✅ خازن Feedthrough برای حذف نویز:
در الکترونیک قدرت به دلیل عملیات کلیدزنی در حضور عناصر پارازیتی مثل سلف یا خازن پارازیت ,dv/dt و di/dt بوجود می آید که باعث میگردد تا تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ایجاد شود و این تداخل الکترومغناطیسی موجب انتشار نویز هدایتی به 2 صورت نویز مد مشترک و نویز مد تفاضلی در مدارات میشود. منظور از نویز هدایتی مولفه های فرکانسی 10 کیلوهرتز تا 30 مگاهرتز میباشد (پایین تر از 10 کیلوهرتز مربوط به THD است) که در محدوده فرکانس رادیویی (RF) میباشد. برای اینکه این نویز به مابقی قسمتهای مدار انتشار نیابد از فیلترهای RF استفاده میشود که شامل سلف و خازن است. خازنی که در این فیلتر استفاده میشود بایستی مقدار سلف سری (ESL) کمی داشته باشد تا رفتار فرکانسی آن خیلی خوب باشد و تا مولفه های بالای فرکانسی هم رفتار خازنی باقی بماند (و سلفی نشود). در سیستم های بسیار حساس مثل هواپیما که دارای منابع تغذیه سوییچینگ است , بخاطر اینکه این نویزهای هدایتی که در کابل های ارتباطی جاری میشود , کار مدارات کنترلی را مختل نکند این فیلترهای RF بایستی بسیار دقیق باشند و در این فیلترها معمولا از خازنهای Feedthrough استفاده میشود . این خازنها به این صورت میباشند که پلاریته ی منفی آن به صورت یک بدنه است که زمین میشود و سیم سیگنال از داخل آن عبور میکند (پلاریته + خازن) و اگر نویز در مسیر سیگنال باشد به دلیل اینکه فرکانس بالا است خازن را امپدانس کوچکی میبیند و به سمت زمین هدایت میشود و به بقیه ی مدار منتشر نمیشود. این خازنها دارای سلف پارازیت تقریبا صفر میباشند. معمولا در خروجی مثبت و منفی منابع تغذیه حساس خازنهای Feedthrough را قرار میدهند تا نویز هدایتی تولیدی توسط منبع تغذیه سوییچینگ در بقیه مدار منتشر نشود.
@electroscience
در الکترونیک قدرت به دلیل عملیات کلیدزنی در حضور عناصر پارازیتی مثل سلف یا خازن پارازیت ,dv/dt و di/dt بوجود می آید که باعث میگردد تا تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ایجاد شود و این تداخل الکترومغناطیسی موجب انتشار نویز هدایتی به 2 صورت نویز مد مشترک و نویز مد تفاضلی در مدارات میشود. منظور از نویز هدایتی مولفه های فرکانسی 10 کیلوهرتز تا 30 مگاهرتز میباشد (پایین تر از 10 کیلوهرتز مربوط به THD است) که در محدوده فرکانس رادیویی (RF) میباشد. برای اینکه این نویز به مابقی قسمتهای مدار انتشار نیابد از فیلترهای RF استفاده میشود که شامل سلف و خازن است. خازنی که در این فیلتر استفاده میشود بایستی مقدار سلف سری (ESL) کمی داشته باشد تا رفتار فرکانسی آن خیلی خوب باشد و تا مولفه های بالای فرکانسی هم رفتار خازنی باقی بماند (و سلفی نشود). در سیستم های بسیار حساس مثل هواپیما که دارای منابع تغذیه سوییچینگ است , بخاطر اینکه این نویزهای هدایتی که در کابل های ارتباطی جاری میشود , کار مدارات کنترلی را مختل نکند این فیلترهای RF بایستی بسیار دقیق باشند و در این فیلترها معمولا از خازنهای Feedthrough استفاده میشود . این خازنها به این صورت میباشند که پلاریته ی منفی آن به صورت یک بدنه است که زمین میشود و سیم سیگنال از داخل آن عبور میکند (پلاریته + خازن) و اگر نویز در مسیر سیگنال باشد به دلیل اینکه فرکانس بالا است خازن را امپدانس کوچکی میبیند و به سمت زمین هدایت میشود و به بقیه ی مدار منتشر نمیشود. این خازنها دارای سلف پارازیت تقریبا صفر میباشند. معمولا در خروجی مثبت و منفی منابع تغذیه حساس خازنهای Feedthrough را قرار میدهند تا نویز هدایتی تولیدی توسط منبع تغذیه سوییچینگ در بقیه مدار منتشر نشود.
