خصائص الأحمال وقضايا جودة الطاقة في المباني التجارية

خصائص الأحمال وقضايا جودة الطاقة في المباني التجارية

تشمل "مصادر التلوث" الرئيسية في المباني التجارية ما يلي:

1. الأجهزة الموفرة للطاقة: كميات كبيرة من محركات الإضاءة LED، والمصابيح الفلورية المدمجة (CFLs)، ومحركات التردد المتغير (VFDs) لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، ومحركات التردد المتغير للمصاعد.

2. تكنولوجيا المعلومات ومراكز البيانات: الخوادم، أجهزة الكمبيوتر، أجهزة UPS (إمدادات الطاقة غير المنقطعة)، إمدادات الطاقة التبديلية.

3. معدات أخرى: أجهزة العرض، والطابعات، وأكوام شحن السيارات الكهربائية، والمعدات الطبية (في أماكن الرعاية الصحية).

القاسم المشترك بين هذه الأحمال هو أنها كلها الأحمال غير الخطية . يقومون بسحب التيار من خلال مصادر الطاقة التبديلية، والتي تقوم بحقن التيارات التوافقية في شبكة الطاقة. علاوة على ذلك، تتطلب العديد من هذه الأجهزة (مثل محركات الأقراص ذات التردد المتغير) أيضًا القدرة التفاعلية الديناميكية .

لماذا الجهد المنخفض صندوق النقد الدولي هل هو ضروري في الإعدادات التجارية؟

المهمة الأساسية لـ APF (مرشح الطاقة النشط) هو التخفيف من التوافقيات.

1. ضمان التشغيل المستقر للمعدات الحساسة ومنع فقدان البيانات

   • مشكلة: تتراكم التوافقيات من الدرجة الثالثة في الموصل المحايد، مما يتسبب في تجاوز التيار المحايد لتيار الطور، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الموصل المحايد وخطر الحريق. تتداخل التوافقيات عالية التردد مع التشغيل الطبيعي للأدوات الدقيقة، مما يتسبب في تعطل الخادم وفقدان البيانات وانقطاعات الشبكة وفي المستشفيات، قد يؤثر هذا بشكل مباشر على دقة قراءة المعدات الطبية.

   • دور APF: يستطيع مُرشِّح الطاقة (APF) اكتشاف التوافقيات من المرتبة الثانية إلى الخامسة والعشرين أو أعلى وإلغاؤها آنيًا، مما يُقلِّل التشوه التوافقي الكلي (THDi) من نسبة قد تزيد عن 30% إلى أقل من 5%-8%. وهذا يُوفِّر بيئة طاقة نظيفة لمعدات تكنولوجيا المعلومات والأجهزة الطبية وأنظمة أتمتة المباني (BAS). تقليل مخاطر تعطل النظام وفشله بشكل كبير .

2. إزالة مخاطر الحرائق وضمان السلامة

   • مشكلة: كما ذُكر سابقًا، يُعدّ التيار الزائد في السلك المحايد، الناتج عن التوافقيات من الدرجة الثالثة، سببًا رئيسيًا للحرائق الكهربائية في المباني التجارية. ولا تستطيع أجهزة الحماية التقليدية من الحمل الزائد اكتشاف التيار الزائد في السلك المحايد بفعالية.

   • دور APF: من خلال التخلص من التوافقيات الثلاثية (مثل التوافقيات الثالثة) وغيرها من التوافقيات ذات التسلسل الصفري، يعمل APF على تقليل التيار المحايد بشكل مباشر إلى مستوى آمن، معالجة هذا الخطر الأمني من جذوره .

3. الامتثال للمعايير وتلبية متطلبات الاعتماد

   • مشكلة: تتضمن شهادات المباني الخضراء، مثل LEED (الريادة في تصميم الطاقة والبيئة)، بالإضافة إلى القوانين الكهربائية الوطنية (مثل GB 50052 وGB/T 14549 في الصين)، متطلبات واضحة لجودة الطاقة. لا يمكن للمباني ذات التلوث التوافقي الشديد الحصول على شهادة عالية المستوى.

   • دور APF: يعد تركيب مرشحات الهواء الساخن (APF) الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية لتلبية هذه القواعد والمعايير، مما يساعد المبنى على تحقيق شهادة خضراء وتعزيز قيمته السوقية وصورته.

لماذا الجهد المنخفض إس في جي هل هو ضروري في الإعدادات التجارية؟

المهمة الأساسية لـ SVG (مولد المتغيرات الثابتة) تعويض القدرة التفاعلية الديناميكية وموازنة الحمل ثلاثية الطور.

