سوق مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر

نظرة عامة على السوق

وفقًا لشركة Reed Intelligence، من المتوقع أن ينمو حجم سوق مفاعل التنعيم DC العالمي بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 13.6% تقريبًا خلال الفترة المتوقعة.

إن الجزء الكهربائي المستخدم في أنظمة الطاقة ذات التيار المستمر، وخاصة في دوائر المقوم وإمدادات الطاقة ذات التيار المستمر، يُعرف باسم مفاعل تنعيم التيار المستمر، والمعروف أيضًا باسم مفاعل التيار المستمر. وهو نوع معين من المحاثات المصنوعة لتطبيقات التيار المستمر لتقليل تيار التموج وتنعيم جهد الخرج. إن خرج المقوم المليء بالتموج، والذي يحول التيار المتردد إلى تيار مستمر، ليس سلسًا تمامًا. إن خصائص النبض في الشكل الموجي المصحح هي التي تولد التموج. يمكن أن يكون للتموج تأثيرات غير مرغوب فيها في مجموعة متنوعة من التطبيقات، وخاصة في تلك التي تحتاج إلى طاقة تيار مستمر ثابتة ومستقرة.

تقاوم المحاثة الكبيرة لمفاعل التيار المستمر التغيرات في التيار بسبب طريقة بنائه. يتم إنشاء مجال مغناطيسي داخل المحث عندما ينتقل التيار من خلاله، مما يخزن الطاقة. تعمل محاثة مفاعل التنعيم على جعل التيار المستمر المصحح يرتفع وينخفض بسلاسة أكبر أثناء مروره. ينخفض تيار التموج بسبب تنعيم عمل خصائص نبضات الشكل الموجي المصحح. يساهم مفاعل التنعيم في التيار المستمر في تثبيت جهد الخرج عن طريق خفض التموج، مما يمنح الحمل جهد تيار مستمر أكثر ثباتًا وتحكمًا. يمكن لمفاعل التيار المستمر أن يعمل كمرشح لقمع الضوضاء عالية التردد والظواهر العابرة التي يمكن أن تكون موجودة في مصدر الطاقة المستمر بالإضافة إلى تقليل التموج.

ديناميكيات السوق

محرك السوق

• ارتفاع في الأتمتة الصناعية

تعتمد أنظمة الأتمتة الصناعية على آليات تحكم دقيقة ومكونات كهربائية. يجب أن يكون مصدر الطاقة موثوقًا به حتى تعمل هذه الأنظمة بشكل صحيح. يعتمد التشغيل الموثوق لمعدات الأتمتة على جهد تيار مستمر أكثر سلاسة واستقرارًا يتم تحقيقه باستخدام مفاعلات تنعيم التيار المستمر. تُستخدم محركات التردد المتغير (VFDs)، التي تتطلب طاقة تيار مستمر دقيقة ومتسقة، في العديد من عمليات الأتمتة. يضمن استخدام مفاعلات تنعيم التيار المستمر تشغيل المحرك بسلاسة وإدارة عملية الأتمتة الدقيقة من خلال المساعدة في الحفاظ على مستوى جهد ثابت. تهدف العمليات المستخدمة في الأتمتة الصناعية إلى التشغيل باستمرار مع القليل من وقت التوقف. يمكن أن يؤدي عدم استقرار مصدر الطاقة الناتج عن التموج إلى الأعطال ووقت التوقف وارتفاع تكاليف الصيانة.

• الطلب المتزايد على إمدادات الطاقة

إن أحد العوامل المهمة التي تدفع سوق مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر هو الطلب المتزايد على إمدادات الطاقة. يستخدم مصدر الطاقة مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر لإزالة تموج التيار المتردد من خرج التيار المستمر. وهذا ضروري لضمان أن يكون خرج التيار المستمر، وهو أمر مهم في العديد من التطبيقات، نظيفًا وموثوقًا به. يتزايد الطلب على إمدادات الطاقة مع زيادة عدد الأشخاص الذين يستخدمون الأجهزة الإلكترونية. يعد خرج التيار المستمر المستقر ضروريًا لتشغيل المعدات الإلكترونية بشكل صحيح مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة. يتم تزويد هذه الأجهزة بالطاقة التي تحتاجها للعمل بشكل موثوق جزئيًا بواسطة مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر. إن الاستخدام المتزايد لأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى يدفع الحاجة إلى مصدر الطاقة. تساعد مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر في ضمان حصول هذه الأجهزة على الطاقة التي تحتاجها للعمل بشكل موثوق. تتطلب هذه الأجهزة خرج تيار مستمر نظيف ومستقر للعمل بشكل فعال.

