كيف يتعاون مولد الدائم المغناطيس (PMG) مع وحدات تخزين الطاقة في الشبكات الصناعية المصغَّرة المستقلة عن الشبكة الرئيسية؟

موقع منجم ناءٍ يُظهر الشبكة الكهربائية الصغيرة التي غطّت تكاليفها بنفسها

كانت موقع معالجة عن بُعد يقع بعيدًا عن شبكة المرافق الكهربائية، ويعمل على مجموعة من مولدات الديزل التي تُشغَّل بالمحركات، والتي تستهلك وقودًا يتم توصيله عبر طريق طويل. وأضاف المشغل مصدر طاقة هجينًا من الرياح والطاقة الشمسية خلف بنك بطاريات، مع مولِّد دائم المغناطيس (PMG) في جانب الرياح يتغذَّى به حافلة التيار المستمر عبر مُصحِّح. واستُبدلت المجموعة المولِّدة التي تُشغَّل بالمحركات — والتي كانت تستهلك كميات كبيرة من الوقود — بمولِّد دائم المغناطيس (PMG) باعتباره المصدر الرئيسي، لذا أصبحت البطارية والرياح تحملان الآن الحمل الأساسي. وقلَّص النظام الهجين استهلاك الوقود بشكلٍ حادٍ خلال موسم الرياح، كما امتصَّت البطارية الهبات القوية للرياح، فلم تعد المولدات القديمة تتفعَّل عند كل عاصفة. وبرهن مولِّد دائم المغناطيس (PMG) جدارته بتحويل طاقة الرياح المتغيرة إلى طاقة قابلة للاستعمال بدلًا من أن تكون مصدر اضطراب.

ينطبق منطق مولد المغناطيس الدائم (PMG) نفسه على أي موقعٍ تَضعف فيه الشبكة أو تنعدم تمامًا، بدءًا من المزارع المعزولة ووصولًا إلى مخيمات البناء، لأنّ وحدة التخزين تعمل كوسيلة لتحويل مصدرٍ متغيرٍ إلى مصدرٍ موثوقٍ.

لماذا يُخفق النهج المرتبط بالشبكة عند التشغيل خارج الشبكة

والخطر الخفي عند التشغيل خارج الشبكة هو أنّ المولِّد المصمم للتصدير الثابت إلى الشبكة يُظهر أداءً رديئًا عندما يتغيّر كلٌّ من الحمل والشمس كل دقيقة. فمولد التحريض يحتاج إلى إثارةٍ من الحافلة ويستهلك تيارًا عكسيًّا يُجهد النظام المعزول الصغير، بينما قد يدفع مصدرٌ غير متناسقٍ بشكلٍ جيّد البطارية إلى حدودها القصوى فيؤدي إلى قطع التيار عن كامل الشبكة المصغّرة. أما مولد المغناطيس الدائم (PMG) فيتفادى مشكلة الإثارة لأن مجاله مغناطيسيٌّ دائمٌ، لكن الوحدة ما زالت بحاجةٍ إلى ضبطٍ دقيقٍ مع وحدة التخزين لكي لا تُفرط في شحن البطارية أو تحرمها من الشحن الكافي. ENNENG ويُغلق هذا الفجوة عبر مطابقة المولِّد مع البطارية باستخدام نظام تحكُّمٍ مُختبرٍ بدلًا من إعدادات عامة لمُحوِّل الطاقة.

مولد المغناطيس الدائم (PMG) يتجنب أيضًا ارتفاع درجة حرارة المغناطيس الذي يقلق المصممين المبتدئين، نظرًا لأن المقوم يتحكم في التيار ويحافظ على الماكينة بعيدة عن حد إزالة المغناطيس. ENNENG النماذج التي تحد من أسوأ هبوب رياح قبل البناء، لذا تبقى الجزيرة آمنة عندما تصل الرياح إلى ذروتها. مولد المغناطيس الدائم (PMG) الذي يتم ضبطه وفقًا للتخزين يتجنب تلك الحافة، لأن المقوم يثبت الجهد قبل أن تشتكي مجموعة البطاريات.

كيف يعمل مولد المغناطيس الدائم (PMG) مع نظام التخزين

السوق ENNENG يغطي نطاق PMG من 5 كيلوواط إلى 5 ميجاواط عند 110 فولت إلى 690 فولت، وهو يغطي وحدة سقفية تصل إلى ماكينة بحجم المصنع، والنماذج الأصغر من توربينات الرياح ذات المحور الرأسي تقع في نطاق 1 كيلوواط إلى 10 كيلوواط مع الأحجام الرئيسية المُروَّجة 3 كيلوواط، 5 كيلوواط، و10 كيلوواط. يقارن الجدول بين مولد الحث ومولد المغناطيس الدائم (PMG) في النقاط التي تحدد استقرار الشبكة الصغيرة.

