حلول لقطاع الطاقة
صناعة الطاقة
يشكل إنتاج الطاقة وتوزيعها عبر الشبكة العمود الفقري الحيوي للطاقة في المجتمع الصناعي الحديث. فمن الطاقة الحرارية والمائية إلى الطاقة الجديدة ومحطات الطاقة المتكاملة، فضلاً عن تنظيم الشبكة وعمليات تحويل الطاقة، تعتمد كل حلقة على أنظمة كهربائية فعالة ومستقرة وتخضع لرقابة ذكية.
في تطبيقات الطاقة المتنوعة - بما في ذلك تحسين الطاقة الحرارية التقليدية، وإنتاج الهيدروجين وتوليد الطاقة، ودورات التوربينات البخارية المركبة، واستعادة الحرارة المهدرة لتوليد الطاقة، ومحطات تحويل النفايات إلى طاقة - يعد ضمان استقرار خرج المولد، وتمكين التشغيل الموفر للطاقة للمضخات والمراوح، وتوفير طاقة موثوقة للأنظمة البيئية وأنظمة العمليات الحيوية، وحماية بدء وإيقاف المعدات المساعدة الكبيرة أمراً ضرورياً لتحسين كفاءة المحطة بشكل عام، وضمان أمن الشبكة، ودفع التحول نحو هياكل طاقة أنظف.
بفضل خبرتنا العميقة في أنظمة الطاقة، نقدم حلولاً أساسية للطاقة الكهربائية والتحكم فيها:
● معدات الإثارة ومحولات التردد
توفير تحكم عالي الأداء في إثارة مجموعات المولدات المتزامنة، بما في ذلك التوربينات البخارية ووحدات الدورة المركبة، لضمان استقرار جهد الشبكة والطاقة التفاعلية. تمكين تنظيم سرعة التردد المتغير للمحركات عالية الجهد مثل مضخات تغذية الغلايات، ومضخات المياه المتداولة، ومراوح السحب المستحث، ومراوح استعادة الحرارة المهدرة، ومراوح معالجة غازات المداخن في محطات تحويل النفايات إلى طاقة، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة المساعدة مع تعزيز المرونة التشغيلية وكفاءة الطاقة.
● مصادر الطاقة للتحكم في الجهد العالي ومعدات تنظيم الطاقة
توفير طاقة تيار متردد/مستمر مستقرة وقابلة للتعديل لأجهزة الترسيب الكهروستاتيكي، وأنظمة إزالة الكبريت والنتروجين، والتدفئة الكهربائية، وإنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي، والعمليات المساعدة في محطات تحويل النفايات إلى طاقة. ضمان التشغيل الفعال للأنظمة البيئية والتحكم الدقيق في درجة الحرارة، مما يدعم الإنتاج النظيف، وتوليد الهيدروجين، وعمليات الطاقة المتكاملة متعددة المصادر.
● بادئات تشغيل ناعمة عالية الجهد تعمل بالحالة الصلبة
يُمكّن هذا النظام من بدء تشغيل المعدات ذات الجهد العالي بسلاسة، بما في ذلك ضواغط الهواء الكبيرة، ومطاحن الفحم، ومضخات المياه المتداولة، ومضخات تغذية غلايات استعادة الحرارة المهدرة، ومحركات رافعات النفايات. كما يعمل على كبح تيار البدء بفعالية، وتقليل الاضطراب في نظام الطاقة بالمصنع، وإطالة عمر الخدمة الميكانيكية، وضمان استمرارية الإنتاج.
● أنظمة التنظيف المسبق للمحرك وملحقات المحرك
توفير حماية بدء التشغيل الآمن والتحكم الموثوق به لتوربينات الغاز، ومولدات الديزل، والمحركات في بيئات الهيدروجين، والمعدات في مناطق محطات تحويل النفايات إلى طاقة. تعزيز قدرة بدء التشغيل من الصفر والسلامة التشغيلية في العمليات الحيوية، المصممة للعمل في بيئات متعددة السيناريوهات صعبة.
