الفرق بين محطات التحويل عالية الجهد (HVDC) ومنخفضة الجهد (LV-DC)

[Oussama.GF]

الفروق الجوهرية بين محطات التحويل عالية الجهد بالتيار المستمر (HVDC) ومحطات التحويل منخفضة الجهد بالتيار المستمر (LV-DC)​

​

محور المقارنة	محطة HVDC	محطة LV-DC​
نطاق الجهد النموذجي​	‎±320 إلى ±800 كيلوڤولت (أحيانًا > ±1 ميڤاڤولت في المشاريع البحرية)​	بضعة فولطات حتى 1 كيلوڤولت (شائع 48 V أو 380 V في مباني مراكز البيانات أو الأنظمة السكنية)​
الغرض الرئيسي​	ربط الشبكات الوطنية عبر مسافات طويلة أو كابلات بحرية<br> نقل قدرات ضخمة (جيجاواط) مع فاقد طاقة منخفض جدًا​	توزيع التيار المستمر داخل المباني أو المناطق الصناعية الصغيرة<br> تغذية أحمال إلكترونية مباشرة (خوادم، إضاءة LED، شواحن مركبات) بدون تحويل متكرر AC/DC​
المكوّنات الأساسية​	محوّلات صنف الصمام (VSC أو LCC)، صمامات ثايرستور/IGBT بمبرّدات، مرشّحات توافقيات عملاقة، محطات تحويل (converter stations) بمساحة عدة هكتارات​	مقوّمات أو محوّلات DC-DC وحداتية، لوحات توزيع DC، حماية تيار مستمر (قواطع عزل سريعة) في ألواح صغيرة أو حاويات مدمجة​
حجم وقدرة المحطة​	500 م.و إلى 10 غيغاواط +​	كيلوواطات إلى عشرات الميغاواط​
التكلفة التقريبية​	0.5–1.2 مليار دولار لكل 1 غيغاواط/1000 كم (يشمل الكابل والمحوّلين)​	عشرات الآلاف إلى بضعة ملايين دولار حسب السعة​
الكفاءة​	نقل: 96–98 ٪ لمسافات ‎> 600 كم<br>المحوّل نفسه ~99 ٪ لكل محطة​	توزيع داخلي: 95–98 ٪ على المستوى النظامي؛ يقل الفقد بتجنّب تحويلات AC↔DC متعددة​
التحديات​	استثمار رأسمالي ضخم<br> تعقيد تقني وحاجة لعزل عالٍ جدًا<br> حماية تيار مستمر على مستويات فائقة الجهد​	نقص معايير موحّدة عالميًا<br> حماية وانقطاع القوس الكهربائي في DC أصعب من AC حتى على الفولطات المنخفضة​
أمثلة تطبيقية​	خط الشعَيْبة-الرياض المرتقب لنقل 3 غيغاواط شمسية على ‎> 1000 كم؛ رابط نورث سي Link (UK-Norway)​	شبكات 380 V DC في مراكز بيانات "فيسبوك”، وحافلات 48 V DC لأنظمة تخزين بطاريات واتصالات في الأبراج الخلوية​

​

لماذا نختار كل نوع؟​

​

هدفك	خيار الانسب	السبب
نقل طاقة لمسافات طويلة جدًا أو عبر البحر (تقليل الفقد وحل مشكلة الانزياح الطوري)​	HVDC​	التيار المستمر لا يولّد تيارات سعوية في الكابلات الطويلة، ويمكن التحكم في تدفق القدرة بدقة.​
تكامل مصادر متجددة ضخمة مع شبكة غير متزامنة​	HVDC (VSC)​	يُمكِّن من الفصل الكهربائي والتحكم بالجهد والتردد بشكل مستقل.​
رفع كفاءة توزيع الكهرباء داخل مبنى مليء بالأحمال الإلكترونية​	LV-DC​	يوفّر محوّلًا واحدًا بدلاً من عشرات المحوّلات AC/DC في كل جهاز، ويقلل الفقد الحراري.​
أنظمة تخزين بطاريات أو شحن سيارات كهربائية بسرعة عالية​	LV-DC أو MV-DC​	يجنّب التحويل المزدوج، ويتيح تيارات عالية مع مكوّنات أصغر.​

• محطات HVDC هي بنية عملاقة لنقل مئات الكيلومترات بجهود فائقة، مثالية لربط الموارد المتجددة والصناعات الثقيلة وشبكات الدول​
• محطات LV-DC تُنشأ على نطاق محلي أو مبنى واحد، وتركِّز على الكفاءة وتقليل تكاليف المعدات والحفاظ على استقرار أحمال إلكترونية.​

 

[إلياس]

ممتاز ما أنجزت القيمة