قيود السوق

• تكاليف عالية

إن التكلفة الأولية المرتفعة لمفاعلات التنعيم بالتيار المستمر قد تشكل عقبة أمام التطبيقات الصغيرة الحجم ذات الأموال المحدودة. وقد لا يكون مفاعل التنعيم بالتيار المستمر فعالاً من حيث التكلفة في المواقف السكنية أو التجارية الصغيرة ذات متطلبات الطاقة المنخفضة. وبسبب أسعارها المرتفعة، قد يكون عائد الاستثمار في مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر أبطأ من المتوقع. وقد يكون من الصعب على أصحاب المصلحة الاستثمار في هذه المفاعلات لأنه في بعض المواقف، قد لا تكون مزايا زيادة جودة الطاقة والاستقرار كبيرة بما يكفي لتغطية التكاليف الأولية خلال فترة قصيرة. ومع تقدم التكنولوجيا، قد تظهر عمليات تصنيع ومواد أكثر اقتصادا، مما يقلل من تكلفة إنتاج مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر. وبالتالي، يمكن للعملاء اختيار الخيارات الأقل تكلفة إذا تجاوزت التحسينات في التقنيات المنافسة تخفيضات التكلفة في مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

تقسيم حسب النوع

• نوع التبريد الذاتي

مفاعل التنعيم بالتيار المستمر، المعروف باسم مفاعل التيار المستمر المبرد ذاتيًا أو مفاعل التيار المستمر المبرد ذاتيًا، هو تصميم خاص لمفاعل التنعيم بالتيار المستمر يتضمن نظام تبريد لتبديد الحرارة الناتجة أثناء التشغيل. لا يلزم وجود مراوح أو آليات تبريد أخرى لأن نظام التبريد هذا مدمج في المفاعل. الوظيفة الرئيسية لمفاعل التنعيم بالتيار المستمر المبرد ذاتيًا هي تقليل التموج والحفاظ على جهد الخرج في أنظمة الطاقة المستمرة. نظرًا لمقاومة الموصلات والخسائر المغناطيسية، يتم إنتاج بعض الحرارة عندما تمر تيارات قوية عبر لفائف محث المفاعل. يمكن أن يصبح توليد الحرارة هذا مهمًا في التطبيقات عالية الطاقة أو التشغيل المستمر، مما يتسبب في زيادة درجة حرارة المفاعل.

• تبريد بالهواء القسري

إن تصميم مفاعل التنعيم المستمر المستخدم في إلكترونيات الطاقة وأنظمة الطاقة المستمرة هو مفاعل مبرد بالهواء القسري. يتم تبريد المفاعل، ويتم إنتاج الحرارة أثناء اختفاء العملية باستخدام هذا الشكل من المحاثات، والذي يستخدم دوران الهواء القسري. غالبًا ما تُستخدم تقنية التبريد هذه للحفاظ على درجة حرارة التشغيل المثالية للمفاعل ثابتة، والحفاظ على فعاليته. بالمقارنة مع نظيراتها المبردة بشكل سلبي، فإن مفاعلات التنعيم المستمر مع التبريد بالهواء القسري تدير تصنيفات طاقة أعلى. يمكنها تشتيت المزيد من الحرارة إلى مراوح التبريد، مما يؤهلها للاستخدامات التي تتطلب طاقة أكبر. تشمل تطبيقات مفاعلات التنعيم المستمر المبردة بالهواء القسري إمدادات الطاقة الصناعية ومحركات المحركات وأنظمة الطاقة المتجددة وتضخيم الطاقة.

• تبريد بالماء

المفاعل ذو التيار المستمر، والمعروف باسم مفاعل التنعيم ذو التيار المستمر المبرد بالماء، مصنوع لتبديد الحرارة الناتجة أثناء التشغيل باستخدام نظام تبريد بالماء. يحتوي هذا النوع من المفاعلات على أنابيب أو قنوات للتبريد في بنيته، مما يسمح للماء بالتدفق من خلالها لإزالة الحرارة والحفاظ على درجة حرارة المفاعل ضمن حدود معقولة. ينتج مفاعل التيار المستمر الحرارة أثناء التشغيل بسبب التيار المتدفق عبر ملفات المحث. يتم امتصاص هذه الحرارة بواسطة الماء الذي يتدفق عبر قنوات التبريد، مما يمنع المفاعل من ارتفاع درجة حرارته. بالمقارنة مع المفاعلات المبردة بالهواء القياسية، يمكن بناء مفاعل التنعيم ذو التيار المستمر بشكل أكثر إحكاما بسبب التبريد بالماء. وهذا مفيد بشكل خاص عندما يكون هناك نقص في المساحة.