@electroscience
✅بوشینگ یا مقره عبوری:
بوشینگ یا مقره عبوری سیستم عایقی است برای اینکه یک هادی با ولتاژ بالا (مثل هادی فاز ترانسفورماتور) را از میان هادی های مجاور آن (مثل بدنه ترانسفورماتور) ایزوله کنیم. ساختار ساده ی بوشینگ را در شکل 1 مشاهده میکنید. دورهادی فاز یک عایق کاغذی قرار میدهند و محفظه دور آن را با روغن پر میکنند. کاغذ استحکام مکانیکی دارد و روغن خواص خوب عایقی دارد . مقره های سمت هوا را معمولا به صورت چترک چترک میسازند تا فاصله ی خزشی را زیاد کنند. در سمت روغن ترانس بعلت اینکه خود روغن ترانس خاصیت عایقی خوبی دارد دیگر عایق اپوکسی رزین را به صورت چترکی نمیسازند. در ناحیه اتصال بوشینگ به بدنه ترانس از فلنچ های فلزی استفاده میشود. در این ناحیه میدان بسیار شدید است و برای اینکه توزیع میدان یکنواخت تر شود 2 راه وجود دارد: راه اول این است که روی بوشینگ را رنگ نیمه هادی Zno میزنند تا توزیع خازنی بوشینگ به صورت توزیع مقاومتی در آید و میدانها متعادل تر شود (شکل 2) روش دوم که معمولا در همه ترانس ها استفاده میشود استفاده از ورقه های هادی با طولهای متفاوت دور هادی فشار قوی است تا با ایجاد خازنهای برابر توزیع ولتاژ را متعادل کنیم و لای این ورقه ها را هم با رزین عایق میکنند (شکل 3).
@electroscience
بوشینگ یا مقره عبوری سیستم عایقی است برای اینکه یک هادی با ولتاژ بالا (مثل هادی فاز ترانسفورماتور) را از میان هادی های مجاور آن (مثل بدنه ترانسفورماتور) ایزوله کنیم. ساختار ساده ی بوشینگ را در شکل 1 مشاهده میکنید. دورهادی فاز یک عایق کاغذی قرار میدهند و محفظه دور آن را با روغن پر میکنند. کاغذ استحکام مکانیکی دارد و روغن خواص خوب عایقی دارد . مقره های سمت هوا را معمولا به صورت چترک چترک میسازند تا فاصله ی خزشی را زیاد کنند. در سمت روغن ترانس بعلت اینکه خود روغن ترانس خاصیت عایقی خوبی دارد دیگر عایق اپوکسی رزین را به صورت چترکی نمیسازند. در ناحیه اتصال بوشینگ به بدنه ترانس از فلنچ های فلزی استفاده میشود. در این ناحیه میدان بسیار شدید است و برای اینکه توزیع میدان یکنواخت تر شود 2 راه وجود دارد: راه اول این است که روی بوشینگ را رنگ نیمه هادی Zno میزنند تا توزیع خازنی بوشینگ به صورت توزیع مقاومتی در آید و میدانها متعادل تر شود (شکل 2) روش دوم که معمولا در همه ترانس ها استفاده میشود استفاده از ورقه های هادی با طولهای متفاوت دور هادی فشار قوی است تا با ایجاد خازنهای برابر توزیع ولتاژ را متعادل کنیم و لای این ورقه ها را هم با رزین عایق میکنند (شکل 3).
@electroscience
✅ 6 ولتاژ خطرآفرین در پست های فشار قوی:
1)افزایش ولتاژ نقطه زمین در محل وقوع اتصال کوتاه :
در هنگام وقوع اتصال کوتاه، بسته به میزان جریان اتصال کوتاه و مقاومت اتصال زمین، ولتاژ نقطه زمین شده (که جریان اتصال کوتاه از آن عبور می کند) افزایش می یابد. بدیهی است که پتانسیل این نقطه را نمی توان همان پتانسیل رفرنس یا زمین فرض کرد. به همین منظور، معمولاً در بحث مطالعات سیستمهای زمین، نقطه رفرنس ولتاژ صفر، زمین دور یا Remote Earth نامیده میشود. در شکل فوق ،remote Earth که ولتاژ آن صفر فرض شده است باشماره ۱ نشان داده شده است.
