השפעת האנרגיה המתחדשת על עומס החשמל ובטיחות התשתית

מקורות אנרגיה מתחדשים כמו רוח, שמש ואנרגיה הידרואלקטרית, הכוללים אחסון בסוללות, מהווים כיום כ- 30% של ארצות הברית’ רשת החשמל. ככל שיותר עסקים מאמצים משאבים אלה ומשלבים אותם במערכות הקיימות, מספר זה הולך וגדל. הביקוש הצרכני תואם את השינוי הזה, ומניע תעשיות שונות, החל מ-IT ועד בריאות וקידוחים ימיים, לאמץ משאבים מתחדשים אלה.

השימוש במשאבי אנרגיה חדשים הוא דבר מצוין. הוא מסייע להפחית את העומס על התשתית הקיימת. הוא מבטיח לאנשים גישה לאנרגיה בכל מקום בארץ. עם זאת, הבטיחות חייבת להיות בראש סדר העדיפויות. השימוש במערך סולארי ברפת מסחרית או בטורבינת רוח במגרש רכבים מרוחק משפיע ישירות על התנהגות עומסי החשמל. נתיבי חשמל דו-כיווניים, הפרעות זרם תקלה ודרישות הספק משתנות מגבירים את הסיכון לציוד, למלאי, למבנים ולחיי אדם.

מדוע שילוב אנרגיה מתחדשת יוצר מציאות חשמלית חדשה

מספר מגובה על ידי הממשלה התמריצים לשימוש באנרגיה מתחדשת כוללים הלוואות, זיכויי מס ומענקים. אמנם תמריצים אלה עשויים להשתנות תחת ממשלות שונות, אך המגמה ארוכת הטווח לאימוץ טכנולוגיות אלה היא חיובית.

הבעיה היא האופן שבו הסביבה החשמלית משתנה לאחר האינטגרציה. החשמל כבר לא זורם מהרשת לעבר הצרכים. במקום זאת, האנרגיה מיוצרת באתר, נשאבת מהרשת ומסופקת אליה. שינוי זה הוא לרוב מורכב יותר ממה שמערכות ישנות יכולות להתמודד עמו.

השינוי הראשון הוא זרימת חשמל דו-כיוונית. אנרגיה סולארית ורוח דוחפות אנרגיה בחזרה דרך ציוד ההפצה. כוח החזרה הזה גורם למוליכים ולשנאים להעביר יותר זרם בכיוונים שלא תוכננו בתחילה בתכנון ההתקנה.

השינוי הבא הוא אי-רציפות. תקופה ארוכה של ימים מעוננים עלולה להשפיע על יעילות האנרגיה הסולארית. כך גם אם תפוקת הרוח משתנה מעונה לעונה. תנודות מהירות אלה מאלצות את חיבורי הרשת, הגנרטורים ומצברי הסוללות לפצות על כך. כל פיצוי הוא מיקרו-עלייה, המפעילה לחץ נוסף על מתגי חשמל ולוחות חלוקה.

גם תנודתיות המתח עולה. לרוב המערכות המתחדשות יש ווסתים מובנים כדי להבטיח שהממירים יישארו עקביים ומבוקרים, אך הם אינם יכולים להחליק לחלוטין שינויים פתאומיים בייצור. אלה מובילים באופן טבעי לעליות מתח, חוסר איזון ניטרלי ועיוות הרמוני. הוסיפו לכך אחסון סוללות, ותקבלו שכבה נוספת של מחזורי טעינה ופריקה כתוצאה ממעברים פתאומיים בהתנהגות העומס.

הנקודה היא, אם אתם מתכוונים “לשדרג” או לשלב משאב מתחדש לייצור אנרגיה במתקן המסחרי או התעשייתי שלכם, עליכם להתייעץ עם מהנדסי חשמל. כמונו ב-Dreiym כדי למנוע סיכונים עתידיים.

