מבוא ל Static VAR Compensators

Static VAR Compensators (SVCs) הם מערכות חשמל מתקדמות המספקות פיצוי אנרגיה דינמי, רגולציה מתח, ותיקון גורם כוח ברשתות שידור גבוהה מתח.הם חיוניים לשמירה על יציבות הרשת, במיוחד כמו מקורות אנרגיה מתחדשת עם פלט משתנה משולבים במערכת החשמל.על ידי הזרקת במהירות או לספוג כוח תגובתי, SVCs לעזור למנוע קריסת ושיפור איכות הגלובלית של קיבולת השידור מופעלת על ידי 5% המודרנית.

SVC בדרך כלל מורכב מתכוריך הנשלטים על ידי Thyristor (TCRs), capacitors מכושף (TSCs), מסננים הרמוניים, ומערכת בקרה.הייצור וסילוק של רכיבים אלה כוללים זרמים משמעותיים חומריים, צריכת אנרגיה, ודור פסולת.הבנת טביעת הרגל הסביבתית המלאה של מחזור החיים היא קריטית עבור שירותים, יצרנים, רגולטורים במטרה להתאים את תשתיות הכוח עם מטרות קיימות.

השפעה סביבתית במהלך הייצור

הייצור של יחידת SVC הוא תהליך תעשייתי רב-שלבי הכולל מיצוי חומרי גלם, ייצור למחצה, ייצור רכיב הרכבה, ובדיקה.כל שלב תורם למחיקת משאבים, פליטות גזי החממה, ושחרור חומרים מסוכנים.

חומרי גלם ועיבוד

חומרים מרכזיים בשימוש ב SVCs כוללים נחושת, אלומיניום, פלדה וסיליקון. copper משמש מאוד עבור רוחות כורים ואוטובוסים; אלומיניום הוא מועסק עבור אולמות ומוליכים; צורות פלדה מבנים ו laminations.סיליקון הוא חומר הבסיס עבור משחתנים גבוהים ו diodes.המיצוי של חומרים אלה יש היטב תחלואה סביבתית, כולל גזים חזקים ביותר של גזים המכילים אנרגיה, הוא חומר בסיסי עבור גזים חזקים ביותר, אשר מכילים אנרגיה.

בנוסף, כמה מרכיבים SVC עשויים להכיל כמויות קטנות של אלמנטים נדירים של אדמה (neodymium, dysprosium) בשימוש במגנטים קבועים עבור עיצובים מסוימים כור או באלקטרוניקה שליטה. כריית ועיבוד של אדמה נדירה לעתים קרובות כרוך על ידי תוצרי לוואי רדיואקטיביים ועומס כימי עם חומצות שיכולות לסווג אדמה ומים קרקעיים אם לא מנוהל כראוי.

אנרגיה וטביעת רגל

הייצור של SVCs הוא אנרגיה-intensive. A Life-cycle הערכה של מערכת טיפוסית 50 MVAr SVC מציין כי ייצור חשבונות עבור כ 40-60% של הביקוש לאנרגיה לכל החיים, בהתאם לתצורה מסוימת ותוחלת החיים התפעולית.הייצור של מוליכים למחצה כוח (קריריס) כרוך צמיחה גבישי עתירה גבוהה עיבוד, אשר הם צעדים חשמליים-ריאה המשמשים בדרך כלל ענפי ייצור פוליפרגן.

פליטות פחמן מייצור יתאמות בעוצמה פחמן של רשת החשמל המקומית. מפעל המופעל על ידי הדור מבוסס פחם יהיה גבוה משמעותית CO2 ל- MVAr של יכולת SVC מאשר אחד באמצעות הידרו-כוח. בממוצע, ייצור 100 יחידות MVAr SVC עשוי פולט בין 400 ל-700 טון של CO2 שווה ערך, בהתבסס על נתונים בתעשייה הנוכחית.