2)ولتاژ تماس فلز به فلز یا Metal-to-Metal Touch Voltage :
این ولتاژ در شکل فوق با Emm نشان داده شده است. همانطورکه ملاحظه می شود، شخص دو بدنه فلزی را لمس نموده است. ولتاژ تماس فلز به فلز، ولتاژ ایجاد شده بین انگشتان دو دست شخص خواهد بود. بدنه اول در نقطه ۲ زمین شده و پسیو است (مثل فنس فلزی پستها که احتمال عبور جریان اتصال کوتاه از آن وجود ندارد) و بدنه دوم (نقطه ۳) که محل عبور جریان اتصال کوتاه بوده و یک بدنه اکتیو است. ولتاژ فوق برابر اختلاف پروفیل ولتاژ سطح زمین در نقاط ۲ و ۳ خواهد بود.
3) ولتاژ گام یا Step Voltage :
ولتاژ بین دو پای شخص است. در حالت نرمال، فاصله دو پایک متر فرض می شود. در شکل فوق، این ولتاژ برابر اختلاف ولتاژ نقاط ۴ و ۵ بوده و برابر Es می باشد.
4)ولتاژ تماس یا Touch Voltage :
اختلاف ولتاژ بین دست و پای شخص درشرایطی است که دست به بدنه برقدار وصل شده است. درشکل فوق، ولتاژ تماس برابر اختلاف ولتاژ نقاط ۶ و ۷ است (محل عبور جریان اتصال کوتاه نقطه ۷ می باشد). این ولتاژ در پروفایل ولتاژ سطح زمین با Et نشان داده شده است.
5)ولتاژ مش یا Mesh Voltage :
حداکثر ولتاژ تماس در یک مش از شبکه زمین است. این ولتاژ وقتی حاصل می شود که شخص درنقطه حداقل پتانسیل سطحی زمین قرار گرفته، ولی به واسطه اتصال فلزی (مثل بدنه باسداکت) به محل وقوع اتصال کوتاه ، در معرض GPR است.
6)ولتاژ انتقالی یا Transfered Voltage :
این ولتاژ نوعی ولتاژ تماس خاص است که در آن فاصله نقطه تماس تا محل پا، بواسطه وجود بدنه فلزی طولانی (مثل بدنه باسداکت یا بدنه تجهیزات GIS افزایش یافته است. در بدترین حالت، که شخص در خارج محیط پست بدنه فلزی متصل به نقطه خطا (مثل فنسهای همبندی شده با زمین پست) را لمس کند، پا در ولتاژ مرجع (remote earth) قرار می گیرد و بیشترین ولتاژ ممکن بین دست و پای شخص ایجاد می شود (GPR~Etrrd).
1)افزایش ولتاژ نقطه زمین در محل وقوع اتصال کوتاه :
در هنگام وقوع اتصال کوتاه، بسته به میزان جریان اتصال کوتاه و مقاومت اتصال زمین، ولتاژ نقطه زمین شده (که جریان اتصال کوتاه از آن عبور می کند) افزایش می یابد. بدیهی است که پتانسیل این نقطه را نمی توان همان پتانسیل رفرنس یا زمین فرض کرد. به همین منظور، معمولاً در بحث مطالعات سیستمهای زمین، نقطه رفرنس ولتاژ صفر، زمین دور یا Remote Earth نامیده میشود. در شکل فوق ،remote Earth که ولتاژ آن صفر فرض شده است باشماره ۱ نشان داده شده است.
2)ولتاژ تماس فلز به فلز یا Metal-to-Metal Touch Voltage :
این ولتاژ در شکل فوق با Emm نشان داده شده است. همانطورکه ملاحظه می شود، شخص دو بدنه فلزی را لمس نموده است. ولتاژ تماس فلز به فلز، ولتاژ ایجاد شده بین انگشتان دو دست شخص خواهد بود. بدنه اول در نقطه ۲ زمین شده و پسیو است (مثل فنس فلزی پستها که احتمال عبور جریان اتصال کوتاه از آن وجود ندارد) و بدنه دوم (نقطه ۳) که محل عبور جریان اتصال کوتاه بوده و یک بدنه اکتیو است. ولتاژ فوق برابر اختلاف پروفیل ولتاژ سطح زمین در نقاط ۲ و ۳ خواهد بود.
