الهندسة الكهربائية

أظهرت العديد من دراسات أنظمة القدرة، مثل معامل تدفق الطاقة (PF) وتدفق الطاقة الأمثل (OPF) أو تقدير الحالة (SE)، تكون ضرورية اليوم لضمان نطاق السلامة الأمثل في تشغيل الشبكات الحديثة.

كانت أنظمة التيار المستمر ذات الجهد المتوسط ​​(MV) ذات اتجاهات بحثية جديدة، وفي الوقت الحاضر في أنظمة (MVDC)، يعد توزيع التيار المباشر أحد العناصر الرئيسية.

في السنوات الأخيرة، جذبت أنظمة النقل والتوزيع بالتيار المستمر اهتمام مجال الصناعة بسبب مزاياها المتمثلة في قدرة الطاقة الكبيرة والخسائر المنخفضة وجودة الإمداد بالطاقة العالية.

تميل تطبيقات تحويل الطاقة الحديثة التي تربط الشبكات والمصادر الموزعة، مثل تطبيقات محولات الحالة الصلبة (SST)، وصولاً إلى الحصول على معدل طاقة منخفض نسبياً مقارنة بالمرافق التقليدية

تتطلب تجارة الطاقة الكهربائية وإمكانية تتبع قياس الخسارة لمحولات الطاقة الكهربائية والمفاعلات وما إلى ذلك دقة من 10 إلى 6 مستويات وإمكانية تتبع معايير نسبة الجهد العالي لتردد الطاقة.

تعتبر إدارة الأصول أكثر أهمية الآن من أي وقت مضى للصناعات، وفي الواقع تركز إدارة المرافق وجميع مهندسي الصناعة والأنظمة بشكل أكبر هذه الأيام على التقييم التنبئي الذكي.

هناك العديد من تقنيات مراقبة حالة محولات الطاقة مثل تحليل استجابة التردد الكهربائي وتحليل التفريغ الجزئي وتحليل الغاز المذاب (DGA)، والتي تم توظيفها في تحديد حالة محولات الطاقة.

الزيوت المعدنية هي واحدة من سوائل العزل الرئيسية للمعدات عالية الجهد في جميع أنحاء العالم، كما وتوفر قوتها العازلة العالية دعماً عازلاً للتشغيل العادي للأجهزة عالية الجهد.

يعتبر محول التوزيع (DT)، أي محول الطاقة الذي يعمل عادة عند مستويات جهد (35) كيلو فولت و (10) كيلو فولت، هو المعدات الرئيسية في شبكة توزيع الطاقة.

تكتسب محولات [DC-DC] عالية الطاقة اهتماماً بتطبيقات مثل الجر ومزارع الرياح البحرية، كما أن المرشح الواعد لهذه التطبيقات هو الجسر النشط المزدوج (DAB).

المصدر الرئيسي هو التفاعل بين المجال المغناطيسي للأرض والشمس، والتي يؤثر نشاطها بشكل مباشر على الغلاف المغناطيسي للأرض،

تستخدم طاقة الديزل "محرك ديزل" لتدوير المولدات وإنتاج الطاقة الكهربائية، كما يتم استخدام محرك الديزل كمحرك رئيسي وتعرف محطة الطاقة هذه باسم محطة توليد الطاقة بالديزل.

يعد محول الطاقة هو قلب نظام الطاقة الكهربائية، ونظراً للتطبيقات الواسعة في مستويات التوليد والنقل والتوزيع، كما يعتمد التشغيل الموثوق والفعال لمحول الطاقة الكهربائية.

منذ الثمانينيات، تم استخدام عازل مركب مطاط السيليكون على نطاق واسع في نظام نقل الجهد العالي لوزنه الخفيف وقوته الميكانيكية العالية وسهولة تركيبه.

من المعروف أن تكوين الشريط الجاف على طبقة التلوث الرطبة يسبب انخفاضاً كبيراً في مستوى مقاومة العزل الخارجي في بعض المناطق الساحلية والصحراوية والصناعية.

