مقدمة إلى أطباء: آفاق عمل الإلكترونيات الكهربائية

إن المفاعلات هي أسرة من الأجهزة شبه الموصلية التي تعمل كمفاتيح إلكترونية قادرة على التحكم بكميات كبيرة من الطاقة الكهربائية ذات الكفاءة العالية، وهي أولها تطور في أواخر الخمسينات، وأصبحت هذه الأجهزة ذات السعة الأربع، وأجهزة ثلاثية التقاطع، لا غنى عنها في أجهزة توليد الطاقة الكهربائية، كما أن البذور الأساسية للكهرباء، المعروفة أيضاً باسم " جهاز استصلاح " (Sristifier)، لا تزال هي أكثر أنواعها استخداماً في التطبيقات ذات الطاقة العالية.

تطبيقات نظم الطاقة الشمسية

وتنتج صفائف فولطية الشمس كهرباء مباشرة بالسيارات، ولكن معظم الحمولات والشبكة الكهربائية تعمل على التكرار الحالي (AC).

المخادعون المخادعون والمفترسون

وفي اللافقارات التي تُستخدم في مواقعها، تستخدم الدراجات في مراحل الطاقة لتحويل ناتج البلدان النامية المتغير من الألواح الشمسية إلى متزامنة ثابتة من موجات AC التي تستخدم شبكة الكهرباء، كما أن سرعة التحول (الثانيات المتوسطة إلى ثانيات) تتيح التحكم في التعبئة الفلكية، التي تشكل ناتج الأشعة فوق البنفسجية لتضاهي الكميات الكهربية، والترددات، والمراحل.

أقصى قدر من تعقب نقاط القوة

ويحدث الاشعاع الشمسي ودرجة الحرارة باستمرار، مما يتسبب في نقطة التشغيل الأمثل )نقطة القوة القصوى( لصفيفة من الفلول الخماسي الكلور إلى التحول، حيث أن العجلات جزء من دوائر الطاقة الكهربائية التي تعمل بصورة دينامية في نقطة التشغيل الكهربائية للألواح، ويستخدم فيها بسرعة جهاز محولات من نوع DCDC (مثلا، سحابة، أو تعزيز، أو سمة الطبوة)

المراقب الماليون الرسميون وإدارة البطاريات

وفي النظم الشمسية التي تخزن البطاريات، يعمل راعي الغدة الدرقية كعنصر التبديل الرئيسي في أجهزة التحكم بالشحن، وينظمون التيار المتصاعد لمنع الإفراط في التفريغ وعمق التصريف، ويمكّن تاجر غزال من أن يتحول إلى مقبض بطارية أصغر حجماً، ويُطفى أيضاً (بطبيعة الحال، يُخفّف البطاريات المتعددة الأبعاد بشكل أكثر تطوراً (ال).

دائرة الحماية وكشف الخزنة

ويستخدم المُستبدون كأجهزة للزراعة في دوائر الحماية المُفرِقة، وإذا حدثت حالة خطأ مثل ضربة البرق أو نقل الشبكة، يمكن أن يُطلق راعي في حافلة العاصمة، ويُضفي على الفولط إلى مستوى آمن ويُوجه اللوم إلى الأرض، ويحمي المدونات الإلكترونية الحساسة مثل المحرضين ومتحكمي الحركة.

تطبيقات الطاقة الفائزة

وتولد توربينات الرياح طاقة متغيرة في الترددات، ومتغيرة في الطاقة الكهربية نتيجة لتسارعات الرياح المتغيرة، وأجهزة الفرز هي عناصر رئيسية في أجهزة توليد الطاقة الكهربائية التي تحول هذه المادة البرية إلى طاقة مستقرة قابلة للمقارنة.

متعهدو الطاقة للطائرات الناشطة ذات السرعة السريعة

وتستعمل المتغيرات الحديثة في التربينات الريحية المتحركة المزودة بموجات مزدوجة أو نظاماً كاملاً من المحركات الدوارة، ويستخدم المشغلون في نظم القاذورات ذات الصبغة الدوارة في المحركات الدوارة، وينظمون عمليات الارتداد الدوارة المتغيرة ويحافظون على الترددات المتزامنة.

مبدئي برمجيات للمولدات المستحثة

وفي ممرات الرياح الثابتة القديمة ذات المولدات العريضة للسنجاب، فإن الربط المباشر بالشبكة سيتسبب في تيار كبير من الضغط (حتى 6-7 مرات معدلة بالتيارات) وجهاز متطور حاد يمكن أن يلحق الضرر بصندوق التروسات، حيث تقطع أجهزة الميكانيكية ذات الشبكة القرب تدريجياً الفولطية المطبقة على المولد، مما يحد من سرعة الوصل إلى نحو 1.5 مرة.