3) ولتاژ گام یا Step Voltage :
ولتاژ بین دو پای شخص است. در حالت نرمال، فاصله دو پایک متر فرض می شود. در شکل فوق، این ولتاژ برابر اختلاف ولتاژ نقاط ۴ و ۵ بوده و برابر Es می باشد.
4)ولتاژ تماس یا Touch Voltage :
اختلاف ولتاژ بین دست و پای شخص درشرایطی است که دست به بدنه برقدار وصل شده است. درشکل فوق، ولتاژ تماس برابر اختلاف ولتاژ نقاط ۶ و ۷ است (محل عبور جریان اتصال کوتاه نقطه ۷ می باشد). این ولتاژ در پروفایل ولتاژ سطح زمین با Et نشان داده شده است.
5)ولتاژ مش یا Mesh Voltage :
حداکثر ولتاژ تماس در یک مش از شبکه زمین است. این ولتاژ وقتی حاصل می شود که شخص درنقطه حداقل پتانسیل سطحی زمین قرار گرفته، ولی به واسطه اتصال فلزی (مثل بدنه باسداکت) به محل وقوع اتصال کوتاه ، در معرض GPR است.
6)ولتاژ انتقالی یا Transfered Voltage :
این ولتاژ نوعی ولتاژ تماس خاص است که در آن فاصله نقطه تماس تا محل پا، بواسطه وجود بدنه فلزی طولانی (مثل بدنه باسداکت یا بدنه تجهیزات GIS افزایش یافته است. در بدترین حالت، که شخص در خارج محیط پست بدنه فلزی متصل به نقطه خطا (مثل فنسهای همبندی شده با زمین پست) را لمس کند، پا در ولتاژ مرجع (remote earth) قرار می گیرد و بیشترین ولتاژ ممکن بین دست و پای شخص ایجاد می شود (GPR~Etrrd).
✅ سنسورهای جریان فیبر نوری یا Fiber Optic Current Sensors (FOCS) :
یکی از روش های اندازه گیری جریان dc که امروزه مطالعات زیادی بر روی آن در حال انجام است استفاده از سنسور جریان فیبر نوری است. از این سنسور معمولا میتوان در صنایعی که نیاز به اندازه گیری جریان dc دارند , مثل کارخانه های ذوب آلومینیوم، کوره های قوس DC، کارخانه های ذوب منیزیم و ... استفاده کرد.
اساس این روش بر مبنای قانون مغناطیسی – نوری (magneto-optical effect) فارادی است که این اصل بر این مبنا میباشد که نور یک موج الکترومغناطیسی است و وقتی از یک بلور که در راستای این بلور میدان مغناطیسی وجود دارد , قرار میگیرد زاویه انتشار نور فرق میکند و این تغییر در زاویه انتشار طبق رابطه ی شکل 1 بدست می آید که در این رابطه v ثابت وردت مواد (بی نظم یا کریستال ; جامد یا مایع یا گاز) که چرخش را ایجاد میکند و d که طول چرخاننده است و B هم چگالی میدان مغناطیسی است. به این بلورکه میدان مغناطیسی در داخل آن قرار دارد ,چرخاننده ی فارادی میگویند.
ایده در این روش این است که جریان عبوری از یک هادی , میدان مغناطیسی متناسب با جریان تولید میکند که این میدان را در راستای بلور قرار میگیرد و بر حسب میزان انحرافی که ایجاد میشود میتوان شدت میدان را متوجه شد (شکل 2).
پیاده سازی این روش را در شکل 3 مشاهده میکنید. نور را توسط دیودهای نوری در داخل فیبر نوری منتشر میکنند , این نور که یک موج الکترومغناطیسی است در تمامی جهات منتشر میشود , بوسیله ی یک صفحه پلاریزاسیون عمودی تنها نور را در یک جهت عبور میدهند و مابقی جهت های آن فیلتر میشود, سپس این نور که در یک جهت است را از داخل چرخاننده ی فارادی عبور میدهند و بر حسب میزان انحراف این نور میتوان فهمید که شدت میدان چقدر بوده و بر اساس شدت میدان نیز میتوان , میزان جریان را متوجه شد.
شکل 4 هم یکی از این سنسورهای FOCS ساخت شرکت ABB را نشان میدهد.
