نوآوری مواد موفقیت آمیز: چگونه ترانسفورماتورهای نوع خشک آلیاژ آمورف در آینده بهره وری انرژی تغییر شکل می دهند

تحت فشارهای دوگانه اهداف بی طرفی کربن و افزایش هزینه های انرژی ، تقاضای صنعت برق برای تجهیزات با راندمان بالا و صرفه جویی در انرژی همچنان رو به افزایش است. ترانسفورماتور نوع خشک آلیاژ آمورف در حال تبدیل شدن به یک فناوری کلیدی برای بهبود بهره وری انرژی در زمینه های صنعتی و تجاری با علوم انقلابی مواد و طراحی ساختاری خود است.

1. انقلاب مادی: خصوصیات بدنی آلیاژهای آمورف
آلیاژهای آمورف (همچنین به عنوان شیشه فلزی نیز شناخته می شوند) مواد آلیاژ با آرایش اتمی بسیار بی نظم هستند. فرآیند تولید ، فلز مذاب را از طریق فناوری خنک کننده فوق العاده سریع جامد می کند تا از تشکیل ساختار کریستالی ورق های سنتی سیلیکون جلوگیری شود. این ویژگی باعث از بین رفتن هیسترزیس بسیار کم و از دست دادن جریان ادی می شود. داده های تجربی نشان می دهد که از دست دادن بدون بار هسته های آلیاژی آمورف 60 ٪ -80 ٪ پایین تر از ترانسفورماتورهای سنتی فولاد سیلیکون است و از دست دادن بدون بار بیش از 30 ٪ از کل مصرف انرژی ترانسفورماتور را در طول چرخه زندگی خود تشکیل می دهد.

2. عملکرد بهره وری انرژی: مزیت هزینه در طول چرخه زندگی
ترانسفورماتورهای سنتی مکرر نفت به خنک کننده عایق روغن متکی هستند ، که دارای خطرات نشت و هزینه های نگهداری بالایی است. ترانسفورماتورهای نوع خشک آلیاژ آمورف از فناوری محصور سازی رزین اپوکسی استفاده می کنند ، به رسانه خنک کننده احتیاج ندارند و از امنیت و حفاظت از محیط زیست بالاتری برخوردار هستند. این نوع ترانسفورماتور همراه با ویژگی های از دست دادن بدون بار بسیار کم بار ، در سناریوهای زیر عملکرد خوبی دارد:

سناریوهای نوسان بار بالا: مانند مراکز داده ، مجتمع های تجاری و مکانهای دیگر که در آن به تنظیم بار مکرر نیاز است ، از دست دادن بدون بار ترانسفورماتورهای آمورف می تواند به طور قابل توجهی مصرف انرژی ناکارآمد را در ساعات غیر اوج کاهش دهد.

سناریوهای عملیاتی مداوم 24 ساعته: مانند بیمارستان ها ، کارخانه های نیمه هادی و غیره ، قبض های برق ذخیره شده در کل چرخه زندگی خود (معمولاً 20-30 سال) می توانند به 2-3 برابر هزینه خرید اولیه برسند.
گزارش آژانس بین المللی انرژی (IEA) خاطرنشان می کند که اگر 10 ٪ از ترانسفورماتورهای توزیع جهان با انواع آلیاژ آمورف جایگزین شوند ، کاهش انتشار سالانه معادل 120 میلیون تن دی اکسید کربن خواهد بود که معادل انتشار سالانه 30 میلیون وسیله نقلیه سوخت است.

3. ثبات و مزایای اقتصادی درجه صنعتی
ترانسفورماتورهای نوع خشک آلیاژ آمورف هنوز هم می توانند عملکرد کارآمد را در محیط های شدید حفظ کنند. ویژگی های ضد اشباع مواد آن می تواند در برابر جریان های اضافه بار فوری مقاومت کند ، در حالی که طراحی مقاوم در برابر درجه حرارت بالا (عایق کلاس H) از عملکرد پایدار در محدوده -25 درجه سانتیگراد تا 180 درجه سانتیگراد پشتیبانی می کند. با در نظر گرفتن یک کارخانه خودرو اروپایی به عنوان نمونه ، پس از جایگزینی ترانسفورماتورهای آلیاژ آمورف ، هزینه سالانه قبض برق آن 18 ٪ کاهش یافت ، هزینه های نگهداری تجهیزات 40 ٪ کاهش یافت و دوره بازیابی سرمایه گذاری تنها 3.5 سال بود.

4. ارتقاء دوگانه سیاست ها و بازارها
بسیاری از کشورها در سراسر جهان ترانسفورماتور آلیاژ آمورف را در محدوده یارانه های ارتقاء بهره وری انرژی درج کرده اند. به عنوان مثال ، "برنامه بهبود بهره وری انرژی ترانسفورماتور" چین مستلزم آن است که از دست دادن بدون بار ترانسفورماتورهای توزیع شده تازه خریداری شده باید استاندارد راندمان انرژی سطح اول را رعایت کند و آلیاژهای آمورف یکی از معدود مسیرهای فنی است که این نیاز را برآورده می کند. در عین حال ، غول های فناوری مانند Google و Apple اولویت استفاده از چنین ترانسفورماتورهایی را هنگام ساختن مراکز داده جدید برای تحقق تعهد خود به 100 ٪ انرژی تجدید پذیر دارند.

5. چشم انداز آینده: از پیشرفت فناوری گرفته تا حلقه بسته اکولوژیکی
با بهینه سازی فرآیند تولید نوار آلیاژ آمورف (مانند فناوری سیم پیچ مداوم Hitachi Metals) ، هزینه تولید آن در مقایسه با ده سال پیش 35 درصد کاهش یافته است و کاربرد در مقیاس بزرگ تسریع شده است. این صنعت پیش بینی می کند که تا سال 2030 ، میزان نفوذ ترانسفورماتورهای آلیاژ آمورف در بازار جهانی توزیع انرژی از 15 ٪ فعلی به 40 ٪ افزایش می یابد و به یک جزء اصلی سیستم های هوشمند و سیستم های میکروگرید تبدیل می شود .