סיכונים לתשתית המתקן כאשר דפוסי העומס משתנים

למרות הסיכונים הללו, יותר ויותר מתקנים עוברים לשילוב חלקי או מלא של אנרגיה מתחדשת. הבעיה כעת היא כיצד להבטיח שהכל יתפקד בבטחה לפני, במהלך ואחרי מעברים כאלה. מערכות מתחדשות פוגעות לעתים קרובות באיכות החשמל בדרכים שרוב מנהלי המתקנים אינם יכולים לצפות.

קחו לדוגמה מתקן לאחסון מוצרים בקירור, כגון תרופות. מוצרים אלה חייבים להישמר בטווחי טמפרטורה ספציפיים, אחרת קיים סיכון שיהיה צורך להשמיד את המלאי בשל תקנות הבטיחות של מנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA). אם מערכת החשמל של המתקן מפרשת את הזרמת החשמל המתחדש כבעיה, הדבר עלול לגרום להפסקות חשמל, השבתות ושיבושים בלתי מתוכננים. משמעות הדבר היא שכל התרופות המצילות חיים יהפכו במהרה למלאי אבוד, ויגרמו נזק בלתי הפיך לעסק וללקוחותיו.

הביטו במתקן ייצור. ציוד מבוסס מהפך ממערכת טורבינות רוח עלול לגרום להפרעות הרמוניות. מערכות אלה משבשות את פעולת המנועים, המסועים והרובוטים, ומקצרות את אורך החיים של רכיבים חיוניים. הבעיה היא שהסיכון לא נגמר כאן.

• מערכות אחסון סוללות: “בנקים” של סוללות בעלות קיבולת גבוהה (חדרים או חללים עם מספר סוללות) מרכזים כמות גדולה של אנרגיה בחלל קטן. הדבר מגביר את פוטנציאל התקלות ואת הסיכון להתחממות יתר עקב אוורור לקוי, מרווחים קטנים או תנאי סביבה.
• הבזק קשת חשמלית והארקה: תרומת זרם התקלה ממערכות סולריות או סוללות מגבירה את אנרגיית האירוע. הדבר משנה את זמני הפינוי של אמצעי ההגנה, ומצריך עדכון של ממסרים, נתיכים ואסטרטגיות תיאום. בתגובה לכך, יש לעדכן מחקרים ישנים בנושא התלקחות קשת חשמלית, כמו גם דרישות הארקה עקב איזון עומסים נוסף.
• בטיחות האדם: הסיכון לחשיפה אנושית הוא ממשי. צוותי התחזוקה עלולים להיתקל בבעיות במהלך סנכרון המהפך או טיפול בתיבות חיבור הקשורות למעגלים מתחדשים. הזרם החוזר עלול להישאר פעיל, ולכן יש להקפיד על נהלי נעילה/תיוג כדי למנוע התחשמלות, כוויות או סכנת שריפה.
• רגולציה וביטוח: תצטרכו לקחת על עצמכם אחריות חדשה לתאימות של מערכות חשמל ממקורות מרובים, כולל תיעוד, בדיקות ואימות. חברות הביטוח עשויות לדרוש הערכות הנדסיות פורנזיות ובדיקות הארקה לפני שיעברו לשימוש באנרגיה סולארית, רוחית והידרואלקטרית.

יש הכל, החל מעבודה בגובה על טורבינת רוח ועד חשיפה לכימיקלים בחדר סוללות. הכנסת משאבי אנרגיה מתחדשת מטילה נטל כבד יותר על צוות ניהול הסיכונים. היא מציעה שפע של יתרונות, אך רק כל עוד נוקטים בצעדים הדרושים לתחזוקה ארוכת טווח ולהפחתת סיכונים.

כיצד מתקנים יכולים לאמת שילוב נכון של אנרגיה מתחדשת ולמזער את הסיכון

אתרים מסחריים ותעשייתיים צריכים להעריך כיצד כל מערכת או נכס מתחדש חדש עשוי להגיב עם התשתית החשמלית הקיימת. עליכם למדוד את העברת העומס בתנאים החדשים ולקבוע אם ההתקנה תואמת את התנהגות הלחץ של המערכת בפועל.