@electroscience
یکی از روش های اندازه گیری جریان dc که امروزه مطالعات زیادی بر روی آن در حال انجام است استفاده از سنسور جریان فیبر نوری است. از این سنسور معمولا میتوان در صنایعی که نیاز به اندازه گیری جریان dc دارند , مثل کارخانه های ذوب آلومینیوم، کوره های قوس DC، کارخانه های ذوب منیزیم و ... استفاده کرد.
اساس این روش بر مبنای قانون مغناطیسی – نوری (magneto-optical effect) فارادی است که این اصل بر این مبنا میباشد که نور یک موج الکترومغناطیسی است و وقتی از یک بلور که در راستای این بلور میدان مغناطیسی وجود دارد , قرار میگیرد زاویه انتشار نور فرق میکند و این تغییر در زاویه انتشار طبق رابطه ی شکل 1 بدست می آید که در این رابطه v ثابت وردت مواد (بی نظم یا کریستال ; جامد یا مایع یا گاز) که چرخش را ایجاد میکند و d که طول چرخاننده است و B هم چگالی میدان مغناطیسی است. به این بلورکه میدان مغناطیسی در داخل آن قرار دارد ,چرخاننده ی فارادی میگویند.
ایده در این روش این است که جریان عبوری از یک هادی , میدان مغناطیسی متناسب با جریان تولید میکند که این میدان را در راستای بلور قرار میگیرد و بر حسب میزان انحرافی که ایجاد میشود میتوان شدت میدان را متوجه شد (شکل 2).
پیاده سازی این روش را در شکل 3 مشاهده میکنید. نور را توسط دیودهای نوری در داخل فیبر نوری منتشر میکنند , این نور که یک موج الکترومغناطیسی است در تمامی جهات منتشر میشود , بوسیله ی یک صفحه پلاریزاسیون عمودی تنها نور را در یک جهت عبور میدهند و مابقی جهت های آن فیلتر میشود, سپس این نور که در یک جهت است را از داخل چرخاننده ی فارادی عبور میدهند و بر حسب میزان انحراف این نور میتوان فهمید که شدت میدان چقدر بوده و بر اساس شدت میدان نیز میتوان , میزان جریان را متوجه شد.
شکل 4 هم یکی از این سنسورهای FOCS ساخت شرکت ABB را نشان میدهد.
@electroscience
✅✅✅ راه های ذخیره سازی انرژی برق:
✅ 1. روش ذخیره انرژی تلمبه ذخیرهای:
در این روش در زمان کم مصرفی آب پشت سد را به بالا پمپ میکنند و در زمان پرمصرفی آبی که در ارتفاع قرار گرفته را به پایین رها میکنند و انرژی پتانسیل ذخیره شده در آن پرههای توربین را میچرخاند:
✅ 2.روش ذخیره انرژی بوسیله فشرده سازی هوا یا Compressed Air Energy Storage (CAES):
این روش به این ترتیب هست که در زمان کمباری انرژی تولیدی اضافی یک موتور پمپ هوا را میچرخاند و این هوا در داخل زمین محبوس میشود و زمانیکه به انرژی نیاز است این هوای فشرده که در داخل زمین گرم هم شده است یک ژنراتور را میچرخاند. 2 مدل از این روش در نیروگاههای دنیا وجود دارد:1) در نیروگاه Huntorf در کشور آلمان 2)در آلابامای آمریکا حال سوالی که پیش میآید این است که چرا بیشتر از این روش استفاده نمیکنند و پاسخ آن در یک کلمه: هزینه. نسبت انرژی ذخیره شده بوسیله سوختهای فسیلی به قیمت این سیستم ذخیره کننده به صرفه نیست اما به شدت برای تولیدات حاصل از انرژیهای تجدیدپذیر مفید است. برای مثال وزش باد در شب بسیار بیشتر است اما از این انرژی در روز بیشتر استفاده میشود یا خورشید که در روز است و در شب از این انرژی باید استفاده نمود میتوان به این روش انرژی را ذخیره کرد.