يغذّي مولّد دائم المغناطيس (PMG) متوافق جيدًا البطارية عبر مُصحّح يثبّت الجهد ويوجّه الفائض إما إلى حمل تفريغ أو حمل فعلي، لذا فإن الهبّة القوية من الرياح تُشحن بدلًا من أن تؤدي إلى الحمل الزائد. وبما أن الدوار لا يحتوي على لفات، يظل الأداء فعّالًا عند السرعات المنخفضة والمتفاوتة التي تسود ظروف الرياح الحقيقية، بينما تحتفظ الشبكة المصغّرة باحتياطيّها للساعات الخالية من الرياح. وفي موقع المنجم، عمل نفس مولّد دائم المغناطيس (PMG) طوال موسم كامل دون أي عطل في التغذية الكهربائية — وهي حالة العطل التي تُعاني منها وحدات التحريض عادةً عند التشغيل الجزيري.

يندرج مولّد دائم المغناطيس (PMG) ضمن النطاق من ٥ كيلوواط إلى ٥ ميغاواط، و١١٠ فولت إلى ٦٩٠ فولت، لذا يمكن تطبيق نفس فلسفة التحكم على وحدة واحدة على سطح مبنى أو على آلة على نطاق المصنع دون الحاجة لإعادة هندسة الحافلة.

المواصفات القياسية التي تحافظ على سلامة الشبكة المصغّرة وتجعلها قابلة للمقارنة

يُقَدَّرُ أداءُ الميكروغريد غير المتصل بالشبكة مقارنةً بمعايير مرجعيةٍ تشمل كلًّا من الماكينة ونظام التخزين. ويغطّي المعيار الدولي IEC 60034-3 أداء المولِّدات والمتغيرات الخاصة بأنواع التوربينات، بينما يتناول المعيار الدولي IEC 61400 التوربينات الريحية وحدود السلامة الخاصة بها للوحدات الصغيرة والمتوسطة. أما المعيار IEEE 1547، رغم صياغته لربط الأنظمة بالشبكة الكهربائية، فيقدّم منطق الانقطاع والاستمرار في التشغيل الذي تستعيره الأنظمة العاملة بشكل معزول (Islanded) لتفادي حدوث انقطاعات متتالية. ويحدّد المعيار الدولي IEC 62933 سلوك أنظمة تخزين الطاقة، وبالتالي تُحدَّد مواصفات البطارية ومولِّد المغناطيس الدائم (PMG) على أساس موحَّد قابل للمقارنة. أما المعيار الدولي ISO 50001 فيُطَبِّق إطارًا إداريًّا شاملًا لموقع المشروع كنظامٍ متكامل لإدارة الطاقة، بدلًا من اعتباره مجموعةً من المكوّنات المنفصلة.

إن اختيار مولِّد المغناطيس الدائم (PMG) وفق هذه المعايير المرجعية يمكّن المشغل من إثبات جدوى الميكروغريد أمام شركة التأمين أو الجهة التنظيمية، لأن الماكينة ونظام التخزين يتم تحديد مواصفاتهما على أساس موحَّد قابل للمقارنة، وليس استنادًا إلى التوقّعات أو التمنّيات.

قائمة مرجعية عملية لتحديد المواصفات وصيانة المعدات

يبدأ تحديد حجم مولِّد المغناطيس الدائم (PMG) لميكروجرد بالملفّ الاستهلاكي وقدرة البطارية، وليس بخريطة الرياح وحدها. وَحِّد نطاق المولِّد من ٥ كيلوواط إلى ٥ ميغاواط، ومن ١١٠ فولت إلى ٦٩٠ فولت مع الحافلة، وعيّن المُصحِّح وفق حدود شحن البطارية، وراعِ نماذج المحور الرأسي من ١ كيلوواط إلى ١٠ كيلوواط عند التفكير في الأسطح الصغيرة أو المختلطة. وخلال التشغيل الأولي، سجّل جهد الحافلة ودرجة شحن البطارية خلال يوم عاصف ويوم هادئ، واستخدم هذين اليومين كمرجع أساسي. وتبقى عمليات الصيانة خفيفة: تفَقَّد تبريد المُصحِّح، وافحص محامل الدوار وفق جدول زمني، وراقب اتجاه جهد الخلو بدون حمل حتى تظهر أي عطلٍ في المغناطيس أو التوصيلات قبل أن يتسبب في انقطاع الجزيرة.

يُكافئ مولِّد المغناطيس الدائم (PMG) الانضباط الخفيف، لأن المُصحِّح ومحامل الدوار هما الوحيدان من الأجزاء المتحركة والمبدِّلة التي تتآكل مع الزمن، وكلاهما سهل المراقبة.

