Može li se transformator suhog tipa amorfne legure integrirati s sustavima obnovljivih izvora energije poput solarne i vjetra?

U pozadini globalne energetske strukturne transformacije, veliki pristup obnovljivim izvorima energije poput solarne i vjetroelektrane iznio je nove tehničke zahtjeve za elektroenergetski sustav. Kao jedna od temeljnih oprema distribucijske mreže, transformatori suhog tipa amorfne legure postaju važna tehnička opcija za promicanje učinkovite upotrebe obnovljivih izvora energije zbog svojih jedinstvenih materijalnih svojstava.
1. Proboj u tehničkoj prilagodljivosti koju je donio materijalna inovacija
Neuređena atomska struktura nastala brzim postupkom učvršćivanja materijala amorfnih legura daje im magnetska svojstva koja nisu u skladu s tradicionalnim silikonskim čeličnim listovima. Eksperimentalni podaci pokazuju da je prisilna sila jezgara amorfnih legura samo 1/5 od konvencionalno orijentiranog silicijskog čelika, a gubitak histereze smanjuje se za 60-80%. Ova značajka ima značajne prednosti u suočavanju s volatilnošću stvaranja obnovljivih izvora energije: kada solarni fotonaponski niz doživljava nagli pad snage zbog oblačnog pokrova ili kada vjetroelektrana naiđe na turbulenciju i uzrokuje nestabilan izlaz, transformator može brzo reagirati na promjene u opterećenju, izbjegavajući gubitak temperature u tradicionalnim histerisama. Testovi koje je proveo Nacionalni laboratorij za obnovljivu energiju Sjedinjenih Država pokazuju da je u povremenim scenarijima proizvodnje energije dinamična brzina odgovora amorfnih legura transformatora 32% brže od konvencionalnih proizvoda, učinkovito poboljšavajući stabilnost sustava.
2. Utjecaj superpozicije prednosti energetske učinkovitosti tijekom životnog ciklusa
Sustav obnovljivih izvora energije naglašava ekološke koristi cijelog životnog ciklusa, a karakteristike energetske učinkovitosti transformatora amorfnih legura vrlo su u skladu s tim. Uzimajući pojačani transformator 2MW fotonaponske elektrane kao primjer, upotreba tehnologije amorfne legure može smanjiti gubitak bez opterećenja na 20% konvencionalnih proizvoda. Prema stanju prosječnog godišnjeg rada od 8.760 sati, jedan uređaj može uštedjeti više od 26 000 kWh električne energije godišnje. Što je još važnije, učinkovitost ove vrste transformatora i dalje može ostati iznad 98,5% pri laganom opterećenju od 20%, što savršeno odgovara stanju operacije niskog opterećenja fotonaponskih elektrana tijekom noćnog zatvaranja i kišnog vremena. Podaci o certificiranju njemačkih Tüv pokazuju da povezivanje amorfnih transformatora legura s distribuiranim sustavima energije vjetra može smanjiti ukupne gubitke energije za 1,8-2,3 postotna boda, što je ekvivalentno produljenju ekvivalentnih sati korištenja opreme za proizvodnju električne energije za 120-150 sati/godišnje.
3. Evolucija kompatibilnosti sustava u okruženju Smart Grid
Kako stopa prodora obnovljive energije premašuje kritičnu točku od 15%, potražnja elektroenergetskog sustava za inteligentnom opremom postaje sve istaknutija. Transformatori suhog tipa amorfne legure koriste tehnologiju epoksidne smole vakuuma za lijevanje, imaju IP54 razinu zaštite i sustav izolacije F-klase, a mogu se izravno rasporediti u teškim okruženjima kao što su vlaga i sol spreja, što je visoko kompatibilno s instalacijskim zahtjevima energije vjetra i fotovoltaike pustinja. Najnoviji tehnološki razvoj pokazuje da su proizvodi treće generacije koji integriraju inteligentne module poput mjerenja optičkih vlakana i djelomičnog praćenja pražnjenja postigli međusobnu povezanost podataka sa sustavima upravljanja energijom. Na primjer, danska vjetroelektrana na moru uspješno je skratila vrijeme mjesta grešaka sa prosjeka od 45 minuta do 8 minuta rasporedom inteligentnih transformatora amorfnih legura, istovremeno povećavajući točnost odgovora uređaja za reaktivnu kompenzaciju za 40%.
Trenutno su proizvodni troškovi Amorfna legura suhog transformatora još uvijek je 20-25% viši od tradicionalnih proizvoda, ali računovodstvo cijelog životnog ciklusa pokazuje da njegove 5-7 godina pogodnosti za uštedu energije mogu nadoknaditi početnu razliku ulaganja. S napretkom tehnologije za pripremu materijala, očekuje se da će globalni kapacitet proizvodnje amorfnih traka do 2025. premašiti 300 000 tona, a smanjenje troškova donesenim efektom razmjera ubrzat će popularizaciju tehnologije. Vođen ciljem neutralnosti ugljika, primjena takvih transformatora visoke učinkovitosti ne samo da će poboljšati ekonomiju sustava obnovljivih izvora energije, već će također promovirati evoluciju električne infrastrukture prema niskom ugljiku i inteligentnim smjerovima, pružajući ključnu tehničku podršku za izgradnju novih elektroenergetskih sustava.33