تقسيم حسب التطبيق

• أنظمة الجر

في أنظمة الجر، تُستخدم مفاعلات تنعيم التيار المستمر لإزالة تموج التيار المتردد من خرج التيار المستمر للمقوم. وهذا ضروري لضمان خرج تيار مستمر نظيف ومستقر، وهو أمر ضروري لتشغيل محركات الجر. تعمل مفاعلات تنعيم التيار المستمر على تقليل التيارات التوافقية في خرج التيار المستمر للمقوم. وهذا ضروري لتحسين جودة طاقة النظام والحماية من تلف محرك الجر. تنتج الأحمال غير الخطية، بما في ذلك محركات الجر، تيارات غير مرغوب فيها تسمى التيارات التوافقية. قد تؤدي هذه التيارات إلى تقلبات الجهد والتداخل مع الأجهزة الكهربائية، مما قد يؤثر على جودة طاقة النظام. يمكن تقليل التيارات التوافقية عن طريق امتصاصها بواسطة مفاعلات تنعيم التيار المستمر. ينتج محرك الجر تيار اندفاع كبير عند بدء تشغيله. يمكن أن يضر هذا التيار بالمحرك وبقية النظام. من خلال تقديم مقاومة مؤقتة للمحرك، يمكن لمفاعلات تنعيم التيار المستمر المساعدة في الحد من تيارات الاندفاع.

• محركات السرعة المتغيرة

تستخدم محركات السرعة المتغيرة (VSD) مفاعلات تنعيم التيار المستمر لإزالة تموج التيار المتردد من خرج التيار المستمر. وهذا مهم لضمان أن خرج التيار المستمر نقي ومستقر، وهو أمر ضروري لعمل محركات السرعة المتغيرة بشكل صحيح. يشار إلى التداخل الكهرومغناطيسي باسم EMI. نظرًا لإمكانية تداخله مع الأجهزة الكهربائية الأخرى، يمكن أن تشكل انبعاثات EMI مشكلة مع محركات السرعة المتغيرة. من خلال إزالة تموج التيار المتردد، يمكن لمفاعلات تنعيم التيار المستمر خفض انبعاثات EMI. من خلال تقليل الخسائر، يمكن لمفاعلات تنعيم التيار المستمر أن تساعد في زيادة فعالية محركات السرعة المتغيرة. وذلك لأن الخسائر في المكثفات ومكونات محركات السرعة المتغيرة الأخرى قد تنتج عن تموج التيار المتردد من خرج التيار المستمر. يمكن لمفاعلات تنعيم التيار المستمر أن تساعد محركات السرعة المتغيرة على الاستمرار لفترة أطول من خلال تقليل الضغط على المكونات. وذلك لأن المكونات قد تتعرض للإجهاد وتفشل مبكرًا بسبب تموج التيار المتردد من خرج التيار المستمر.

• أنظمة UPS

في أنظمة UPS، تعمل مفاعلات التنعيم DC على إزالة تموج التيار المتردد من خرج التيار المستمر. ويستخدم هذا لمخرج التيار المستمر، وهو أمر مهم في العديد من التطبيقات. في أنظمة UPS، يعد التشوه التوافقي مشكلة شائعة. ويحدث بسبب الأحمال غير الخطية مثل أجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المتصلة بجهاز UPS. ومن خلال إزالة التوافقيات من خرج التيار المستمر، قد تساعد مفاعلات التنعيم DC في تقليل التشوه التوافقي. يعد التشوه التوافقي مشكلة في أنظمة UPS لأنه يمكن أن يتداخل مع الأجهزة الإلكترونية الأخرى المتصلة بجهاز UPS. ومن خلال إزالة التوافقيات من خرج التيار المستمر، تساعد مفاعلات التنعيم DC في تقليل التشوه التوافقي. وهذا يجعل من السهل ضمان خرج التيار المستمر، وهو أمر مهم في العديد من التطبيقات. قد تساعد مفاعلات التنعيم DC في منع الضرر الناجم عن طفرات الطاقة والارتفاعات المفاجئة في المعدات الحساسة. ويرجع هذا إلى أن مفاعل التنعيم DC يمتص الطاقة الزائدة من هذه الأحداث، مما يساعد في منع تلف المعدات باهظة الثمن.