כדי להתחיל, תיעדו הכל. הוסיפו רק מקורות אנרגיה מתחדשים באמצעות מפות ושרטוטים חשמליים מתקדמים, והקפידו לעדכן אותם במהלך ההתקנות. מפת מערכת מקיפה עם דיאגרמות מדויקות מבטיחה שצוותי התחזוקה והטכנאים יוכלו לשמור על תפקוד חלק של המערכות בצורה בטוחה ועקבית.

בשלב הבא, כדאי לבחון מקרוב את הגדרות הממיר ואת דוחות ההזמנה. ממירים הם חיוניים לניהול סנכרון, מניעת איזולציה, הגנה, קצב עלייה והפקה הרמונית. ללא תכנות מתאים בהתבסס על פרופיל העומס של המתקן, צפויים אירועי מתח או מתח לא יציבים באזורים קריטיים.

מהנדסי חשמל מוסמכים חייבים לבצע מחדש את חישובי זרם התקלה. מקורות אנרגיה רוח, שמש ומים מגדילים את אנרגיית התקלה הזמינה. הדבר ישפיע על בחירת המפסקים, תיאום הנתיכים וגבולות הברק הקשת.

לבסוף, אתה רוצה לקבל דוחות תקופתיים על בדיקות קרקע ואיזון עומסים חשמליים. כך תוכל להבטיח שכל זרם התקלה יישאר בטוח ביחס למקור, מבלי להגביר את הסיכון לעובדים שלך. מעט עבודה מונעת תסייע רבות בשמירה על פרמיות ביטוח ברמות מקובלות, בזמן שאתה נהנה מהיתרונות הכלכליים והמוניטיים של המעבר למקורות אנרגיה מתחדשים.

חיזוק אסטרטגיית הבטיחות המתחדשת של המתקן שלכם

הסיבה שאנו ממליצים על צוות המהנדסים החשמליים והפורנזיים המנוסים והמקצועיים שלנו היא שאנרגיה מתחדשת דורשת אסטרטגיות המותאמות לכל מתקן ותפעול. זה יכול לכלול מספר טקטיקות, כגון:

• טען שיפוץ כדי להפחית נכסים בלחץ יתר
• תיאום סלקטיבי המתעדכן עם שינוי זרמי התקלה
• מסננים הרמוניים ומזגני חשמל לייצוב החשמל המופעל על ידי מהפך
• הפרדת מעגלים מתחדשים למניעת הזנה חוזרת
• תכנון מחדש של הארקה לרשתות
• הפחתת סיכוני זעזועים, תקלות ושריפות
• הבטחת נתיבי אוורור נאותים ותיחום אזורי סכנה
• תמיד יש להחזיק במערכת דיכוי המתאימה למשאבים הקיימים

הערכת מערכות אלה על ידי צוות חיצוני מעניקה להנהלת החברה, ללקוחות ולחברות הביטוח שקט נפשי בידיעה שהסיכון מופחת. כך תוכלו לחגוג את הפחתת השימוש בדלקים מאובנים או את הורדת ההוצאות שיכולות להיות מגולגלות על הצרכנים, באופן שרק מחזק את המוניטין שלכם.

ב-Dreiym Engineering, אנו רוצים לעזור לכם להשיג את ההכרה הזו. לצוותים שלנו יש יותר מ-30 שנות ניסיון והם נקראים לעתים קרובות כעדי מומחה לאחר שריפה או פיצוץ. אנו יודעים בדיוק מה לחפש, באמצעות שיטות מדעיות מוכחות ונהלים תעשייתיים נאותים, החל מסריקה אינפרא-אדומה באמצעות רחפנים ועד הנדסה משפטית. אנו יכולים לעזור לכם להבטיח שתפיקו את המרב ממקור האנרגיה החדש שלכם, תוך הפחתת הסיכון לסכנה.

התקשרו אלינו עוד היום ב-Dreiym Engineering כדי לקבוע פגישת ייעוץ, ובואו נדבר על הכיוון שאליו אתם רוצים לקחת את צרכי האנרגיה שלכם.