צוללות ודור פסולת

ייצור SVC כרוך כמה חומרים מסוכנים. כמה קיבולים, במיוחד עיצובים ישנים יותר, עשויים להכיל biphenyls פוליכלוated (PCBs), אם כי יחידות מודרניות להשתמש בטיפוס יבש או ביברידי שמן רב יותר, תהליכים ממכרים להשתמש סגסוגת מבוססת או מוביל; אפילו מכרים ללא מוביל לעתים קרובות מכילים bismuth או כסף, אשר יש להם חששות סביבתיים משלהם.

במהלך הייצור של רכיבים מרתיעים (מבולגים, חללים, ועצירים מגזים), חומרים כגון epoxy resinsins, porcelain, וגומי סיליקון משמשים. ייצור אפיקסי פולט דוקסמול A (BPA) ומכשירים אחרים של אנדוקריניים-פירוק כימיקלים.

שיקולי מחזור חיים: מבצע ותחזוקה

בעוד שהמאמר מתמקד בייצור וסילוק, יש לציין השפעות שלב תפעוליות עבור שלמות.SVCcore יש צריכת אנרגיה תפעולית נמוכה בהשוואה לדירוג כוח שלהם, שכן שסתום חג המולד דורש רק כמויות קטנות של כוח שליטה. עם זאת, הפסדים בכורים ו- capacitors לייצר חום, הדורשים מערכות קירור שיכול להשתמש אוהדים או משאבות. מחזור תחזוקה כולל החלפת מעריצים, פילטרים, בקרה, ואלקטרוניקה, ייצור כמויות גדולות יותר של שמן פסולת.

סוף החיים של דיסposal & Recycling Challenges

החיים התפעוליים הצפויים של SVC הם 25-35 שנים.בפירוק, היחידה הופכת לזרם פסולת אלקטרוני מורכב הדורש ניהול זהיר כדי למנוע נזק סביבתי.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

SVC מופסק מורכב מקטגוריות חומרים מרובות: מתכות מפרות ולא מפרות (steel, נחושת, אלומיניום), סטיות אלקטרוניות (ערימות חוצות, לוחות בקרה), capacitors (שמן המכיל שמן המכיל באופן בלתי צפוי), כורים (כלי מרפא, ליבות), בממריצים (Personain או פולימר), ודרישות מסוכנות כגון רכיבי נוכחות גבוהים, אך הם בעלי יכולת קירור גבוהה יחסית, אך הם בעלי תפקוד גבוה יחסית, לעומת חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, אך הם בעלי תפקוד נמוך, אך הם בעלי תפקוד, אך הם בעלי תפקוד, כגון רכיבים של חומרים מסוכנים, אך הם בעלי יכולת קירור, אך ורק חומרים מסוכנים, כגון רכיבים שונים, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, אך ורקמות, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, אך ורק חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, אך הם בעלי תפקוד, אך מכוכים, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, אך הם בעלי תפקוד לקויים, כגון חומרים מסוכנים, כגון רכיבים של קירור, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, לעומת חומרים מסוכנים, אך הם בעלי תפקוד לקויים, כגון רכיבים של קירור, כגון חומרים מסוכנים, כגון חומרים מסוכנים, כגון רכיבים שונים, אך ורק חומרים מסוכנים, כגון רכיבים של קירור

קפצואים בחוזים TSC הם לעתים קרובות סוגים סרטיים ממו מתכתיים כי הם יבשים או מכילים שמן biodegradable. עם זאת, כמה יחידות ישנות יותר עדיין להשתמש נוזלים מ- PCB-המחוסנים - למרות הייצור של קיבולים כאלה חדל ברוב המדינות על ידי 1980s, יחידות מוזנחות מאותה תקופה יכול להישאר בשירות.

מימון הזדמנויות וטכנולוגיות

Recycling SVCs יכול לשחזר חומרים יקר. copper מן הכורים הוא אחד המרכיבים הערך הגבוה ביותר; זה יכול להיות מופשט נמכר כדי משני smelters. ליבות פלדה ממוחזרים בשקעים חשמליים. Aluminium , ואוטובוסים הם recyclable. אלקטרוניקה בקרה מכיל מתכות יקרות (זהב, כסף, , , platladium) במעגלים ומחברים, אם כי הם כרכים קטנים ליחידה.