التعويض عن الطاقة الاستباقية وقابلية الظلم

وكثيراً ما تتطلب المزارع ذات القدرة الاسترجاعية الدينامية التعويض عن الطاقة الخفية للحفاظ على التطاير الشبكي ضمن الحدود، حيث تُستخدم أجهزة الاسترجاع ذات القدرة العالية في مفاعلات الطاقة الكهربائية التي تعمل في إطار سلسلة التبديلات السريعة، وتُستخدم أجهزة التحكم في الطاقة الكهربائية في إطار هذه المركبات، وتُستخدم صمامات العجلات لتغيير خطف فعال للمفاعلات عن طريق التحكم في زاوية الإطلاق، مما يتيح إمكانية الاستيعاب المستمر.

Hydroelectric Power Control

وتعتمد محطات توليد الطاقة، ولا سيما تلك التي تُضخ فيها المياه، على تكنولوجيا الغدة الدرقية من أجل تحويل الطاقة بكفاءة وتزامن الشبكات.

نظام المحاكاة الثابتة

وتستخدم المولدات الكهرمائية الكبيرة التهوية الميدانية لمراقبة كهرباء المولدات الكهربائية وكهرباء الارتداد، وتستخدم نظم المحار التقليدية مولدات متناوبة من المولدات (أجهزة إطفاء متزامنة)، ولكن نظم التكتل الاصطناعي باستخدام أجهزة استجمام الغدة الدرقية أصبحت الآن معيارية، وفي مضخمة ثابتة، يقوم جسر غرار بتصحيح ناتج شركة AC من محطات الصيانة الرئيسية (أو مصدر مستقل).

مبدئي الترددات المتباينة في التخزين المأجور

إن مصانع الطاقة الكهرمائية المضخة المتجددة التي يمكن أن تولد الكهرباء أو مضخة المياه إلى خزان أعلى، يتطلب بدء تشغيل المضخة محركاً متغيراً من حيث الترددات لتسريع المحرك/العامل من التكتل إلى السرعة المتزامنة قبل متزامنة مع الشبكة.

إدماج المظالم: HVDC و FACTS

أما الانتقال الحاد للطاقة المتجددة من مواقع نائية (مزارع الرياح الساحلية، والمتنزهات الشمسية الكبيرة في الصحراء) فيستلزم في كثير من الأحيان خطوطاً عالية الفولطية مباشرة (HVDC) وتُعد صمامات العجلات العمودية التي تُحوّل إلى شبكات محرك ثابت من حيث التكلفة، وهي مجموعة من المحركات التي تُنقل إلى مسافات طويلة.

كما تعتمد نظم نقل المواد الكيميائية المرنة اعتماداً كبيراً على مسببات الغدة الدرقية، كما تستخدم مقارنات الفارق المستقرة التي تجمع بين أجهزة الترميز والتصنيف المقطعي لتثبيت الفول عند نقطة الترابط بين النباتات المتجددة، ويمكن لمتغيرات شبكات التكتل المتحكم فيها أن تكيف تفاعل خطوط النقل، وتزيد من قدرة نقل الطاقة الكهربائية، وتهيئ المرونة في توليد الطاقة الشمسية.

مزايا وحدود أطباء في النظم المتجددة

أهم المزايا

  • High Power Handling:] Thyristors can shift currents from a few amps to thousands of amps and voltages up to several kilovolts, making them suitable for utility-scale installations.
  • Robustness:] They are less susceptible to voltage and current spikes than many other semiconductor devices, with excellenturg current capacity (up to 10 times rated for short durations).
  • Low On —State Voltage drop:] A thyristor’s forward voltage drop is typically 1-2 V, leading to low conduction losses compared to high —voltage transistors, especially at high currents.
  • Cost —Effective:] For high —power, low-frequency applications (e.g., 50/60 Hz line commutation), thyristors are significantly cheaper per kVA than IGBTs or other fully controllable shiftes.
  • Proven Reliability:] With over 60 years of development, thyristors have a long track record of trouble — operation in harsh environments (high temperature, humidity, dust).

التحديات والحدود

وعلى الرغم من مزاياها، فإن محركاتها تنطوي على قيود يجب أن يعالجها المهندسون. التحكم في الغازات الحرارية محدود: [FristLT:1]

الاتجاهات المستقبلية: ثيرس في مأهولة أرضية تابعة للسلطة المتغيرة

(أ) إن قطاع الطاقة المتجددة يتطور بسرعة، حيث يُستخدم جهاز تحويل الطاقة الكهربائية (GaN) في شكل مجموعة من أنواع الطاقة الكهربائية، ويُستخدم في شكل أجهزة محركية متطورة (GaIFT)

خاتمة

(ب) إنَّ مُحوِّلات الطاقة الكهربائية والإنترنت ستُعدَّ أكثر بكثير من المكونات القديمة؛ وهي عوامل تمكينية نشطة للتحول العالمي إلى الطاقة المتجددة؛ ومن اللافتيريين ومُراقبي الطاقة المتوسطة الأجل في الصفوف الشمسية إلى محولات الطاقة ومُبدئيات مُثلِجة في التربينات الريحية، ومن نظم التبريد الثابتة في المصانع المائية إلى صمامات عالية القدرة على التوليد.