نادراً ما يتم تشغيل منجم بعيد بواسطة نظام واحد — فمنطقة البناء التي تتحمل أحمالًا ثقيلة ومستمرة تقع بجانب معسكر سكني ذو طلب متقطع، وكلاهما يحتاج إلى إضاءة وتغطية أمنية بعد حلول الظلام. التعامل مع هذه كمسألة طاقة واحدة يميل إلى زيادة أو تقليل حجم أحدهما على الأقل. تأسست شركة MPMC POWERTECH CORP. في عام 2008 ويقع مقرها الرئيسي في شنغهاي بودونغ، وتوثق بنية شبكة ميكرو هجينة متعددة الطبقات مبنية حول هذا التمييز.

موقع التعدين هو عدة مشاكل طاقة، وليس مشكلة واحدة

تشترك مواقع التعدين النائية في متطلبات أساسية صارمة — تشغيل مستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، درجات حرارة محيطة قصوى، التعرض للغبار والمواد المسببة للتآكل، قيود على الضوضاء حيث يقع المخيم بالقرب من منطقة سكنية، وعدم التسامح مع توقف التشغيل — لكن منطقة البناء، والمنطقة السكنية والداعمة، ومحيط الموقع كل منها يستهلك من هذا الأساس بشكل مختلف. نهج MPMC يزاوج بين تركيبة منتجات مختلفة لكل منها.

منطقة البناء: مجموعة مولد وبطارية تعمل كنظام واحد

تشغيل الحمل الأساسي لمنطقة البناء يتم من مجموعات مولدات الديزل الحاوية الخاصة بـ MPMC، والمزودة بمحركات Cummins أو Perkins أو Baudouin مع مولدات Stamford أو Leroy-Somer، مقترنة بسلسلة HBD-R لنظام تخزين الطاقة المحمول (BESS) بقدرة مستمرة تتراوح بين 30 كيلوواط و610 كيلوواط، وسعة تخزين بين 61.44 كيلوواط ساعة و610.6 كيلوواط ساعة. يتيح هذا الجمع للمولد الحفاظ على نقطة كفاءة الوقود المثلى، والتي تكون عادة حوالي 75%، بينما يعوض نظام BESS عن التقلبات وبدء تشغيل المحركات ذات التيار العالي المفاجئ. تشير MPMC إلى تقليل استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 75% مقارنة بالتشغيل بالديزل فقط في ظروف الحمل المنخفض، وفي حالة موثقة في المملكة المتحدة، تم تمديد فترات صيانة المولد من كل 10 أيام إلى كل 60 يومًا.

تخزين الطاقة بالبطارية من سلسلة MPMC HBD-R — مقترنة بمجموعة مولد ديزل في تكوين هجين

المنطقة السكنية والداعمة: الطاقة الشمسية والديزل والبطارية في هيكل واحد

ترسم محطات المراقبة والمكاتب المؤقتة والمعسكرات السكنية حملاً مختلفًا وأكثر تقطعًا، والذي تتعامل معه MPMC من خلال محطة الطاقة الهجينة من سلسلة GSB — مزيج من الطاقة الشمسية والمولد والبطارية على هيكل متنقل واحد بقدرة قصوى من 10 إلى 120 كيلو فولت أمبير، وسعة بطارية من 20.4 إلى 112.5 كيلو واط ساعة، ومصفوفة شمسية منزلقة بقوة 2375 واط. التصميم عالي التنقل والتحكم الذكي في نظام إدارة الطاقة يجعله مناسبًا لتوزيع طاقة المعسكر التي يجب نقلها مع تغير بصمة المنجم.

إضاءة المحيط وأمن الموقع

تغطي برج الإضاءة الهجين HBL X-Matrix المحيط والمناطق الداعمة بعد حلول الظلام. يجمع نموذج HBL-600D-M الموثق من MPMC بين محرك ديزل Kubota Z482-3B وبطارية LiFePO₄ بسعة 8 كيلوواط ساعة، وأربعة رؤوس LED بقوة 150 واط عند 200 لومن/واط، وصاري هيدروليكي بطول 9.0 أمتار مع دوران 355°، مع كاميرا مراقبة HD اختيارية وتكامل محطة قاعدة 5G للاتصالات في الموقع.

تكامل الكاميرا والاتصال بشبكة 5G الاختياري له أهمية تتجاوز الإضاءة فقط: غالبًا ما لا يكون لمحيط منجم بعيد بنية تحتية اتصالات أخرى، لذا يمكن لبرج الإضاءة الذي يحمل مراقبته الخاصة ورابط الشبكة أن يعمل كنقطة أمن واتصال بدلاً من كونه مجرد أصل إضاءة.