ניתן לפסול קפצויים ולהפריד: ניתן להחזיר את הסרט המתכתי להחלמה אנרגיה, ואת שאריות המתכת (אלמיום, אבץ) ניתן להחזיר.עם זאת, מחזור חומרים ישיר של סרט קיבולטור הוא בלתי כלכלי בשל זיהום. Thyristor wfers מכיל סיליקון כי ניתן למחזר באופן תיאורטי עבור תאים פוטו-תמיים נמוכים יותר, אך מסחרי הוא הסרת הקושי הוא נדיר של מתכתי נדיר.

עיבוד מכני (שורד, מיון, מגנטי ומדודי-הנוכחי הפרדה) מאפשר התאוששות מתכת יעילה.לרכיבים מסוכנים כמו כורים מלאים שמן או כ- PCB המכיל כ- capacitors, מתקני טיפול ייעודי נדרשים לנקז ולזרז את שמנים בטמפרטורה גבוהה, עם פיזור גז פלואי.

סיכונים סביבתיים של אימפולסים

אם SVCs הם disposed של ביבשות רגילות או מוקרן ללא בקרה נאותה, כמה סיכונים מתעוררים. מתכות כבדות (lead, קדמיום) ממכשירים ממכרים ומוליכים למחצה יכולים להיצמד למים קרקעיים, מה שגורם זיהום לטווח ארוך.אם capacitors מכילים PCBs, אפילו עקבות יכולים להיות מערכי ביוקבוקציה בשרשראות מזון וקשורים לסרטן ושיבושים של רכיבים חיסוניים.

באזורים עם תקנות lax e-waste, רכיבי SVC עשויים להיות פורקו על ידי מחזרים לא רשמיים לשרוף כבלים עבור התאוששות נחושת, שחרור מטושטשות רעילות.ההשפעה הסביבתית ליחידה היא מתונה כי SVC אינם פריטים ממונעים המוני, אבל ההשפעה המצטברת של תת-קבוצה גדולה המכילה בנקים SVC מרובים יכול להיות משמעותי, במיוחד אם decoming הוא לא oversight סביבתי.

אסטרטגיות לייצור בר קיימא ודיסקופתי

הפחתת הנטל הסביבתי של SVC דורש מאמצים מתואמת על פני עיצוב, רכש, ייצור, וניהול מקצה החיים.

עיצוב ובחירת חומרי

תכנון SVC עם מחזוריות בראש יכול להפחית באופן משמעותי את ההשפעות של סילוק.זה כולל שימוש קישורים מכוערים יותר מאשר חיבורים מרתיעים, חומרי תווית לזיהוי מהיר, ולהימנע חומרים מורכבים שקשה להפריד. בחירת כורים יבשים מסוגים על פני שמן מלא אלה מבטלים את הסיכון של פיסות שמן וסימולציות קצה של עיבוד חיים.

החלפת חומרים יכולה גם להפחית את ההשפעות של הייצור.שימוש באלומיניום תוכן ממוחזר גבוה (למשל, ממלצרים המופעלים על ידי הידרו כוח) להפחית את טביעת הרגל פחמן. כמה יצרנים חוקרים החלפת רוחות נחושת עם אלומיניום אלה בעיצובים נמוכים של כור רס, כמו אלומיניום recling דורש רק 5% של אנרגיה הדרושה לייצור.

אנרגיה מתחדשת ואנרגיה מתחדשת בייצור

ניהול אנרגיית המפעל הוא מפתח מינוף. יצרנים יכולים להפחית את האנרגיה התהליך על ידי אימוץ התאוששות חום בפעילות מוליכים למחצה, באמצעות מנועים יעילות גבוהה עבור מכונות רוח, והתקנת השמש או אנרגיית הרוח באתר.תעשיית המוליכים למחצה כבר נעה לקראת 300 מ"מ ייצור ועיצובי חשמל מתקדמים אשר משתמשים בפחות אנרגיה למכשיר;0 על פי IEAFrea, ירידה של קיבולת האנרגיה של 2.

