الندوة الخاصة بالمحولات عالية التحميل الموفرة للطاقة الخضراء تُعقد بنجاح في شنغهاي

عُقدت ندوة «المحولات عالية التحميل الموفرة للطاقة الخضراء لعام ٢٠٢٥: التحديات التصميمية، والحلول المبتكرة، والاتجاهات المستقبلية»، التي نظمتها جمعية النحاس الدولية ومجموعة تشانغ تاي، بنجاح في فندق جينجيانغ في شنغهاي. وركّز الحدث، الذي أُقيم في ١٢ ديسمبر ٢٠٢٥، على أحدث التطورات في تقنيات المحولات.

وجمعت هذه المؤتمر، الذي نظمته جمعية النحاس الدولية، خبراء من مكاتب توريد الكهرباء، والجمعيات الصناعية، والجامعات المرموقة، ومعاهد التصميم، والشركات ذات الصلة. وتركّزت المناقشات حول عدة جوانب رئيسية، منها السياق السياسي للمبادرات الخضراء ومنخفضة الكربون، والجدوى التقنية للمحولات الخضراء (عالية التحميل الزائد)، وسياقات تطبيقها والفوائد الاجتماعية والاقتصادية لها، فضلاً عن وضع المعايير ذات الصلة.

١. السياق السياسي

يُركِّز «خطة العمل الخاصة بالتنمية الخضراء ومنخفضة الكربون لصناعة التصنيع»، التي أصدرتها مجلس الدولة (2025–2027)، على تسريع الابتكار التكنولوجي الأخضر وتعزيز التقنيات الخضراء المتقدمة. وقد قدَّم تقرير عمل الحكومة الصادر في مارس ٢٠٢٣ نظام إدارة البصمة الكربونية، بينما حددت آلية الشراء الخضراء لمجموعة شبكة الدولة الصينية (٢٠٢٣) بشكل صريح معايير اختيار المعدات وفق مفاهيم «الأخضر، ومنخفض الكربون، والصديق للبيئة». وتُمثِّل هذه السياسات فرصاً غير مسبوقة وتحدياتٍ كبيرةً أمام تطوير المحولات الخضراء. وباعتبارها المادة العازلة الرئيسية للمحولات الجافة من النوع المفتوح، تتميَّز مواد البوليمايد المركبة بخصائص أداء استثنائية: مقاومة عالية/منخفضة الحرارة، ومقاومة التآكل، ومقاومة رذاذ الملح، ومقاومة الإشعاع، ومقاومة ممتازة للاشتعال، وتصنيفات عزل عالية (أعلى من الفئة H). وتجسِّد هذه المادة مبادئ التنمية الخضراء ومنخفضة الكربون. فهي لا تشجِّع التشغيل الطويل تحت الحمل الزائد، بل تحسِّن تصميم المحول ليتحمَّل قفزات الحمل القصيرة الأجل أو الدورية أو الطارئة، ما يمكِّن المستخدمين من اختيار سعات أكثر كفاءة من حيث التكلفة عند الاستثمار الأولي. ويؤدي هذا النهج إلى خفض تكاليف شراء المعدات لدى المستخدمين، مع تقليل الاستثمارات الزائدة في الشبكة الكهربائية وتحسين كفاءة استخدام الموارد بشكل عام.

٢. الجدوى الفنية لمحول أخضر (عالي التحميل)

ولتحقيق سعة تحميل عالية وآمنة وموثوقة، يتم التركيز على الاختراقات التقنية أساسًا عبر ثلاث مسارات، ومنها تُشتق الخصائص الخاصة بكل منها. منتجات وتتميَّز كل مسارٍ بخصائصه الذاتية.
المسار الأول: تحسين هيكل قلب المحول. استبدال القلوب المصنوعة من الصفائح المسطحة المركَّبة بقلوب ملفوفة ثلاثية الأبعاد، حيث يقلِّل هذا التصميم بشكلٍ كبيرٍ من الفقد في حالة عدم التحميل من خلال تحسين الدائرة المغناطيسية وتخفيض وزن القلب، مما يحقِّق وفورات كبيرة في استهلاك الطاقة.
المسار الثاني: الابتكار في مواد العزل. تستخدم المحولات الجافة من النوع المفتوح الآن مركبات بولييميد بوليمرية بدلًا من عوازل راتنج الإيبوكسي التقليدية. وتُحسِّن مقاومة المادة العالية لدرجات الحرارة وتكوين ملفاتها على شكل أقراص بشكلٍ كبيرٍ من قدرتها على التحميل الزائد، ما يمكِّنها من التشغيل طوال العام عند تحميل زائد بنسبة 130% دون تشغيل المراوح. علاوةً على ذلك، تتميَّز المحولات الجافة المصبوبة بمطاط السيليكون، والتي تستخدم موادًا مرنة متقدمة مثل مطاط السيليكون كعازل رئيسي، بقدرة استثنائية على التحميل الزائد على المدى القصير، وبسلامة تشغيلية ممتازة على المدى الطويل، وذلك بفضل مقاومتها الفائقة للحرارة، وقابليتها لمقاومة الاشتعال، وإمكانية إعادة تدويرها الصديقة للبيئة.
المسار الثالث: الابتكار في زيت المحولات. يمكن للمحولات التي تستخدم الاسترات الطبيعية (الزيوت النباتية) بديلًا عن الزيوت المعدنية التقليدية أن تعمل بأمان عند ارتفاعات حرارية أعلى نظرًا لدرجة اشتعالها الأعلى وتوافقها الأفضل مع المواد العازلة، مما يطيل المدة المسموح بها للتحميل الزائد.

