வளைய முக்கிய அலகு: நகர்ப்புற மின் வலையமைப்புகளுக்கான சிறிய வடிவமைப்பின் நன்மைகள்

நவீன நகர்ப்புற மின் வலையங்களுக்கு ஏன் சிறிய வளைய முக்கிய அலகுகள் அவசியம்?

நகர்ப்புற இடக் கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் பகிரப்பட்ட, உறுதியான மின் உள்கட்டமைப்புக்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது

இப்போது உலகின் மக்கள் தொகையில் பாதி க்கும் மேற்பட்டவர்கள் நகரங்களில் வசிக்கின்றனர் என்ற சூழலில், மின்சார உள்கட்டமைப்புக்கான இடத்தைக் கண்டுபிடிப்பது ஒரு முக்கியமான பிரச்சினையாக மாறிவிட்டது. பாரம்பரிய மின்சார மாற்றிலயங்கள் (substations) ஒரு கால்பந்து மைதானத்தின் அளவுக்கு இடத்தை எடுத்துக்கொள்ளும், இது 2023 ஆம் ஆண்டின் போனியம் நிறுவனத்தின் தரவுகளின்படி, ஒரு ஏக்கருக்கு $740,000 வரை விலை ஏறும் மிகவும் செறிவான பெருநகரப் பகுதிகளில் சாத்தியமற்றதாகும். அதே நேரத்தில், முன்கூட்டியே கணிக்க முடியாத காலநிலை மாற்றங்களும், நாம் அதிகரித்து வரும் டிஜிட்டல் அமைப்புகளை நம்பும் பழக்கமும், சில பகுதிகள் தவறினாலும் தொடர்ந்து செயல்படும் வகையில் மின் விநியோக வலையமைப்புகளை உருவாக்க வேண்டிய தேவையை ஏற்படுத்தியுள்ளன. உலக வங்கியின் கடந்த ஆண்டின் தரவுகளின்படி, புயல் காரணமாக ஏற்படும் மின்சார தடைகள் மட்டுமே ஒவ்வொரு ஆண்டும் உலக பொருளாதாரத்திலிருந்து சுமார் $150 பில்லியனை விரயமாக்குகின்றன. இது மின் விநியோக நிறுவனங்களை சிறிய, மேம்படுத்தப்பட்ட மற்றும் தடையின்றி செயல்படும் அமைப்புகளை நோக்கி தள்ளிவிட்டுள்ளது. சிறிய அளவிலான வளைய முக்கிய அலகுகள் (Compact ring main units) இங்கு ஒரு புத்திசாலித்தனமான தீர்வாக உள்ளன. இந்த மாடுலார் (modular) சாதனங்கள் கூடுதல் நிலத்தை தேவைப்படுத்தாமல், தெருக்கள் மற்றும் நடைபாதைகளில் எந்த குறுக்கீடும் ஏற்படுத்தாமல், நகர நிலப்பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றவாறு ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.

வளர்ந்த நகரங்களில் நிலப் பற்றாக்குறையை வளைய முக்கிய அலகு (RMU) சுருக்கம் நேரடியாக எவ்வாறு சமாளிக்கிறது

வளைய முக்கிய அலகுகள் (RMUs) அதிகாரப்பூர்வமான சிறிய அளவிலான வடிவமைப்பு மூலம் இட வரம்புகளை வெல்கின்றன—இவை பாரம்பரிய சுইட்ஜ்கியரை விட அதிகபட்சம் 70% குறைவான இடத்தை மட்டுமே ஆக்கிரமிக்கின்றன. வாயு-காப்பிடப்பட்ட (SF6) மற்றும் வெற்றிட-தடுப்பு தொழில்நுட்பங்கள் கூறுகளை மூடப்பட்ட, தனித்தனியாக பொருத்தக்கூடிய அமைப்புகளாக சுருக்குகின்றன, இவை முன்பு பயன்படுத்த முடியாத இடங்களில் நிறுவப்பட வசதியாக உள்ளன:

இந்த திறன் நடைமுறையில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது: சிங்கப்பூரின் நகர மைய மின் வலையமைப்பு, தனது மின் விநியோகத்தில் 80% ஐ துணைத் தளத்தில் நிறுவப்பட்ட RMUகளை சார்ந்துள்ளது—இது மேற்பரப்பில் எந்த தாக்கத்தையும் ஏற்படுத்தாமல் முழு N-1 மீட்டமைவுத் திறனை வழங்குகிறது. நில வரம்புகளைத் தீர்த்து, உடனடியாக வலுவூட்டப்பட்ட தன்மையை வழங்குவதன் மூலம், சுருக்கமான RMUகள் அளவுக்கு ஏற்ற, எதிர்காலத்திற்கு தயாரான நகர்ப்புற மின் வலைகளுக்கான இயற்பியல் அடித்தளத்தை உருவாக்குகின்றன.

வளைய முகப்பு அலகு சிறியதாக்கத்தை சாத்தியமாக்கும் பொறியியல் புதுமைகள்

தரைப்பரப்பைக் குறைப்பதற்கான வாயு-மூடப்பட்ட (SF6) மற்றும் வெற்றிட-சுஇட்ச் தொழில்நுட்பங்கள்

சமீபத்திய RMU வடிவமைப்பு, முக்கியமாக SF6 வாயு மின்காப்பு மற்றும் வெற்றிட சுஇட்சிங் தொழில்நுட்பம் என இரண்டு பெரிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களுக்கு நன்றி கூறி, அதன் அளவை மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைக்கிறது. SF6 இன் மின்காப்பு வலிமை என்பது சாதாரண காற்றிலிருந்து கிடைக்கும் மின்காப்பு வலிமையை விட ஏறக்குறைய மூன்று மடங்கு அதிகமாகும்; இதனால், விற்றுகளை ஒன்றுக்கொன்று மிக அருகில் வைத்தாலும் விற்றுகளின் விளைவாக உருவாகும் விற்றுகளை (arcs) அழிப்பதில் எந்தவொரு பாதிப்பும் ஏற்படாது. இதன் விளைவாக, தயாரிப்பாளர்கள் இந்த சாதனங்களின் உறைகளின் (enclosure) அளவை, பாரம்பரிய காற்று மின்காப்பு முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஏறக்குறைய 40% வரை குறைக்க முடிகிறது. மேலும், வெற்றிட இன்டர்ரப்டர் (vacuum interrupter) என்ற அம்சமும் இங்கு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இவை பெரிய விற்று வழிகாட்டிகளை (arc chutes) முற்றிலும் நீக்கிவிடுகின்றன; இதனால், சுஇட்சிங் அறையின் (switching chamber) அளவு முன்பை விட ஏறக்குறைய 60% குறைவாக இருக்கிறது. இந்த புதுமைகள் இரண்டும் சேர்ந்து செயல்படும்போது, பல ஆண்டுகள் சேவை வாழ்க்கை முழுவதும் கிட்டத்தட்ட பராமரிப்பு தேவையில்லை என்ற நிலையை உருவாக்குகின்றன. இந்த சாதனங்களை தங்கள் வலையமைப்புகளின் மிக முக்கியமான பகுதிகளில் பயன்படுத்தும்போது, மின் வலையமைப்பு இயக்குநர்கள் 99.98% நம்பகத்தன்மை விகிதத்தை அடைவதாக அறிவித்துள்ளனர். மேலும், இதன் பொருளாதார நன்மைகளையும் நாம் மறக்கக்கூடாது. இந்த அனைத்து திறன் மேம்பாடுகளும் காரணமாக, வாழ்க்கை சுழற்சிச் செலவுகள் (lifecycle costs) ஏறக்குறைய 30-35% வரை குறைகின்றன.