בנוסף, ביקורות שרשרת האספקה הדורשות ספקיות tier-1 לדווח על טביעת רגל פחמן ולהשתמש באנרגיה מתחדשת יכולות להניע שיפורים בכל התעשייה.היוזמה של RE100 כוללת כבר כמה יצרני ציוד חשמל גדולים התחייבו ל-100% חשמל מתחדשים.

אחריות מפיק מורחבת ומדיניות

מסגרות מדיניות המחייבות אחריות יצרנית עבור ניהול חיים יכול להגדיל את העיצוב הטוב יותר.הציוד של האיחוד האירופי פסולת חשמל ואלקטרוניקה ציוד (WEEE) והגבלות של חומרים מסוכנים (RoHS) החל על חשמל אלקטרוניקה, אם כי מתקנים קבועים גדולים כמו SVC לעתים קרובות נשללים מדרישות מסוימות.

תקנות לאומיות יכולות גם לחייב אחוזי תוכן ממוחזרים מינימליים עבור מתכות בציוד חדש, יצירת שוק למשוך חומרים משניים. תמחור פחמן או תקני ביצועים פליטה עבור תהליכים תעשייתיים יעודד עוד יעילות אנרגיה ואימוץ אנרגיה נקייה בייצור SVC.

כיוונים עתידיים וחדשנות

ירוק SVC Technologies

טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות להפחית את טביעת הרגל הסביבתית של SVCs. Silicon carbide (SiC) ו גליום nitride (GaN) מכשירים כוח מתחילים להחליף את סיליקון ביישומים מסוימים, המציעים הפסדים מעבר נמוך יותר וטמפרטורות הפעלה גבוהות יותר, אשר להפחית את צרכי הקירור ואת גודל המערכת הכוללת.הייצור של מכשירי SiC עדיין אנרגיה אינטנסיבית, אבל מחקר לתוך שיטות צמיחה נשגב יכול להיות מופחת על ידי שימוש בחומרים קטנים יותר (MVC).

חידוש נוסף הוא השימוש של supercapacitors או ליתיום אחסון אנרגיה משולבת עם SVC לספק תמיכה כוח פעיל ופעיל, המאפשר מערכת אחת לבצע מספר שירותי רשת וייתכן להפחית את המספר הכולל של מכשירים נפרדים מותקנים.

כלכלה מעגלית מתקרבת

מודל כלכלה מעגלי עבור SVCs יהיה כרוך בציוד כשירות, שבו שירותים לשלם עבור תמיכה כוח תגובתי ולא בבעלות חומרה, גיוס יצרנים לתכנון במשך חיים ארוכים, התחדשות קלה, ובסופו של דבר תוכניות טייס נחקרים על ידי כמה מפעילי מערכת השידור האירופית.FLT:0 עקרונות הכלכלה המעגלית של אלן מקארתור לספק מסגרת עבור יוזמות כאלה.

תאומים דיגיטליים ומערכות ניטור מחזור חיים יכולים לחזות כישלון רכיב ושיפוץ לוח הזמנים, להאריך את החיים התפעוליים וצמצום הפסולת. בסוף החיים, קווים אוטומטיים מתקדמים ללא הערכה באמצעות ראיית AI ורובוטיקה יכולים למיין רכיבים על ידי חומר ומצב, למקסם את יעילות מחזור.הפיתוח של טכנולוגיות כאלה עדיין מוקדם, אך בהתחשב בהגדלת המיקוד על השקעות רשת, שיתוף פעולה בתעשייה הוא גדל.

מסקנה

ההשפעה הסביבתית של ייצור Static VAR Compensator וסילוק היא בעיה מורכבת המשתרעת על ידי ייצור אנרגיה, ייצור אנרגיה אינטנסיבית, ניהול חומרים מסוכנים, והשלמת עיבוד פסולת של החיים. בעוד SVC הם מאפשרים של רשתות אנרגיה נקיות באמצעות שיפור יציבות המתח ואינטגרציה מתחדשת, מחזור החיים שלהם חייב להיות מנוהל באופן אחראי כדי למנוע שינוי של עול סביבתי על פני הזרם או למטה.