نقدم أكثر من مجرد معدات احترافية، فنحن نوفر منظومة قيمة متكاملة ترتكز على خبرة واسعة في أنظمة الطاقة، وتتمحور حول إمداد طاقة موثوق، وتنظيم ذكي، وتشغيل فعال. وبفضل بنية تحتية كهربائية مستقرة وعالية الأداء، نساعدكم على زيادة كفاءة توليد الطاقة، وتعزيز قدرة الشبكة على التكيف، وضمان سلامة النظام، لنعمل معًا نحو مستقبل طاقة أنظف وأكثر كفاءة ومرونة وذكاءً.
الوضع الحالي
وفقًا لبيانات وكالة الطاقة الدولية، سيأتي أكثر من نصف كهرباء العالم من مصادر منخفضة الكربون بحلول عام 2030. وستلبي الطاقة المتجددة - وعلى رأسها الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية - إلى جانب الطاقة النووية، جميع احتياجات الكهرباء العالمية الإضافية.
الولايات المتحدة: النمو في التصنيع (على سبيل المثال، الأحمال الكبيرة الجديدة من إنتاج أشباه الموصلات) وكهربة التدفئة والنقل.
الهند: يرتفع الطلب على الكهرباء بنسبة قوية تبلغ 6.3% سنوياً.
الاتحاد الأوروبي: النمو الجديد مدفوع باعتماد المضخات الحرارية التجارية والمركبات الكهربائية، مع مساهمة مراكز البيانات أيضاً في النمو، على الرغم من ارتفاع أسعار الطاقة والتباطؤ الاقتصادي.
الاقتصادات النامية: يمثل ذلك نسبة هائلة تبلغ 85% من إجمالي الطلب العالمي الجديد على الكهرباء، حيث تساهم الصين وحدها بنسبة 54% من هذا الإجمالي.
ستستمر محطات الطاقة الكهرومائية ومحطات الطاقة الحرارية القابلة للتوزيع في لعب دور حيوي في ضمان موثوقية الشبكة الكهربائية.
التحديات
التغيرات في المشهد العالمي
الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات
سياسات المنظمات الدولية والدول المختلفة
السيناريو: توليد الطاقة الشمسية
نظام توليد الطاقة الحرارية باستخدام الأملاح المنصهرة الشمسية من نوع البرج
●كفاءة التحويل: حوالي 30%
●تكلفة عالية ولكن كفاءة عالية؛ يمكن تحقيق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية
التخزين عن طريق التسخين الكهربائي
نظام توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية
● كفاءة التحويل: حوالي 15%-20%
● لا تزال تقنيات المواد الجديدة منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة في طور النضج.
التقدم التكنولوجي (2024):
وقد حقق الجمع بين خلايا البيروفسكايت والسيليكون الشمسية كفاءة تحويل كهروضوئي بنسبة 33.9%.
وقد وصل معدل تحويل خلايا التلامس المؤكسد النفقي (TOPCon) أيضًا إلى 26٪ - 28٪.
السيناريو: توليد الطاقة الميكانيكية
توليد الطاقة الحرارية
توليد الطاقة النووية
توليد الطاقة الكهرومائية
تشابه العملية:
1. تقوم التوربينات البخارية أو التوربينات المائية أو محركات الاحتراق الداخلي بتدوير دوار المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
2. أنظمة مجموعات المولدات متشابهة
السيناريو: توليد الطاقة من الحرارة المهدرة
| توزيع موارد الحرارة المهدرة الصناعية | ||
| صناعة | مصادر الحرارة المهدرة | نسبة استهلاك الوقود |
| علم المعادن | أفران تسخين درفلة الصلب، وحفر النقع، وأفران الموقد المفتوح، والمحولات، وأفران الصهر، وأفران التحميص، إلخ. | أكثر من 33% |