அடிப்படை பாதுகாப்பை பாதிக்காமல் அடர்த்தியை மேம்படுத்தும் மாட்யூலர் வடிவமைப்பு மற்றும் ஒருங்கிணைந்த பாதுகாப்பு அமைப்புகள்

RMUகள் மாட்யூலர் வடிவமைப்பு அணுகுமுறைகளிலிருந்து மிகப்பெரிய நன்மைகளைப் பெறுகின்றன. முன்னேற்றப்பட்ட பஸ்பார் பிரிவுகள் மற்றும் எளிதில் செருகக்கூடிய சுற்று முறிப்பான்கள் உள்ளிட்ட தரநிலை கூறுகளை ஒன்றன்மேல் ஒன்றாக அடுக்க முடியும், இதனால் அதே அடிப்படை கேபினெட் அளவில் தனிப்பயன் அமைப்புகளை உருவாக்க முடிகிறது. சமீபத்திய அமைப்புகள் வெப்பநிலை, இயந்திர வடிவமைப்பு அழுத்தம் மற்றும் மின்சார நிலைகளை தொடர்ந்து கண்காணிக்கும் உள்ளமைந்த ஸ்மார்ட் ரிலேக்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் இந்த அமைப்புகள் சிக்கல்களை வெறும் 2 மில்லிசெகண்டுகளுக்குள் தனிமைப்படுத்த முடியும். இந்த ஸ்மார்ட் அம்சங்கள் முக்கிய அலகிற்கு வெளியே தனியான பாதுகாப்பு அலகுகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான தேவையை நீக்குகின்றன, இதனால் ஒவ்வொரு அமைப்பிற்கும் தேவையான தரைப்பரப்பு ஏறக்குறைய மூன்றில் இரண்டு பங்கு (0.75 சதுர மீட்டர்) வரை குறைகிறது, மேலும் அனைத்து IEC 62271 பாதுகாப்பு தேவைகளையும் பூர்த்தி செய்கின்றன. இதன் நடைமுறை விளைவு என்ன? பழைய வடிவமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது மின்சக்தி திறன் ஏறக்குறைய இருமடங்காகிறது, இது பழைய மின்நிலையங்களை மேம்படுத்தும்போது, அங்கு விரிவாக்கத்திற்கு இடமே இல்லாத சூழ்நிலையில் மிகவும் முக்கியமானதாகும்.

உண்மை உலக நகர்ப்புற செயல்பாடு: வளைய முக்கிய அலகுகளின் இடம் சேமிப்பு பயன்பாடுகள்

டோக்கியோ மற்றும் சிங்கப்பூரில் உள்ள மின்நிலைய மேம்படுத்தல் மற்றும் கட்டிட உச்சியில் பொருத்துதல்கள்

டோக்கியோவில் மின்சார மின்நிலையங்களுக்கான இடத்தைக் கண்டுபிடிப்பது ஒரு முற்றிலும் உண்மையான சிக்கலாக உள்ளது, ஏனெனில் அங்குள்ள நிலம் முற்றிலும் மாற்றிட முடியாததாகும். பாரம்பரிய உபகரணங்களுக்குப் பதிலாக சிறிய அளவிலான RMU-களை (Ring Main Units) நிறுவுவதன் மூலம், நகர திட்டமிடுபவர்கள் தேவையான இயற்பியல் இடத்தை தோராயமாக 60% வரை குறைக்க முடியும். இது புதிய ஏதும் கட்டப்படாமலேயே தற்போதைய உள்கட்டமைப்புகள் சரியாக இயங்கிக் கொண்டிருப்பதை உறுதி செய்கிறது. உலகின் மறு முனையில் சிங்கப்பூரில், அதிக வணிக செயல்பாடுகள் நடைபெறும் பகுதிகளில் கட்டிடங்களின் மேல் மூடியில் RMU-களை நிறுவும் ஒரே மாதிரியான அணுகுமுறை எடுக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த மேல் மூடி நிறுவல்கள் அடர்த்தியான குடியிருப்புப் பகுதிகளில் அனைத்து மின்சாரத் தேவைகளையும் பூர்த்தி செய்கின்றன; எனவே, வீதிகளில் மதிப்புமிக்க இடத்தை ஆக்கிரமிக்கும் கூடுதல் தரை மட்ட மின்நிலையங்களைக் கட்டுவதற்கு எந்த தேவையும் இல்லை. இங்கு நாம் காணும் விஷயம் என்னவென்றால், இந்த மாடுலார் அலகுகள் கட்டிடங்களின் மேல் மூடிகள், தரைக்கு கீழேயுள்ள சேமிப்பு இடங்கள் மற்றும் பராமரிப்பு சுரங்கங்கள் போன்ற வேறுபட்ட வீணான இடங்களை, மின் வலையமைப்பின் செயல்பாட்டு பகுதிகளாக மாற்றுகின்றன.