✅ 3.روش ذخیره انرژی بوسیله چرخ طیار یا FlyWeel
اخیرا صنعت شاهد پیدایش مجدد یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های ذخیره سازی انرژی یعنی فلایویل بوده است. چرخ طیار های جدید دارای اشکال متنوعی هستند. از چرخ طیار های کامپوزیتی که برای سرعت های دورانی بسیار بالا مناسب هستند گرفته تا چرخ های فولادی قدیمی که به موتور های دورانی کوپل می گردند. واحدی که یکی از جالب ترین گونه های چرخ طیارهای نوین و قدیمی می باشد. این سیستم در حالیکه فضایی در حدود ۱۱ فوت مربع را اشغال می کند قادر است توانی برابر ۵۰۰ کیلو وات را منتقل نماید.اساس کار آن نیز از یک قانون قدیمی ناشی شده و آن این است یک جسم در حال دوار به حرکت خود ادامه میدهد تا زمانیکه یک نیروی خارجی آن را متوقف سازد.
چرخ طیارها نسبت به تکنولوژی های قدیمی ذخیره انرژی دارای برتری های خاصی می باشند. یکی از این برتری ها به ساختار ساده ذخیره انرژی در آنها بر می گردد. یعنی ذخیره انرژی به صورت انرژی جنبشی در یک جرم در حال دوران. سالها از این ایده برای نرم و یکنواخت کردن حرکت موتورها استفاده می شد. در بیست سال اخیر به تدریج یک منبع جدید انرژی در اختیار طراحان و مخترعان قرار گرفت و طراحان از این منبع جدید در وسایل نقلیه الکتریکی و تجهیزات کنترل ماهواره استفاده کردند.ایمنی بالا، حجم کم، سازگاری با محیط زیست، پایین بودن هزینه تعمیر و نگه داری و داشتن عمر مفید بالا و قابل پیشبینی. اخیرا برای کنترل و ثابت نگه داشتن سرعت وقتی که منبع اصلی انرژی به طور متناوب قطع و وصل می شود از چرخ طیار استفاده می گردد. به دلیل نارضایتی مصرف کنندگان از باطری های الکتروشیمیایی و از طرف دیگر به علت پایین بودن هزینه تولید و عمر مفید بالای چرخ طیار اکنون در بسیاری از سیستم ها از این وسیله استفاده میشود.
پس از پیشرفت های پی در پی در زمینه ی الکترونیک قدرت اولین بار از چرخ طیار به عنوان محافظ رادار استفاده شد و امروزه یک ابزار قدرت مند و کم هزینه، در حجم بالا به بازار تجهیزات انتقال قدرت ارائه می شود.
✅ 4.استفاده از باتریهای مقیاس بزرگ یا Grid battry storage:
یکی دیگر از راههای ذخیره انرژی بویژه برای انرژی های نو استفاده از باتریها میباشد ولی این روش نسبتا پرهزینه است و توانایی ذخیرهسازی انرژی کمتری دارند:
@electroscience
✅ 1. روش ذخیره انرژی تلمبه ذخیرهای:
در این روش در زمان کم مصرفی آب پشت سد را به بالا پمپ میکنند و در زمان پرمصرفی آبی که در ارتفاع قرار گرفته را به پایین رها میکنند و انرژی پتانسیل ذخیره شده در آن پرههای توربین را میچرخاند:
✅ 2.روش ذخیره انرژی بوسیله فشرده سازی هوا یا Compressed Air Energy Storage (CAES):
این روش به این ترتیب هست که در زمان کمباری انرژی تولیدی اضافی یک موتور پمپ هوا را میچرخاند و این هوا در داخل زمین محبوس میشود و زمانیکه به انرژی نیاز است این هوای فشرده که در داخل زمین گرم هم شده است یک ژنراتور را میچرخاند. 2 مدل از این روش در نیروگاههای دنیا وجود دارد:1) در نیروگاه Huntorf در کشور آلمان 2)در آلابامای آمریکا حال سوالی که پیش میآید این است که چرا بیشتر از این روش استفاده نمیکنند و پاسخ آن در یک کلمه: هزینه. نسبت انرژی ذخیره شده بوسیله سوختهای فسیلی به قیمت این سیستم ذخیره کننده به صرفه نیست اما به شدت برای تولیدات حاصل از انرژیهای تجدیدپذیر مفید است. برای مثال وزش باد در شب بسیار بیشتر است اما از این انرژی در روز بیشتر استفاده میشود یا خورشید که در روز است و در شب از این انرژی باید استفاده نمود میتوان به این روش انرژی را ذخیره کرد.
