طاقة احتياطية أكثر ذكاءً: كيف تتعاون مولدات الديزل

تخيل مستشفىً أثناء انقطاع التيار الكهربائي بسبب عاصفة. يجب أن تبقى المعدات الحيوية متصلة بالشبكة. قد يتعطل مولد كهربائي كبير واحد. ما الحل؟أنظمة التوازي لمولدات الديزل– العمود الفقري الذكي للطاقة الطارئة الموثوقة والقابلة للتطوير.

ما هو التوازي؟

ببساطة، تتضمن عملية التوازي مزامنة عدة مجموعات من مولدات الديزل للعمل معًا، وتغذية قضيب توزيع كهربائي مشترك. يشبه الأمر وجود عدة محركات تعمل بتنسيق مثالي لتشغيل دولاب موازنة ضخم واحد (الحمل الكهربائي).

لماذا نختار التصميم المتوازي؟ المزايا الرئيسية

1. تعزيز الموثوقية (التكرار): هذه هي الميزة الأساسية. إذا تعطلت وحدة واحدة أثناء التشغيل ("عدد الوحدات قيد التشغيل")، فإن وحدة أخرى ("عدد الوحدات + 1") تتولى المهمة فورًا. ويبقى إمداد الطاقة لديك مستمرًا دون انقطاع، وهو أمر بالغ الأهمية لمراكز البيانات والمستشفيات والمصانع.

٢. قابلية التوسع وإدارة الأحمال: هل تحتاج إلى طاقة أكبر؟ شغّل مولدًا آخر وقم بمزامنته بسلاسة. هل تحتاج إلى طاقة أقل؟ قم بفصل وحدة تلقائيًا بناءً على عتبات الحمل المحددة مسبقًا (على سبيل المثال، افصل وحدة إذا انخفض الحمل الإجمالي إلى أقل من ٤٠٪ من السعة الإجمالية). هذا يُحسّن كفاءة استهلاك الوقود ويقلل من التآكل.

3. المرونة: يمكن للأنظمة أن تبدأ بوحدة واحدة فقط للأحمال الصغيرة أو أن تقوم بمزامنة عدة وحدات مسبقًا قبل توصيل مجموعات كبيرة من الأحمال الحرجة ("انتقال مغلق"). كما أن الصيانة أسهل أيضًا - حيث يمكن صيانة الوحدات بشكل فردي أثناء تشغيل الوحدات الأخرى.

4. فعالية التكلفة: غالبًا ما يكون أرخص من مولد ضخم واحد ذي سعة مكافئة. يستخدم وحدات أصغر حجمًا وموحدة. تتحسن كفاءة استهلاك الوقود عند الأحمال الجزئية إذا تمت إدارتها بشكل جيد.

5. قابلية التوسع: هل تحتاج إلى المزيد من الطاقة لاحقًا؟ أضف المزيد من مجموعات المولدات إلى نظام مفاتيح التبديل المتوازية الحالي.

كيف يعمل؟ العملية الأساسية

1. إشارة البدء: يؤدي عطل في المرافق أو أمر يدوي إلى بدء التشغيل.

2. التزامن: يبدأ كل مولد بالعمل تدريجياً. تراقب وحدات تحكم متطورة ما يلي:

• الجهد الكهربائي: يجب أن يكون متطابقاً.
• التردد: يجب أن يكون متطابقًا (هرتز).

• زاوية الطور: يجب أن تكون أشكال موجات الجهد متطابقة تمامًا.

3. إغلاق قاطع الدائرة: بمجرد التزامن التام، يقوم جهاز التحكم بإرسال إشارة إلى قاطع دائرة المولد لإغلاقه، مما يؤدي إلى توصيله بقضيب التوصيل الحي.

4. توزيع الأحمال: السرّ الحقيقي! بمجرد توصيلها بالتوازي، تتواصل وحدات التحكم باستمرار (غالبًا عبر ناقل CAN). تقوم هذه الوحدات تلقائيًا بضبط سرعة المحرك (منظمات السرعة) وإثارة المولد (منظمات الجهد التلقائية) لضمان ما يلي:

• مشاركة الطاقة الفعالة (كيلوواط): تتشارك المحركات العمل الفعلي (الأمبيرات المتوافقة مع الجهد) بشكل متناسب.
• مشاركة القدرة التفاعلية (kVAR): تتشارك المولدات تيار التمغنط (أمبيرات خارج الطور) بشكل تناسبي. تحقق الأنظمة الحديثة مشاركة دقيقة بنسبة 1-5%.

5. إدارة الأحمال: يراقب المتحكم الرئيسي إجمالي حمل ناقل البيانات. إذا تجاوز الحمل قيمة محددة عالية (مثلاً، 85% من السعة المتاحة)، فإنه يبدأ تشغيل الوحدة التالية ومزامنتها. أما إذا انخفض الحمل عن قيمة محددة منخفضة (مثلاً، 40%)، فإنه يبدأ عملية إيقاف تشغيل منظمة للوحدة ذات الأولوية الأدنى.

6. عودة التيار الكهربائي وإيقاف التشغيل: عند استعادة التيار الكهربائي الرئيسي واستقراره، يقوم النظام بإعادة الأحمال. تعمل المولدات لفترة وجيزة بدون حمل (فترة التبريد)، ثم تتوقف عن العمل، لتكون جاهزة للحدث التالي.

المكونات الأساسية

• وحدات التحكم في المولد: في كل وحدة، تتولى معالجة بدء التشغيل/الإيقاف، وحماية المحرك/المولد.
• مفاتيح التبديل المتوازية: تحتوي على قضبان التوصيل، وقواطع المولد، وأجهزة القياس، والمرحلات الوقائية.
• وحدة التحكم الرئيسية المتوازية (MPC): هي "العقل المدبر". تدير التزامن، ومشاركة الأحمال، وطلب الأحمال، وتسلسل الوحدات، والاتصال. وغالبًا ما تتميز بالتكرار.
• جهاز التزامن: يضمن التطابق التام قبل إغلاق القاطع.
• وحدات التحكم في مشاركة الأحمال: تعمل مع منظمات الجهد ووحدات تنظيم الجهد التلقائي لمشاركة الطاقة النسبية بالكيلوواط/الكيلوفار.

التطبيقات: حيث يكون توفير الطاقة غير المنقطعة أمراً لا غنى عنه

• الرعاية الصحية: المستشفيات، المختبرات، مراكز غسيل الكلى.
• مراكز البيانات والاتصالات: مزارع الخوادم، محطات التبديل.
• الصناعية: مصانع العمليات المستمرة (الكيميائية، الصيدلانية)، التصنيع.
• تجاري: المباني الشاهقة، المطارات، المؤسسات المالية.
• المرافق: نظام احتياطي للمحطات الفرعية الحيوية.

​

أنظمة التوازي لمولدات الديزل تحوّل هذه الأنظمة مصادر الطاقة الفردية إلى شبكة طاقة مرنة وذكية وقابلة للتكيف. وبفضل ما توفره من فائض لا مثيل له، وقابلية للتوسع، وتشغيل مُحسّن، تُعدّ الحل الأمثل للتطبيقات التي تُعتبر فيها استمرارية الطاقة أمرًا بالغ الأهمية، ولا يُمكن قبول أي عطل في نقطة واحدة. فعندما تتعطل الشبكة، يضمن نظام التوازي المُصمّم جيدًا استمرار العمليات الحيوية دون انقطاع. إنها ليست مجرد طاقة احتياطية، بل هي موثوقية مُهندسة.