1. تجنب غرامات الكهرباء وتحقيق وفورات الطاقة

   • مشكلة: على الرغم من أن الأجهزة الفردية في المباني التجارية منخفضة الطاقة، إلا أن عددها هائل. يؤدي العدد الهائل من مصابيح الفلورسنت، ومشغلات LED، ووحدات تزويد الطاقة التبديلية إلى انخفاض معامل القدرة (عادةً ما يتراوح بين 0.7 و0.8). وهذا يُعرّض شركة توريد الطاقة لغرامات "تعديل معامل القدرة".

   • دور SVG: يمكن لـ SVG تعويض عامل قدرة النظام بسرعة إلى ما يزيد عن 0.95 أو حتى يقترب من 1.0، تجنب غرامات فواتير الكهرباء بشكل مباشر . وفي الوقت نفسه، من خلال تقليل تدفق التيار التفاعلي في الخطوط والمحولات، فإنه يقلل أيضًا خسائر الخطوط (خسائر I²R) مما يؤدي إلى توفير الطاقة.

2. تثبيت جهد النظام وقمع الوميض

   • مشكلة: يؤدي تشغيل المحركات مثل المصاعد وضواغط التيار المتردد، بالإضافة إلى تبديل شاشات العرض الكبيرة، إلى حدوث تقلبات سريعة وموضعية في الجهد الكهربي، مما يؤدي إلى وميض الضوء يؤثر هذا على الراحة البصرية وقد يؤدي حتى إلى إعادة تشغيل المعدات الحساسة.

   • دور SVG: يمكن لسرعة استجابة SVG البالغة ميلي ثانية أن تعوض على الفور هذه التغيرات السريعة في الطلب على الطاقة التفاعلية، مما يدعم جهد الناقل و قمع وميض الضوء بشكل فعال وبالتالي تعزيز الراحة وجودة البيئة الداخلية.

3. موازنة الأحمال ثلاثية الطور وتحسين كفاءة النظام

   • مشكلة: من الصعب جدًا تحقيق توزيع طاقة ثلاثي الطور متوازن تمامًا في المباني التجارية. الاستخدام العشوائي للأحمال أحادية الطور (مثل المقابس ودوائر الإضاءة) قد يُسبب اختلالًا حادًا في التيار ثلاثي الطور، مما يزيد من الخسائر في المحولات والخطوط، ويقلل من كفاءة مصدر الطاقة.

   • دور SVG: يتمتع SVG بقدرة تعويض لكل مرحلة، مما يسمح له بحقن أو امتصاص التيار التفاعلي بشكل مستقل في كل مرحلة، وبالتالي تصحيح اختلال التوازن ثلاثي المراحل بشكل فعال ، مما يقلل من الخسائر الإجمالية للنظام، ويسمح للمحولات بالعمل في حالتها المثلى.

التآزر بين SVG وAPF: إدارة شاملة لجودة الطاقة

في البيئات التجارية، غالبًا ما تتواجد مشاكل القدرة التوافقية والقدرة التفاعلية معًا. لذلك، الحل الأمثل هو:

• APF مسؤول عن "تنقية" شكل الموجة الحالية ، إزالة التوافقيات.

• SVG مسؤول عن "تحسين" تدفق الطاقة ، تعويض عن القدرة التفاعلية، وتثبيت الجهد، وموازنة المراحل.

غالبًا ما تقوم الأجهزة الحديثة بدمج هاتين الوظيفتين في وحدة واحدة تسمى جهاز تصحيح جودة الطاقة النشطة أو المعوض الهجين ، والذي يحل مشاكل القدرة التوافقية والقدرة التفاعلية في نفس الوقت.

ملخص: الضرورة في البيئات التجارية

في الإعدادات التجارية، لم تعد SVGs وAPFs ذات الجهد المنخفض "ملحقات اختيارية" ولكنها البنية التحتية الأساسية وهذا يضمن السلامة التشغيلية، وموثوقية البيانات، وكفاءة الطاقة المثلى، وتجربة المستخدم تُعدّ هذه الأنظمة استجابةً ضروريةً للأحمال الكهربائية عالية الكثافة وغير الخطية في المباني التجارية الحديثة، وهي ضروريةٌ لتحقيق مبانٍ ذكية وصديقة للبيئة. عادةً ما يُسترد استثمارها خلال سنة إلى ثلاث سنوات من خلال توفير تكاليف الكهرباء وتجنب الخسائر التشغيلية.