مع تسارع وتيرة التحول الكهربائي وزيادة الطلب على الطاقة، تواجه توسعة الشبكات الكهربائية تحديات. ألقى كورنيليس بليت، كبير مسؤولي التكنولوجيا في حلول شبكات GE Vernova، خطابًا للمهندسين خلال أسبوع الهندسة، مؤكدًا على أهمية تقنيات تعزيز الشبكة. ومن بينها، تبرز تقنية الموصلات المتقدمة كحل رئيسي لزيادة قدرة خطوط النقل الحالية عن طريق استبدال الموصلات، دون الحاجة إلى إنشاء ممرات جديدة.
تشكل القيود الحرارية لخطوط النقل عنق الزجاجة الرئيسي، حيث يتسبب التيار في تسخين الموصلات وتمددها وتدليها، مما يؤثر على التشغيل الآمن. تواجه الموصلات التقليدية من نوع الألومنيوم المقوى بالفولاذ (ACSR) قيودًا في الأداء تحت درجات الحرارة العالية، في حين يمكن للموصلات منخفضة التدلي عالية الحرارة (HTLS)، مثل تلك ذات القلب المركب من الألومنيوم (ACCC)، العمل في درجات حرارة تتجاوز 150 درجة مئوية مع التحكم في التدلي، مما يزيد من قدرة تحمل التيار. تحافظ عملية استبدال الموصلات على الأبراج وحقوق الممر، وعادة ما تزيد السعة بنسبة تتراوح بين 50% إلى 100%.
تُظهر الحالات العملية فعالية تقنيات الموصلات المتقدمة. في تكساس بالولايات المتحدة، زادت سعة خط 345 كيلو فولت التابع لشركة American Electric Power بنحو 75% بعد الترقية؛ رفعت شركة Northern Ireland Electricity التصنيف الخاص بخط 110 كيلو فولت من 109 ميجا فولت أمبير إلى 186 ميجا فولت أمبير؛ زاد مقطع ممر 330 كيلو فولت مقيد في الصين من 650 ميجاواط إلى 1016 ميجاواط؛ ارتفع التصنيف الحالي لدائرة مزدوجة 132 كيلو فولت في بنغلاديش من 646 أمبير إلى 852 أمبير. أطلقت هذه الترقيات سعة كبيرة لدعم احتياجات الشبكة.
تُعد الهند من المناطق الرئيسية لتطبيق موصلات HTLS، حيث تم تركيب عشرات الآلاف من الكيلومترات لحل مشاكل الازدحام. كما يجري نشرها في باكستان وبنغلاديش وماليزيا وغيرها، بينما تزداد مشاريع استبدال الموصلات في أوروبا وأمريكا الشمالية مع تقادم الأنظمة. تساعد تقنيات الموصلات المتقدمة في نقل المزيد من الطاقة دون توسيع البصمة التحتية، ولكن يجب الانتباه إلى القيود الهيكلية للأبراج وعوامل التكلفة.
يتطلب تعزيز الشبكة مزيجًا من تقنيات متعددة، حيث تعالج الموصلات المتقدمة القيود الحرارية، وتتعامل أجهزة FACTS مع استقرار الجهد، ويحسن التحكم في تدفق الطاقة التوزيع. يتجنب استبدال الموصلات المعارضة العامة، ويسرع النشر، ويستخرج المزيد من السعة من الأصول الحالية، مما يدعم ترقية شبكات الطاقة العالمية. من خلال الابتكار في المواد، يستطيع المهندسون زيادة قدرة النقل دون تغيير المشهد الطبيعي، لمواجهة الطلب المتزايد على الطاقة.
