مستقبل الطاقة: أبرز الابتكارات في المعدات الكهربائية

مقدمة

الرؤية تحويل توليد الطاقة وتوزيعها واستهلاكها لبناء بنية تحتية كهربائية للغد. لا تعمل هذه التطورات على تحسين الأداء فحسب معدات كهربائية ؛ بل ستمنح أيضًا بنية الطاقة لدينا حلاً أكثر ذكاءً وقابلية للتكيف بشكل كبير مع تحول العالم نحو أنظمة طاقة أنظف وأكثر كفاءة. الجمعية الدولية لمفتشي الكهرباء الابتكارات الكهربائية التي ستغير الطاقة في العام المقبل. تستعرض هذه المقالة بعضًا من تلك الابتكارات.

تكنولوجيا الشبكة الذكية

أصبحت أنظمة الطاقة الحديثة تجلب الاهتمام بالتحكم الآلي إلى مستوى جديد من خلال استخدام تقنية الشبكة الذكية، وهي طريقة أكثر ذكاءً وكفاءة لإدارة الكهرباء. يتيح مراقبة وإدارة استهلاك الطاقة في الوقت الفعلي باستخدام أنظمة الاستجابة للطلب. البنية التحتية المتقدمة للمقاييس تمكن من تحقيق توازن الحمل بشكل أفضل بالإضافة إلى دمج الطاقات المتجددة. إعادة توجيه الطاقة تلقائيًا حول الانقطاعات هو تقدم كبير نحو مرونة الشبكة.

ابتكارات تخزين الطاقة

تعتبر تخزين الطاقة من بين الميزات الأكثر أهمية في الشبكة القادمة، وقد تم تنفيذ العديد من الطرق المتقدمة للحفاظ على الطاقة. كما أن تقنية البطاريات تحقق تقدمًا أيضًا - حيث أن بطاريات الليثيوم أيون والبطاريات الحالة الصلبة تتحسن باستمرار من حيث سعة التخزين بينما تصبح أرخص في الإنتاج. ولكن بفضل الابتكارات الأخيرة في إعادة توزيع الطاقة الشمسية الزائدة للاستخدام في الشبكة، والتقدم في كل من بطاريات التدفق وأنظمة تخزين الطاقة الشمسية، أصبحت شركات المرافق الآن قادرة على تخزين الطاقة الزائدة التي تنتجها خلال ساعات الطلب المنخفض - الساعات التي يتم فيها استهلاك القليل من الكهرباء ولا يمكن توليد الكثير من الطاقة من محطات الطاقة - واستخدامها في ساعات الذروة لتحقيق التوازن في الأحمال على الشبكة وتقديم خدمة موثوقة.

محولات عالية الكفاءة

يعتمد توزيع الطاقة على المحولات، وتساهم التحسينات في تصميم المحولات بشكل كبير في تقليل استهلاك الطاقة. المواد  العلم أيضًا يسمح بتقليل فقدان الطاقة وتحسين الكفاءة من خلال، بين أمور أخرى، مواد السوبرترودكتور ذات درجة الحرارة العالية (HTS) المستخدمة لبناء محولات أكثر كفاءة. هذه هي محولات عالية الكفاءة مطلوبة لتقليل هدر الطاقة وجعل الطاقة متاحة للمستخدمين النهائيين بخسائر أقل.

ت هو الحماية الكهربائية

تُحسِّن أنظمة الحماية المتقدمة من سلامة وأنظمة الكهرباء وموثوقيتها. يسمح تطوير معدات الحماية الكهربائية والتكنولوجيا المدعومة بالإنترنت باكتشاف الأعطال الكهربائية في الوقت المناسب، مما يضمن إصلاحها قبل أن تسبب حوادث كارثية. من خلال دمج الذكاء الاصطناعي مع الصيانة التنبؤية، يتم رفع مستوى اعتمادية المعدات الكهربائية خطوة للأمام من حيث أي نقص أو سرقة بهدف تحديد مدى يمنع الفشل.