شبكة ميكرو متعددة المواقع موثقة على نطاق واسع

يمتد برنامج الشبكة الصغيرة بقدرة 6 ميجاوات في كينيا التابع لـ MPMC عبر أربعة مواقع، يجمع كل منها بين أكثر من 1 ميجاوات من توليد الطاقة الشمسية مع ما لا يقل عن 1 ميغاواط ساعة من تخزين البطاريات الموصولة بالتيار المستمر، مصنفة بعمق تفريغ 80٪ و6000 دورة مع تكرار مزدوج للوحدة، مدعومة بتوليد الديزل من وحدتين بقدرة 500 كيلووات ووحدتين بقدرة 250 كيلووات لكل موقع. يعمل التحكم على نظام SCADA وEMS الخاص بـ MPMC مع اتصال احتياطي عبر قمر ستارلينك الصناعي، يدعم جودة الطاقة، وتعديل التردد، وتوليد الجهد الافتراضي، والبدء الأسود، وتشكيل الشبكة، والتوزيع الذكي للتوليد وتنظيم القدرة التفاعلية. توضح MPMC أن النتيجة هي تشغيل مستقر على مدار الساعة في بيئة عالية الأشعة فوق البنفسجية ورملية مع تبديل سلس بين الطاقة الشمسية والديزل وطاقم عمل محدود في الموقع.

مشروع الشبكة الهجينة MPMC — الطاقة الشمسية، تخزين البطاريات، ونسخ احتياطي من مولدات الديزل

الانتقال إلى وقود أنظف دون فقدان الاستمرارية

للمواقع التي تتجه نحو تشغيل منخفض الانبعاثات، يشكل محطة الطاقة الموزعة للميثانول من MPMC (400 kVA / 280 kW، وحدة تحكم DEIF AGC150) مع شاحن BCH Mobile BESS (BCH-275-200 إلى BCH-800-600) نظام طاقة خضراء متكامل خارج الشبكة للآلات الكهربائية الإنشائية ومعدات الموقع، يدعم الشحن السريع CCS2 DC حتى 600 kW DC ويصل إلى حالة التشغيل الكامل خلال 24 ساعة من النشر، دون الحاجة إلى بنية تحتية دائمة للشبكة.

التصنيف البيئي عبر الهيكلية

كل طبقة من هذه البنية محددة وفقًا لنفس ظروف الموقع: تم تصنيف مجموعات المولدات الحاوية الخاصة بـ MPMC للعمل حتى درجة حرارة محيطة تصل إلى 50 درجة مئوية مع خيارات مبرد نحاسي عالي الحرارة، وتخفيض الأداء حسب الارتفاع وفقًا لمواصفات المحرك، وطلاء مضاد للتآكل في فئات C-3 و C-4 و C-5 يتم اختيارها حسب شدة التطبيق. كما تشير MPMC إلى عامل حمل محرك ديزل أدنى يبلغ حوالي 30٪ لعملية صحية طويلة الأمد، وهو بالضبط الفاقد الناتج عن الحمل المنخفض الذي تم تصميم اقتران بطارية HBD-R في منطقة البناء للقضاء عليه.

تصميم الهيكلية قبل طلب المعدات

• تحديد حجم زوج المولد والبطارية لمنطقة البناء بناءً على ملف بدء تشغيل المحرك والتدفق الفعلي، وليس فقط الحمل المتوسط.

• تحديد عدد هياكل GSB وسعة البطارية للمنطقة السكنية بناءً على نمو المخيم المخطط له، وليس إشغال اليوم الأول.

• تأكيد منطقة تغطية إضاءة المحيط ومدة التشغيل بالبطارية فقط مقابل مدة ساعات الظلام الفعلية في الموقع.

• توحيد أقل عدد ممكن من التكوينات حسب نطاق حمل الموقع عبر المناطق الثلاث كلها.

• تأكيد مسار اتصالات SCADA/EMS وترتيب النسخ الاحتياطي عبر الأقمار الصناعية لموقع بعيد حقًا.

• طلب الأرقام المخفضة لدرجة الحرارة المحيطة، الغبار والارتفاع لكل خط إنتاج تم عرضه.

• تحديد مستوى التكرار، وحدة مزدوجة أو N+X، لتخزين البطاريات قبل تشغيل الموقع الأول.

• تأكيد مسار الانتقال إلى الميثانول أو الوقود الحيوي كتابةً إذا كان جزءًا من خطة متعددة المراحل.

أسئلة يطرحها مخططو المناجم