¿Se puede integrar el transformador de tipo seco de aleación amorfa con sistemas de energía renovable como la energía solar y el viento?

En el contexto de la transformación estructural de energía global, el acceso a gran escala de fuentes de energía renovable, como la energía solar y eólica, ha presentado nuevos requisitos técnicos para el sistema de energía. Como uno de los equipos centrales de la red de distribución, los transformadores de tipo seco de aleación amorfa se están convirtiendo en una opción técnica importante para promover el uso eficiente de energía renovable debido a sus propiedades de material únicas.
1. avance en la adaptabilidad técnica provocada por la innovación de material
La estructura atómica desordenada formada por el proceso de solidificación rápida de los materiales de aleación amorfa les proporciona propiedades magnéticas que no tienen comparación con las láminas tradicionales de acero de silicio. Los datos experimentales muestran que la fuerza coercitiva de los núcleos de aleación amorfos es solo 1/5 de la del acero de silicio orientado convencional, y la pérdida de histéresis se reduce en 60-80%. Esta característica tiene ventajas significativas en el tratamiento de la volatilidad de la generación de energía renovable: cuando la matriz fotovoltaica solar experimenta una caída repentina de energía debido a la cubierta de la nube, o cuando la turbina eólica encuentra turbulencia y la producción inestable de la transformadores puede responder rápidamente a los cambios de carga, evitando el problema de la temperatura causado por la acumulación de la hyteresis en los transformadores tradicionales. Las pruebas realizadas por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de los Estados Unidos muestran que en escenarios intermitentes de generación de energía, la velocidad de respuesta dinámica de los transformadores de aleación amorfos es un 32% más rápida que los productos convencionales, mejorando efectivamente la estabilidad del sistema.
2. El efecto de superposición de las ventajas de la eficiencia energética a lo largo del ciclo de vida
El sistema de energía renovable enfatiza los beneficios ambientales de todo el ciclo de vida, y las características de eficiencia energética de los transformadores de aleaciones amorfas son muy consistentes con esto. Tomando el transformador de paso hacia arriba de una estación de energía fotovoltaica de 2MW como ejemplo, el uso de la tecnología de aleación amorfa puede reducir la pérdida sin carga al 20% de los productos convencionales. Bajo la condición de una operación anual promedio de 8,760 horas, un solo dispositivo puede ahorrar más de 26,000 kWh de electricidad por año. Más importante aún, la eficiencia de este tipo de transformador aún puede permanecer por encima del 98.5% a una carga ligera del 20%, lo que coincide perfectamente con el estado de operación de baja carga de las estaciones de energía fotovoltaica durante el cierre nocturno y el clima lluvioso. Los datos de la certificación alemana de TüV muestran que conectar transformadores de aleación amorfos a los sistemas de energía eólica distribuida puede reducir las pérdidas generales de energía en 1.8-2.3 puntos porcentuales, lo que es equivalente a extender las horas de utilización equivalentes de equipos de generación de energía en 120-150 horas/año.
3. Evolución de la compatibilidad del sistema en el entorno de la red inteligente
Como la tasa de penetración de la energía renovable excede el punto crítico del 15%, la demanda del sistema de energía de equipos inteligentes se está volviendo cada vez más prominente. Los transformadores de tipo seco de aleación amorfa utilizan tecnología de fundición al vacío de resina epoxi, tienen nivel de protección IP54 y sistema de aislamiento de clase F, y se pueden desplegar directamente en entornos hostiles, como la humedad y el aerosol de sal, que es altamente compatible con los requisitos de instalación de la energía eólica en alta mar y los fotovoltaicos del desierto. Los últimos desarrollos tecnológicos muestran que los productos de tercera generación que integran módulos inteligentes, como la medición de la temperatura de fibra óptica y el monitoreo de descarga parcial, han logrado la interconexión de datos con los sistemas de gestión de energía. Por ejemplo, un parque eólico en alta mar danés acortó con éxito el tiempo de ubicación de la falla de un promedio de 45 minutos a 8 minutos al desplegar transformadores de aleación amorfos inteligentes, al tiempo que aumenta la precisión de la respuesta de los dispositivos de compensación reactiva en un 40%.
En la actualidad, el costo de fabricación de transformadores de tipo seco de aleación amorfa sigue siendo un 20-25% más alto que el de los productos tradicionales, pero la contabilidad de costos de ciclo de vida completo muestra que sus 5-7 años de beneficios de ahorro de energía pueden compensar la diferencia de inversión inicial. Con el avance de la tecnología de preparación de materiales, se espera que la capacidad de producción de tiras amorfas globales supere las 300,000 toneladas para 2025, y la reducción de costos aportada por el efecto de escala acelerará la popularización de la tecnología. Impulsado por el objetivo de neutralidad de carbono, la aplicación de tales transformadores de alta eficiencia no solo mejorará la economía de los sistemas de energía renovable, sino que también promoverá la evolución de la infraestructura de energía hacia direcciones bajas en carbono e inteligente, proporcionando soporte técnico clave para construir nuevos sistemas de energía.