٣. سيناريوهات التطبيق والفوائد الاجتماعية والاقتصادية

درس الندوة بشكلٍ شامل إمكانات تطبيق المحولات الخضراء (ذات التحميل العالي) عبر قطاعات متعددة.
القطاع الصناعي: خُذ أنظمة إمداد الطاقة في مصانع الصلب كمثال: فعندما يتعطل محولٌ ما، يجب أن يتولى محولٌ آخر فورًا تحمل كامل الحمل.
القطاع البلدي: غالبًا ما تتعرض محطات معالجة المياه ومرافق الصرف الصحي لأحمال ذروة قصيرة المدى أثناء بدء تشغيل المحركات ذاتيًّا، أو أثناء التشغيل الكامل في موسم الأمطار، أو في سيناريوهات اعتماد مصدر طاقة واحد فقط.
قطاع بناء السفن والطاقة الشاطئية الكبيرة: كلا القطاعين — بناء السفن والطاقة الشاطئية الكبيرة — يواجهان باستمرار تقلبات في الأحمال وتحديات في مواءمة السعة. وتتطلب جميع هذه السيناريوهات محولاتَ قادرةٍ على التحميل الزائد لفترات قصيرة.
القطاع العقاري المدني: يعمل العديد من المباني التجارية حاليًّا بنسبة تحميل منخفضة للمحولات، ما يؤدي إلى حالات «مبالغ فيها». وعند إجراء عمليات التحديث، يُمكّن اعتماد محولات خضراء (عالية التحميل) من توسيع السعة دون الحاجة إلى زيادة حجم غرف التوزيع أو استبدال القضبان الناقلة، مما يعالج بفعالية ارتفاع الأحمال أو الارتفاعات المفاجئة في استهلاك الطاقة الناتجة عن الظروف الجوية القصوى.
وبموجب نظام التعريفة الثنائية للكهرباء الصناعية والتجارية، تكون الفوائد الاقتصادية كبيرة جدًّا. وباستخدام طريقة حساب سعة خفض الطلب الشائعة، وبافتراض خفض قدره ٢٥٠٠ كيلوفولت أمبير عند مستوى جهد ٣٥ كيلوفولت، فإن وفورات تكلفة الكهرباء الشهرية ستصل إلى ٣٦٥٠٠ يوان صيني.

٤. وضع المعايير ذات الصلة

من المفهوم أن المعيار الفني «المحوّل عالي القدرة على التحميل الزائد»، الذي وضعته صناعة الطاقة في الصين، دخل حيّز التنفيذ لأول مرة في ١٠ يناير ٢٠١٨، وتم تحديثه في ٦ يناير ٢٠٢١. ويحدّد هذا المعيار المؤشرات الأساسية مثل القدرة على تحمل القصر الكهربائي، والأداء تحت التحميل الزائد، وحدود ارتفاع درجة الحرارة للمحوّلات ثلاثية الطور المغمورة بالزيت والتي تتراوح سعاتها بين ١٠ كيلوفولت و٥٠٠ كيلوفولت أمبير، ما يسد فجوةً في المعايير الفنية المحلية. وفي عام ٢٠٢٣، أصدرت جمعية هندسة الكهرباء في قانسو معيار المجموعة التكميلي T/GES 001-2024، الذي يوضّح بشكل أكبر تعريفات المنتجات، وأساليب الاختبار، ومتطلبات النقل والتخزين، وقد دخل حيّز التنفيذ الرسمي في ٢٦ أكتوبر ٢٠٢٣. ولا يعرّف أيٌّ من هذين المعيارين بوضوح ظروف التحميل العالي للمحوّلات الجافة أو المغمورة بالزيت عند مستويات الجهد الأعلى، أو للمحوّلات التي تستخدم وسائط عزل جديدة، ما يؤدي إلى غموض في تعريف أداء المنتجات المتداولة في السوق، وانعدام أساس معياري لتصميم هذه المحوّلات واختيارها، الأمر الذي أصبح عقبةً رئيسيةً تُعيق التطور الموحّد لهذه الصناعة. واتفق الخبراء المشاركون في الاجتماع بالإجماع على أن من الضروري العاجل إدراج خصائص التحميل الزائد ضمن نطاق أوسع من معايير المحولات الخضراء، مما يتطلب جهودًا مشتركةً من جميع الأطراف لإعداد معايير مجموعة أو معايير صناعية ذات صلة، وإصدار معايير وطنية عند نضج الظروف، وذلك لرفع العوائق التي تواجه مرحلتي التصميم والاختيار.

5. خاتمة

يدعو هذا seminar إلى تحوُّل جذري في الممارسات التقليدية. وسط الهدر الواسع للطاقة الناجم عن تصاميم سعات المحولات المفرطة الحجم وعوامل التحميل غير الكافية، يدعو إلى اعتماد مبادئ صديقة للبيئة ومنخفضة الكربون، إلى جانب مفاهيم القدرة الزائدة العالية. وينبغي أن تقود روابط الصناعة جهود وضع المعايير المشتركة، مع إطلاق برامج تجريبية في المجمعات الصناعية والمباني التجارية ومحطات الطاقة المتجددة. كما ستسهم التبادلات الفنية المنتظمة في تعزيز الوعي الصناعي، بينما يُسهم تعميق التعاون بين القطاع الصناعي والجامعات والبحث العلمي في دفع عجلة الابتكار التكنولوجي والتحديث.
عندما تشكل المعايير والتكنولوجيا والسوق والسياسات قوةً مشتركةً، فإن هذا الابتكار التكنولوجي المخفي في الـ محطة فرعية سيُطلق فوائد اقتصادية واجتماعية هائلة، وسيُضخ طاقة خضراء في التنمية عالية الجودة.