| المواد الكيميائية | حرارة التفاعل (مثل الحرارة المحسوسة الفيزيائية الناتجة عن توليد الغاز، وغاز التحويل، والغاز التخليقي)؛ الحرارة القابلة للاحتراق (مثل حرارة الوقود من غاز ذيل الكربون الأسود، وغاز الأسيتيلين) | أكثر من 15% |
| مواد البناء | غازات المداخن ذات درجة الحرارة العالية، وتبريد الجزء العلوي من الفرن، والمنتجات ذات درجة الحرارة العالية، وما إلى ذلك. | حوالي 40% |
| زجاج | أفران الزجاج، وأفران المينا، وأفران البوتقة، إلخ. | حوالي 20% |
| صناعة الورق | المجففات، والمُخَمِّرات، وغازات النفايات، والسائل الأسود، إلخ. | حوالي 15% |
| النسيج | آلات التجفيف، وآلات الفرز، وأفران الغليان، وما إلى ذلك. | حوالي 15% |
| الآلات | أفران التسخين المستخدمة في الحدادة، والأفران المقببة، وأفران المعالجة الحرارية، وعوادم المطارق الهوائية، وما إلى ذلك. | حوالي 15% |
دراسة حالة: حرق النفايات - معدات الدعم الكهربائي لتوليد الطاقة الحرارية المهدرة + معالجة مياه الصرف الصحي لحماية البيئة
سيناريو: توليد الطاقة من الرياح
تُصنف مولدات الدفع المباشر حسب نوع الإثارة إلى فئتين:
● المولدات التزامنية ذات الإثارة الكهربائية (EESG)
● مولدات متزامنة ذات مغناطيس دائم (PMSG)
يُعدّ العلاج الهرموني المحفز للغدة الدرقية (PMSG) الطريقة السائدة.
ونظراً لتقطع الطاقة المتجددة، فإن هذا النهج غالباً ما يتضمن أنظمة تخزين الطاقة.
تُستخدم التصاميم المتكاملة بشكل متزايد في المشاريع ذات الطاقة المنخفضة.
تؤكد التكوينات العنقودية على الإدارة الموحدة والتفاعل الشبكي.
● تُظهر مولدات الحث ذات التغذية المزدوجة (DFIGs) قدرة ضعيفة على تحمل انخفاض الجهد (LVRT). فخلال تقلبات الجهد، غالباً ما تفشل في إعادة الاتصال تلقائياً بعد انقطاع التيار الكهربائي. وترتبط معظم حوادث انقطاع التيار الكهربائي في مزارع الرياح في الصين بأنظمة تعتمد على مولدات الحث ذات التغذية المزدوجة.
● تُعد علبة التروس أحد مصادر الأعطال الرئيسية في الوحدة.
● تمثل أطراف توصيل الدوار، وحلقات الانزلاق، وفرش الكربون نقاط العطل الرئيسية الثلاث في المولد.
التكوين - توليد طاقة الرياح (الوضع كمصدر طاقة إضافي واحتياطي)
تخزين الطاقة بالبطاريات: الحل الأكثر شيوعاً، بما في ذلك بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الرصاص الحمضية. فهي تتيح الشحن والتفريغ السريع، وتمتص الطاقة الفائضة وتطلقها أثناء نقص الطاقة لضمان استقرار خرج الطاقة وتثبيت التردد.
تخزين المكثفات الفائقة/دولاب الموازنة: مثالي للتعامل مع تقلبات الطاقة السريعة وقصيرة المدى وتوفير دعم فوري للطاقة.
تخزين الطاقة بالهواء المضغوط (CAES): تُستخدم للتخزين طويل الأمد وعلى نطاق واسع، على الرغم من أنها أقل شيوعًا في التطبيقات صغيرة النطاق.
التكوين - توليد طاقة الرياح (وضع توليد الطاقة العنقودية)
الوحدات الموزعة:
خطوط التجميع
محطة تجميع/درج صعودي
محطة فرعية
نقطة اقتران مشتركة موحدة (PCC)
تخزين الطاقة:
قدرة التحكم في تشكيل الشبكة
تخزين الطاقة المركزي
تخزين الطاقة الموزعة
الوظائف الإدارية الإضافية المطلوبة:
1. إدارة تخزين الطاقة (بما في ذلك إدارة البطاريات)
2. إدارة جانب الطلب
3. إدارة الشبكات الصغيرة (تنسيق التردد والجهد وتحسين الطاقة لمصادر الطاقة الموزعة، وما إلى ذلك).
4. التحكم في مخاطر النظام: تحديد موقع العطل، تقييم المخاطر