✅ 3.روش ذخیره انرژی بوسیله چرخ طیار یا FlyWeel
اخیرا صنعت شاهد پیدایش مجدد یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های ذخیره سازی انرژی یعنی فلایویل بوده است. چرخ طیار های جدید دارای اشکال متنوعی هستند. از چرخ طیار های کامپوزیتی که برای سرعت های دورانی بسیار بالا مناسب هستند گرفته تا چرخ های فولادی قدیمی که به موتور های دورانی کوپل می گردند. واحدی که یکی از جالب ترین گونه های چرخ طیارهای نوین و قدیمی می باشد. این سیستم در حالیکه فضایی در حدود ۱۱ فوت مربع را اشغال می کند قادر است توانی برابر ۵۰۰ کیلو وات را منتقل نماید.اساس کار آن نیز از یک قانون قدیمی ناشی شده و آن این است یک جسم در حال دوار به حرکت خود ادامه میدهد تا زمانیکه یک نیروی خارجی آن را متوقف سازد.
چرخ طیارها نسبت به تکنولوژی های قدیمی ذخیره انرژی دارای برتری های خاصی می باشند. یکی از این برتری ها به ساختار ساده ذخیره انرژی در آنها بر می گردد. یعنی ذخیره انرژی به صورت انرژی جنبشی در یک جرم در حال دوران. سالها از این ایده برای نرم و یکنواخت کردن حرکت موتورها استفاده می شد. در بیست سال اخیر به تدریج یک منبع جدید انرژی در اختیار طراحان و مخترعان قرار گرفت و طراحان از این منبع جدید در وسایل نقلیه الکتریکی و تجهیزات کنترل ماهواره استفاده کردند.ایمنی بالا، حجم کم، سازگاری با محیط زیست، پایین بودن هزینه تعمیر و نگه داری و داشتن عمر مفید بالا و قابل پیشبینی. اخیرا برای کنترل و ثابت نگه داشتن سرعت وقتی که منبع اصلی انرژی به طور متناوب قطع و وصل می شود از چرخ طیار استفاده می گردد. به دلیل نارضایتی مصرف کنندگان از باطری های الکتروشیمیایی و از طرف دیگر به علت پایین بودن هزینه تولید و عمر مفید بالای چرخ طیار اکنون در بسیاری از سیستم ها از این وسیله استفاده میشود.
پس از پیشرفت های پی در پی در زمینه ی الکترونیک قدرت اولین بار از چرخ طیار به عنوان محافظ رادار استفاده شد و امروزه یک ابزار قدرت مند و کم هزینه، در حجم بالا به بازار تجهیزات انتقال قدرت ارائه می شود.
✅ 4.استفاده از باتریهای مقیاس بزرگ یا Grid battry storage:
یکی دیگر از راههای ذخیره انرژی بویژه برای انرژی های نو استفاده از باتریها میباشد ولی این روش نسبتا پرهزینه است و توانایی ذخیرهسازی انرژی کمتری دارند:
@electroscience
سرقت برق طی سال های اخیر روند رو به رشدی داشته است تا آنجا که سالانه بیش از ۲۱۰ میلیارد کیلووات ساعت برق به ارزش تقریبی هزار میلیارد تومان برق . @electroscience
✅ ترانسفورماتور ولتاژ خازنی یا CVT :
در سطوح پایین تر از 63 کیلوولت برای لندازه گیری ولتاژ از ترانسفورماتور ولتاژ یا PT استفاده میکنند اما در ولتاژهای بالاتر از 63 کیلوولت این امکان وجود ندارد چرا که سیم پیچی PT به صورت لایه ای است و این سیم پیچی قابلیت تحمل بالاتر از 63 کیلوولت را ندارد برای همین بایستی ولتاژهای بالاتر را به نحوی کاهش داد و سپس به PT داد برای همین CVT ها ساخته شدند. ترانسفورماتور ولتاژ خازنی یا CVT برای اندازه گیری ولتاژ در سطوح بالاتر از 63 کیلوولت استفاده میشود. اکثر انواع CVT ها به صورت تک قطب هستند یعنی بین فاز و زمین قرار میگیرند. نحوه کار CVT ها به این ترتیب است که از یک مقسم خازنی استفاده میشود تا ولتاژ را کاهش دهد سپس در مسیر آن یک سلف سری (راکتور جبرانساز) قرار دارد و وظیفه آن این است تا امپدانس معادل سری دیده شده از اول ترانس اندازه گیری ولتاژ (PT) را صفر کند (مجموع سلف و خازن همدیگر را در 50 هرتز خنثی کنند) چرا که خطای PT ها ناشی از همین امپدانس سری میباشد و ما ترجیح میدهیم در 50 هرتز این امپدانس سری به صفر میل کند .