التحليل الإقليمي

أمريكا الشمالية

من المتوقع أن ينمو حجم سوق الأجهزة المنزلية في أمريكا الشمالية بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 2.9%. ويزدهر هذا السوق بسبب قدرته على النمو وتلبية احتياجات المستهلكين. ويعطي العملاء المزيد من الأفضلية لشراء المنتجات التي تستهلك طاقة أقل. ومن المتوقع أن تلعب الأتمتة دورًا رئيسيًا في نمو صناعة التجزئة؛ فمع توسع الصناعة، تساعد الأتمتة تجار التجزئة على خفض التكاليف وتعزيز الكفاءة. كما تعمل هذه الحلول على تعزيز تجربة العملاء وكفاءة موظفي مرافق البيع بالتجزئة في الولايات المتحدة. ونظرًا لاستخدام مفاعل التنعيم بالتيار المستمر في الأجهزة الكهربائية وصناعة السيارات، فمن المتوقع أن يؤدي الطلب المتزايد على الأتمتة الصناعية والتجزئة إلى دفع الطلب على مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر في المنطقة.

أوروبا

تنمو صناعة الأتمتة في فرنسا بوتيرة أسرع مع وجود التصنيع المتزايد والراسخ ويفضل الناس استخدام منتجات الراحة. لقد جعلهم أسلوب الحياة المزدحم يستخدمون الأجهزة الكهربائية والآلية. تعمل سوق الأجهزة الكهربائية المنزلية على دفع الطلب على الأجهزة الكهربائية في ألمانيا. نظرًا لوجود تطبيقات مختلفة للأجهزة الكهربائية للراحة المنزلية، فمن المتوقع أن تكتسب مفاعلات التنعيم DC أهمية في السنوات القادمة أيضًا.

آسيا والمحيط الهادئ

من المتوقع أن ينمو حجم سوق أتمتة المستودعات في منطقة آسيا والمحيط الهادئ بمعدل نمو سنوي مركب بنسبة 17.6٪. يتم فحص توسع سوق أتمتة المستودعات في منطقة آسيا والمحيط الهادئ من خلال النظر إلى الهند والصين وأستراليا وكوريا الجنوبية واليابان. تعمل الصين، وهي واحدة من أكبر اقتصادات العالم، على إنشاء ونشر روبوتات المستودعات باستمرار. تتمتع الصين بحصة سوقية كبيرة. نتيجة لمعدلات الأتمتة العالية ووجود بائعين بارزين والتوافر الواسع النطاق لروبوتات المستودعات، فإن الطلب الصيني على روبوتات المستودعات كبير. ومن المتوقع أن يؤدي هذا إلى دفع الطلب على السوق مع زيادة الأتمتة.

أمريكا الجنوبية

من المتوقع أن يسجل سوق سوائل المركبات الكهربائية في أمريكا الجنوبية معدل نمو سنوي مركب يزيد عن 20%. ومن العوامل الرئيسية التي تدفع السوق المدروسة الطلب المتزايد على المركبات الكهربائية بين العملاء في البرازيل. ومن المرجح أن تعمل المبادرات الحكومية المتزايدة للترويج لبيع المركبات الكهربائية كفرصة في المستقبل. ومن المتوقع أن يؤدي هذا إلى زيادة الطلب على مفاعل التنعيم DC في المنطقة.

الشرق الأوسط وأفريقيا

من المتوقع أن تشهد أسواق المحركات الكهربائية في الشرق الأوسط وأفريقيا نموًا كبيرًا. توفر المحركات الكهربائية عملية إنتاج عالية الكفاءة بتكلفة منخفضة. ونظرًا لأن استهلاك الكهرباء هو المكون الرئيسي للتكلفة في مختلف الصناعات التي يستخدمها المستخدمون النهائيون، فمن المتوقع أن يزداد الطلب على المحركات الكهربائية بشكل كبير لتحقيق ميزة على استهلاك الكهرباء في المنطقة، وهو ما من المتوقع أن يدفع الطلب على مفاعلات التنعيم بالتيار المستمر.

اللاعبون الرئيسيون

1. مانجولد
2. هادا اليكتريك
3. شركة ام دي اكس اكس المحدودة
4. حلول الشبكة من شركة GE
5. ابتكار الملفات
6. هيلكار
7. التخصصات المغناطيسية
8. قوة الجودة
9. هوا شينج لونج للمعدات الكهربائية
10. محولات أستراليا
11. تيهي

التطورات الأخيرة

مارس 2023: أعلنت شركة ABB أنها فازت بعقد لتوريد مفاعلات تنعيم التيار المستمر لمشروع السكك الحديدية عالية السرعة مومباي-أحمد أباد في الهند. ومن المتوقع أن يكتمل المشروع بحلول عام 2028 وسيكون أول ممر للقطارات السريعة في الهند. ستوفر ABB 72 وحدة من مفاعلات تنعيم التيار المستمر بقوة 2.5 مللي هاش للمشروع.