معدات الطاقة المتجددة

يتم تسهيل هذا الانتقال إلى مستقبل أكثر خضرة للطاقة من خلال التكنولوجيات الجديدة التي تم تقديمها في معدات الطاقة المتجددة. تتمتع العديد من أحدث ألواح الطاقة الشمسية بكفاءات فائقة وتكاليف منخفضة للغاية، وذلك بفضل خلايا بيروفسكايت والخلايا الشمسية الرقيقة التي تقود ثورة عالمية. كما يتعلق الأمر أيضًا بتصميم توربينات أكثر كفاءة يؤدي إلى توربينات أكبر قادرة على إنتاج المزيد من الطاقة. أنظمة هíبريد التي تجمع بين أنواع مختلفة من الطاقة المتجددة تخلق مصدر طاقة أقوى وأكثر أمانًا.

EVSE، أو معدات تزويد مركبات الكهرباء

المركبة الكهربائية، EV التي تصبح أكثر شعبية كما نعلم جميعًا أن الطلب المتزايد على المركبات الكهربائية قد زاد في السنوات الأخيرة، مما رفع أيضًا الحاجة إلى بنية تحتية قوية للشحن. أصبحت عملية شحن المركبات الكهربائية أسهل وأكثر ملاءمة بفضل الابتكارات في تقنية الشحن مثل الشحن اللاسلكي والبطاريات السريعة الشحن. استخدام المركبات الكهربائية كمخازن موزعة ونهاية الخط عبر أنظمة (V2G) vehicle-to-grid يفتح أيضًا خيارات جديدة لتخزين الطاقة مع ميزات إدارة الطلب.

العملية الرقمية والأتمتة في المعدات الكهربائية

تصبح المعدات الكهربائية رقمية بشكل متزايد، بينما تصبح إدارة نظام الطاقة أكثر كفاءة ودقة. على سبيل المثال، تقوم الشركات المصنعة باختبار وتحسين المعدات الكهربائية باستخدام توأمات رقمية للإنتاج الافتراضي، بينما يتم جعل العملية أكثر كفاءة من خلال التلقائيّة. تأثير الثورة الصناعية الرابعة في قطاع المعدات الكهربائية يضع أنظمة ذكية ومتصلة على خطوط الخدمة. .

المعدات الكهربائية الصديقة للبيئة الأفضل

لقد أدى ذلك إلى أن تصميم وإنتاج المعدات الكهربائية يركزان بشكل أكبر على مفهوم الاستدامة. نحو استخدام مواد قابلة للتحلل أو إعادة التدوير، مع الانتقال إلى إنتاج طاقة صديق للبيئة. هذه التطورات تدفع سوق تصنيع المعدات الكهربائية للأمام نحو مستقبل أقل انبعاثًا للكربون، من خلال اتخاذ خطوات مثل استخدام مواد توليد الطاقة من مصادر متجددة وممارسات إنتاج صديقة للبيئة تستهلك طاقة أقل.

الخاتمة

بدلاً من الانتظار لحدوث اضطرابات في الشبكة، يركز مصنعو المعدات الكهربائية على الابتكارات التي تجعل عملية توليد الطاقة ونقلها أكثر كفاءة وصديقة للبيئة ومتكاملة مع الحياة اليومية لتقليل الانبعاثات وتوفير الطاقة. الحلول/الابتكارات المبتكرة في المعدات الكهربائية تشكل احتمالية الطاقة المستقبلية الذكية، الخضراء وآفاق الطاقة المبتكرة لتوليد الطاقة من المعدات الكهربائية. مواضيع ابتكارات المعدات الكهربائية وتأثيرها على الشبكات الذكية، تخزين الطاقة؛ أنظمة الطاقة الهجينة؛ إدارة الطاقة المعتمدة على إنترنت الأشياء؛ المحولات الحالة الصلبة؛ والشبكات الصغيرة. اقرأ المزيد: نموذج الاستنزاف، التعلم الآلي في البيانات الضخمة، إنترنت الأشياء وتحليلات البيانات الضخمة. الملاحظات الختامية (1) Z-Lab هو تعاون بين Enel GP وZLab Partners. هناك المزيد ليقال حول كيفية مساعدة هذه الابتكارات في دفع مستقبل طاقة مستدام وفعال، لذا تابعونا بينما نستمر في الاستثمار في البحث والتطوير.