليه. “
بطريقة ما ، فإن المرافق ومهندسي الطاقة وصانعي السياسات هم ضحايا نجاحهم: الشبكة موثوقة لدرجة أنها غير مرئية تقريبًا في العديد من الأماكن ويدخل الوعي العام فقط عندما تفشل. يقول ديفان ، “جزء من المشكلة هو أنه لا يمكن لأحد أن يقف في الأماكن العامة ويقول ،” مهلا ، هناك مشكلة هنا! “
فعل ديفان. هل يستمع أحد؟
من مقالات موقعك
المقالات ذات الصلة حول الويب