تحدث إلى شركة إنِنغ حول مصدر ميكروجردك

تُصنِّع شركة إينينغ مولِّداتٍ ذات مغناطيس دائم ونماذج أولية وفق معايير آيزو ٩٠٠١ والعلامة السَّيِّئة (سي إي) لمواقع تشمل الصناعات النائية والمشاريع المتجددة الموزَّعة. شارك فريق الهندسة بملفّ الحمل، وسعة البطارية، والجهد المستهدف لتتلقَّى مولِّدًا ذا مغناطيس دائم (بي إم جي) مُصمَّمًا خصيصًا ليتناسق مع نظام التخزين، وليس مجرد تقديرٍ عامٍّ من الكتالوج.

اتصل بشركة إينينغ عبر هذه الروابط:

• واتساب: +٨٦ ١٨٥٦٢٧٨٠٢٢٨
• البريد الإلكتروني: [email protected]
• العنوان:  حديقة هايتشوانغ للطاقة الجديدة والمواد الجديدة الصناعية، الطريق التوجيهي رقم ١، منطقة لي تشانغ، مدينة تشينغداو، مقاطعة شاندونغ، الصين
• الموقع الإلكتروني: global.ennengmotor.com

الأسئلة الشائعة

س: لماذا تختار مولِّدًا ذا مغناطيس دائم (بي إم جي) بدل مولِّد حثّي في أنظمة الطاقة خارج الشبكة؟

أ: يجب على المولِّد الحثّي سحب القدرة العكسية من الحافلة لإثارة دواره، ما يُثقِل كاهل شبكة جزيرة صغيرة ويحتاج إلى مرجع شبكي قد لا يكون متاحًا. أما مولِّد المغناطيس الدائم (بي إم جي) فهو ذاتي الإثارة، لذا يغذّي البطارية دون استعارة فولت أمبير عكسي (فار)، ويحافظ على كفاءته عند السرعات المنخفضة والمتفاوتة التي يولِّدها الرياح فعلًا. وهذا يجعل الشبكة المصغَّرة مستقرةً أثناء الهبات الريحية بدل انقطاع المجموعات القديمة عند كل عاصفة.

س: ما مدى الأحجام الذي تغطيه مولِّدات إينينغ ذات المغناطيس الدائم (بي إم جي)؟

أ: يغطي غلاف مولد إينينغ نطاقًا من ٥ كيلوواط إلى ٥ ميغاواط عند جهد يتراوح بين ١١٠ فولت و٦٩٠ فولت، ما يشمل وحدةً واحدةً على سطح المبنى وحتى آلة على نطاق محطة توليد. أما بالنسبة للأسطح الصغيرة أو المختلطة، فتقع نماذج التوربينات الريحية ذات المحور الرأسي ضمن نطاق ١ كيلوواط إلى ١٠ كيلوواط، مع توفر الأحجام الرئيسية ٣ كيلوواط و٥ كيلوواط و١٠ كيلوواط. ويتم الاختيار الأمثل استنادًا أولًا إلى الحمل والبطارية، ثم إلى مورد الرياح، بحيث تتناسب الوحدة مع الشبكة بدلًا من أن تُختار وفق الكتيب الترويجي.

س: كيف يمنع المولد شحن البطارية بشكل زائد؟

أ: يُغذّي المولد الدائم المغنطيس (PMG) البطارية عبر مُصحّح يثبّت جهد الشبكة ويوجّه الفائض إلى حمل تفريغ أو إلى مبدد حراري مفيد عندما تمتلئ البطاريات بالكامل. وتتم معايرة هذه الوظيفة لحدود شحن البطارية أثناء التشغيل الأولي، لذا فإن الهبّة القوية للرياح تؤدي إلى الشحن لا إلى الإحمال الزائد. وبغياب هذه المعايرة الدقيقة، حتى مولد دائم المغنطيس (PMG) جيّد الأداء قد يدفع نظام التخزين خارج النطاق الآمن له فيسبب انقطاع التغذية عن الجزيرة.

س: ما المعايير التي تنطبق على تصميم الشبكة المصغّرة؟

أ: يغطي المعيار الآيزو ٦٠٠٣٤-٣ أداء المولدات، بينما يتناول المعيار الآيزو ٦١٤٠٠ سلامة توربينات الرياح، أما المعيار الآيزو ٦٢٩٣٣ فيعرّف سلوك أنظمة تخزين الطاقة لكي يتحدث البطارية والمولد بلغة واحدة. ويوفّر معيار آي-تريبل-إي ١٥٤٧ منطق الانقطاع والتحمل الذي تستعيره الأنظمة المعزولة لمنع حدوث أعطال متسلسلة. وبمجملها، تتيح هذه المعايير للمشتري تحديد مولد المغناطيس الدائم (PMG) على أساس قابل للمقارنة والتدقيق.