كشفت الصين عن تطوير أكبر محول كهربائي ذكي يعمل بالتيار المستمر (DC) في العالم، بقدرة تصل إلى 750 ميغافولت-أمبير (MVA)، وهو إنجاز هندسي غير مسبوق يهدف إلى تعزيز استقرار شبكات الكهرباء المعتمدة على الطاقة المتجددة .

ومن المتوقع أن ينقل هذا المحول ما يزيد على 36 مليار كيلوواط/ساعة من الطاقة النظيفة سنويا عبر أطول خط نقل كهرباء عالي الجهد بالتيار المستمر (HVDC) في البلاد.

تقلبات طاقة الرياح تهدد الشبكة

شهدت شبكة الكهرباء الصينية العام الماضي حالة عدم استقرار خطيرة، عندما أدت التقلبات الحادة في إنتاج طاقة الرياح في شمال غرب البلاد إلى اضطرابات كادت أن تتسبب بانقطاع واسع النطاق للكهرباء.

ويرجع السبب إلى أن مصادر الطاقة المتجددة، مثل الرياح والطاقة الشمسية، تعتمد بشكل كبير على الظروف الجوية، ما يجعل إنتاجها متغيرا وسريع التقلب مقارنة بمحطات الطاقة التقليدية.

لماذا تحتاج الشبكات الكهربائية إلى محولات ذكية؟

تعتمد شبكات الكهرباء على توازن دقيق بين العرض والطلب. أي اختلال بسيط قد يؤدي إلى تغيّر في التردد الكهربائي، وهو ما قد ينتشر بسرعة ويتسبب في انقطاعات واسعة.

وفي أغسطس الماضي، أصبحت هذه المشكلة حرجة في إقليم شينجيانغ، حيث أدت عمليات توليد غير منسقة لطاقة الرياح إلى اهتزازات منخفضة التردد هددت استقرار الشبكة الوطنية بأكملها.

حل هندسي متقدم من الصين

لمواجهة هذه التحديات، طورت شركة Changzhou Xidian Transformer، التابعة لمجموعة China XD Group، محولا مرنا عالي السعة يعمل بالتيار المستمر.

يقوم هذا المحول الذكي بتحويل التيار المتناوب (AC) القادم من محطات التوليد والشبكات المحلية إلى تيار مستمر (DC)، ما يسمح بتدفق الطاقة في اتجاه واحد ثابت، ويجعل نقل الكهرباء لمسافات طويلة أكثر كفاءة واستقرارا.

خصائص تقنية متقدمة للمحول الذكي

يتميز المحول الجديد بعدة تقنيات متطورة، أبرزها:

القدرة على التعامل مع التغيرات السريعة في طاقة الرياح والطاقة الشمسية

استخدام مستشعرات ألياف ضوئية لمراقبة درجات الحرارة الداخلية في الوقت الحقيقي

تقنيات متقدمة لإدارة المجالات المغناطيسية وتقليل فاقد الطاقة

استجابة سريعة لضبط تدفق الطاقة ومعالجة تقلبات التردد

وقد خضع المحول لاختبارات قاسية، شملت محاكاة ضربات البرق وعمليات التحويل السريع بين التيار المتناوب والمستمر، وأظهرت النتائج استقراره حتى خارج حدود التصميم المعلنة.

رقم قياسي عالمي جديد

بحسب تقارير إعلامية صينية، فقد سجّل هذا المحول رقما قياسيا عالميا كأعلى سعة لمحول تحويل واحد في مجال أنظمة النقل المرن بالتيار المستمر.

وأكدت التقارير أن هذه التقنية “قادرة على معالجة عدم الاستقرار الناتج عن النسب العالية من توليد الطاقة المتجددة في مناطق الإنتاج”.

أول نظام DC مرن فائق الجهد من نوعه

يُعد هذا المحول جزءا من نظام HVDC (التيار المستمر عالي الجهد)، وهي أنظمة تقوم بتحويل الكهرباء من تيار متناوب إلى مستمر للنقل لمسافات طويلة، ثم تعيد تحويله إلى متناوب عند نقطة الاستهلاك.

وتكتسب هذه الأنظمة أهمية متزايدة عالميا، لأنها:

تقلل فقد الطاقة أثناء النقل لمسافات طويلة

تتيح تحكمًا أدق في تدفقات الكهرباء

تدعم دمج مصادر الطاقة المتجددة على نطاق واسع.

نقل الطاقة من الغرب إلى الشرق

سيتم تركيب المحول ضمن مشروع نقل الكهرباء من غرب الصين إلى شرقها، الذي يهدف إلى نقل الطاقة من الأقاليم الغنية بالموارد المتجددة إلى المناطق الصناعية كثيفة الاستهلاك.

ويمتد الخط لمسافة 2,370 كيلومترًا من إقليم غانسو إلى تشجيانغ، ومن المتوقع أن ينقل أكثر من 36 مليار كيلوواط/ساعة سنويًا.

ويُوصف المشروع بأنه أول نظام نقل مرن فائق الجهد يجمع بين المسافة الطويلة، والسعة العالية، والتحكم الفوري في الطاقة.

مستقبل شبكات الكهرباء العالمية

يمثل هذا المحول العملاق خطوة مهمة نحو مستقبل أكثر استقرارا لشبكات الكهرباء. ويتجه الباحثون حاليا إلى تطوير شبكات تيار مستمر متعددة الأطراف، قادرة على توجيه الكهرباء ديناميكيًا بين عدة مناطق، ما يجعل الطاقة المتجددة أكثر موثوقية وقابلية للتنبؤ على نطاق واسع.