أحدثت كهربة النقل ثورة تقنية عالمية خلال العقود الماضية، وهي مستفيدة من كونها صديقة للبيئة وذات كفاءة عالية في استخدام الطاقة وأداء دفع جيد،

لعبت شبكات (SDN) دوراً مهماً في إعادة بناء بنية الشبكة إلى عناصر أقل تعقيداً ومرونة، وعلاوة على ذلك قامت (NN) بإنشاء أرضية صلبة في العديد من القطاعات من خلال التنبؤ بحالة سلوك النظام.

تتمتع الأجهزة ذات السعة العالية مثل المكثفات الفائقة أو المكثفات الهجينة بكثافة طاقة عالية وعمر دورة مقارنة بتقنية البطارية، كما تعد تقنية (Supercapacitor) مرشحاً ممتازاً لمحركات الدفع الهجينة.

أصبحت المحولات الكهربائية مدفوعة بشكل أساسي بالطلب على دمج مصادر التيار المباشر الجديدة الكبيرة الحجم، مثل الخلايا الكهروضوئية وخلايا الوقود والبطاريات ومزارع الرياح البحرية.

تعد تقنية التوليد المقاومة للخطأ مهمة للغاية للتطبيقات عالية الموثوقية، مثل الفضاء الحرج للسلامة أو توربينات الرياح البحرية، كما وقد حظيت الآلات التي تتحمل الأخطاء باهتمام واسع.

مع الخصائص الفائقة والتوافر التجاري، تجد الأجهزة ذات فجوة النطاق العريض (WBG) تطبيقاتها تدريجياً، وذلك بالمقارنة مع نظائر السيليكون (Si)،

تمثل المعوضات المتغيرة الثابتة (SVCs) فئة ناضجة من تقنية "نظام نقل التيار المتردد" المرن (FACTS) وتستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة لدعم (var) الديناميكي.

يعتبر (Rim) هو الدافع من (RDT)، وهو بمثابة نوع جديد من أجهزة الدفع الكهربائية البحرية التي تدمج المروحة والمحرك، وذلك مع تطوير نظام الدفع الكهربائي بالكامل.

تخضع البيئة المبنية لتغيير كبير في كيفية استخدامها وإدارتها وتفاعلها مع الطاقة الكهربائية، كما ويرجع ذلك إلى التقدم التكنولوجي وجهود كفاءة الطاقة واستجابة الطلب وموارد الطاقة الموزعة.

في السنوات الأخيرة، برزت مشاكل مثل نقص الطاقة والاستخدام غير الفعال للطاقة والتلوث البيئي، ومع التطور المستمر لتكنولوجيا الطاقة؛ سيتم استبدال نمط استخدام الطاقة التقليدي للإمداد.

تم تطبيق (MEMS) بشكل فعال على العديد من أنظمة الميكاترونيك الذكية  مثل المركبات وأجهزة الاستشعار، وقد تمت دراسة موثوقيتها على نطاق واسع.

يتم تركيب مولدات الطاقة المتجددة بالقرب من مراكز التحميل ويتم تبادل الطاقة الزائدة مع شبكة المرافق، حيث إن الاعتبار التشغيلي الرئيسي لهذه المولدات.

على مدى العقود القليلة الماضية، بذل المجتمع العلمي جهداً كبيراً في البحث عن تقنيات تتبع أقصى نقطة للطاقة مع عوامل تتبع عالية ووقت تقارب منخفض.

شكّل النمو الأخير في الطلب على الطاقة تحدياً لتوليد الطاقة وتسليمها، كما يمكن تحقيق موثوقية الطاقة وكفاءتها من خلال تنفيذ الاستراتيجيات المثلى على جانبي التوليد والطلب.

يؤدي الاختراق العالي لأنظمة إدارة الطاقة المنزلية (HEMS) إلى تأثيرات ضارة مثل قمم الارتداد وعدم الاستقرار وحالات الطوارئ في مناطق مختلفة من شبكة التوزيع.