Dưới áp lực kép của các mục tiêu trung lập carbon và chi phí năng lượng tăng vọt, nhu cầu của ngành công nghiệp điện đối với các thiết bị tiết kiệm năng lượng và hiệu quả cao tiếp tục tăng. Máy biến áp loại khô hợp kim vô định hình đang trở thành một công nghệ quan trọng để cải thiện hiệu quả năng lượng trong các lĩnh vực công nghiệp và thương mại với khoa học vật liệu và thiết kế cấu trúc mang tính cách mạng.
1. Cuộc cách mạng vật chất: Tính chất vật lý của hợp kim vô định hình
Hợp kim vô định hình (còn được gọi là thủy tinh kim loại) là các vật liệu hợp kim với sự sắp xếp nguyên tử rất rối loạn. Quá trình sản xuất củng cố kim loại nóng chảy thông qua công nghệ làm mát cực nhanh để tránh hình thành cấu trúc tinh thể của các tấm thép silicon truyền thống. Tính năng này mang lại cho nó mất độ trễ cực thấp và mất dòng điện xoáy. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy mức mất không tải của lõi hợp kim vô định hình thấp hơn 60% -80% so với máy biến áp thép silicon truyền thống và mất không tải chiếm hơn 30% tổng mức tiêu thụ năng lượng của máy biến áp trong suốt vòng đời của nó.
2. Hiệu quả năng lượng: Lợi thế chi phí trong suốt vòng đời
Máy biến áp ngâm dầu truyền thống dựa vào cách nhiệt dầu làm mát, có rủi ro rò rỉ và chi phí bảo trì cao. Các máy biến áp loại khô hợp kim vô định hình sử dụng công nghệ đóng gói nhựa epoxy, không yêu cầu môi trường làm mát và bảo vệ môi trường và an toàn cao hơn. Kết hợp với các đặc điểm mất không tải cực thấp của nó, loại máy biến áp này thực hiện đặc biệt tốt trong các kịch bản sau:
Các kịch bản biến động tải cao: chẳng hạn như trung tâm dữ liệu, phức hợp thương mại và các nơi khác khi cần điều chỉnh tải thường xuyên, mất không tải thấp của máy biến áp hợp kim vô định hình có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng không hiệu quả trong giờ không cao điểm.
Các kịch bản hoạt động liên tục 24 giờ: chẳng hạn như bệnh viện, nhà máy bán dẫn, v.v., hóa đơn tiền điện được tiết kiệm trong toàn bộ vòng đời của họ (thường là 20-30 năm) có thể đạt 2-3 lần chi phí mua ban đầu.
Báo cáo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) chỉ ra rằng nếu 10% máy biến áp phân phối của thế giới được thay thế bằng các loại hợp kim vô định hình, việc giảm phát thải hàng năm sẽ tương đương với 120 triệu tấn carbon dioxide, tương đương với lượng khí thải hàng năm của 30 triệu phương tiện nhiên liệu.
3. Sự ổn định cấp công nghiệp và lợi ích kinh tế
Các máy biến áp loại khô hợp kim vô định hình vẫn có thể duy trì hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt. Các đặc điểm chống bão hòa vật liệu của nó có thể chịu được các dòng quá tải tức thời, trong khi thiết kế kháng nhiệt độ cao (cách nhiệt H-Class) hỗ trợ hoạt động ổn định trong phạm vi -25 ° C đến 180 ° C. Lấy một nhà máy ô tô châu Âu làm ví dụ, sau khi thay thế các máy biến áp hợp kim vô định hình, chi tiêu hóa đơn tiền điện hàng năm của nó đã giảm 18%, chi phí bảo trì thiết bị đã giảm 40%và thời gian thu hồi đầu tư chỉ là 3,5 năm.
4. Thúc đẩy hai chính sách và thị trường
Nhiều quốc gia trên thế giới đã bao gồm các máy biến áp hợp kim vô định hình trong phạm vi trợ cấp nâng cấp hiệu quả năng lượng. Ví dụ, "Kế hoạch cải thiện hiệu quả năng lượng biến áp của Trung Quốc" yêu cầu mất không tải các máy biến áp phân phối mới được mua phải đáp ứng tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng cấp đầu tiên và hợp kim vô định hình là một trong số ít các con đường kỹ thuật đáp ứng yêu cầu này. Đồng thời, những người khổng lồ công nghệ như Google và Apple ưu tiên sử dụng các máy biến áp như vậy khi xây dựng các trung tâm dữ liệu mới để thực hiện cam kết của họ đối với năng lượng tái tạo 100%.
5. Triển vọng trong tương lai: Từ đột phá công nghệ đến vòng lặp khép kín sinh thái
Với việc tối ưu hóa quy trình sản xuất dải hợp kim vô định hình (như công nghệ cuộn dây liên tục của kim loại Hitachi), chi phí sản xuất của nó đã giảm 35% so với mười năm trước và ứng dụng quy mô lớn đã tăng tốc. Ngành công nghiệp dự đoán rằng vào năm 2030, tỷ lệ thâm nhập của các máy biến áp hợp kim vô định hình trong thị trường phân phối điện toàn cầu sẽ tăng từ 15% hiện tại lên 40%, trở thành thành phần cốt lõi của hệ thống lưới điện thông minh và microgrid.