یکی دیگر از کاربردهای خازنهای CVT استفاده از آنها برای انتقال اطلاعات فرکانس بالا است (PLC) . و نحوه کار به این ترتیب میباشد که این خازنها در فرکانس های بالا مثلا 500 کیلوهرتز با سلف خط رزونانس میکنند و امپدانس سری صفر میشود و به این ترتیب داده ما روی خط انتقال قرار میگیرد. یکی از مشکلاتی که در CVT ها بوجود می آید رخ دادن پدیده فرورزونانس است و برای اینکه این مشکل را حل کنند در ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ یا PT یک سیم پیچ مقاومتی اضافه میکند و این سیم پیچ که با یک مدار LC سری است و این سیم پیچ باعث میشود که در فرکانس هایی که فرورزونانس رخ میدهد آن سلف و خازن سری با مقاومت سیم پیچ اتصال کوتاه شود و مقاومت فقط بماند و این مقاومت باعث میشود دمپینگ مدار بالا رود و مشکل فرورزونانس برطرف شود. در تصاویر شکل CVT ها در پست , بلوک دیاگرام نحوه کار, شکل مقسم خازنی آن و پلاک یک CVT را مشاهده میکنید.
@electroscience
در سطوح پایین تر از 63 کیلوولت برای لندازه گیری ولتاژ از ترانسفورماتور ولتاژ یا PT استفاده میکنند اما در ولتاژهای بالاتر از 63 کیلوولت این امکان وجود ندارد چرا که سیم پیچی PT به صورت لایه ای است و این سیم پیچی قابلیت تحمل بالاتر از 63 کیلوولت را ندارد برای همین بایستی ولتاژهای بالاتر را به نحوی کاهش داد و سپس به PT داد برای همین CVT ها ساخته شدند. ترانسفورماتور ولتاژ خازنی یا CVT برای اندازه گیری ولتاژ در سطوح بالاتر از 63 کیلوولت استفاده میشود. اکثر انواع CVT ها به صورت تک قطب هستند یعنی بین فاز و زمین قرار میگیرند. نحوه کار CVT ها به این ترتیب است که از یک مقسم خازنی استفاده میشود تا ولتاژ را کاهش دهد سپس در مسیر آن یک سلف سری (راکتور جبرانساز) قرار دارد و وظیفه آن این است تا امپدانس معادل سری دیده شده از اول ترانس اندازه گیری ولتاژ (PT) را صفر کند (مجموع سلف و خازن همدیگر را در 50 هرتز خنثی کنند) چرا که خطای PT ها ناشی از همین امپدانس سری میباشد و ما ترجیح میدهیم در 50 هرتز این امپدانس سری به صفر میل کند .
یکی دیگر از کاربردهای خازنهای CVT استفاده از آنها برای انتقال اطلاعات فرکانس بالا است (PLC) . و نحوه کار به این ترتیب میباشد که این خازنها در فرکانس های بالا مثلا 500 کیلوهرتز با سلف خط رزونانس میکنند و امپدانس سری صفر میشود و به این ترتیب داده ما روی خط انتقال قرار میگیرد. یکی از مشکلاتی که در CVT ها بوجود می آید رخ دادن پدیده فرورزونانس است و برای اینکه این مشکل را حل کنند در ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ یا PT یک سیم پیچ مقاومتی اضافه میکند و این سیم پیچ که با یک مدار LC سری است و این سیم پیچ باعث میشود که در فرکانس هایی که فرورزونانس رخ میدهد آن سلف و خازن سری با مقاومت سیم پیچ اتصال کوتاه شود و مقاومت فقط بماند و این مقاومت باعث میشود دمپینگ مدار بالا رود و مشکل فرورزونانس برطرف شود. در تصاویر شکل CVT ها در پست , بلوک دیاگرام نحوه کار, شکل مقسم خازنی آن و پلاک یک CVT را مشاهده میکنید.
@electroscience
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
نحوه کار موتور دی سی @electroscience