உயர் மாடிக் கட்டிடங்கள் மற்றும் வணிக வளாகங்களில் செங்குத்து ஒருங்கிணைப்பு

இன்றைய காலகட்டத்தில், உயரமான கட்டிடங்களின் பயன்பாட்டு சுவர்களுக்குள் RMU-களை (ரிங் மெயின் யூனிட்களை) செங்குத்தாக நிறுவுவதை மேம்பாட்டாளர்கள் தொடங்கியுள்ளனர். இது அடித்தளத்தில் தேவையான மின்சார இடத்தை ஏறக்குறைய நாற்பது சதவீதம் குறைக்கிறது. பல வாடிக்கையாளர்களை ஏற்றும் கலப்பு பயன்பாட்டு வணிகக் கட்டிடங்களுக்கு, இந்த RMU-களை மேலும் மேலும் மேலே அடுக்குவது தேவைப்படும்போது எளிதான விரிவாக்கத்தை வழங்குகிறது. வணிகங்கள் வளர்ந்து, நேரத்துடன் அவற்றின் மின்சக்தி தேவைகளை மாற்றிக்கொள்ளும்போது, கூடுதல் மின்சுற்றுகளையோ அல்லது கூடுதல் பாதுகாப்பு அடுக்குகளையோ எளிதாகச் சேர்க்கலாம். இங்குள்ள முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், இந்த செங்குத்து நிறுவல் முறை நிலத்தின் கிடைப்பு குறைவு என்ற பிரச்சினையை முற்றிலும் தவிர்க்கிறது. மதிப்புமிக்க தரை இடத்தை போட்டியிட்டுப் பெறுவதற்குப் பதிலாக, கட்டிடத் தொழிலாளர்கள் எளிதாக மேலே நோக்கி வேலை செய்யலாம்; இதன் மூலம் கட்டிட கட்டுமானத்தின் தொடக்க நிலையிலேயே மின் வலையமைப்பு மிகுந்த உறுதியுடன் இருக்கும்.

அளவிறக்கத்தக்க ரிங் மெயின் யூனிட் கட்டமைப்புடன் நகர்ப்புற வலையமைப்புகளை எதிர்காலத்திற்கு தயாராக்குதல்

மக்கள் தொகை அதிகரிப்பு, அனைத்தும் மின்சாரமாக்கப்படுதல் மற்றும் டிஜிட்டல் சேவைகளுக்கான தொடர்ந்து அதிகரிக்கும் மின்சக்தி தேவை ஆகியவற்றின் காரணமாக, நகர மின் வலையமைப்புகள் ஒவ்வொரு நாளும் அதிகரித்து வரும் அழுத்தத்திற்கு உள்ளாகின்றன. எனவே, யாருக்கும் மின்சார விநியோகத்தை துண்டிக்காமல் படிப்படியாக விரிவாக்கக்கூடிய உள்கட்டமைப்பு தேவைப்படுகிறது. தரநிலையிலான தனிமைப்படுத்தப்பட்ட (மாடுலார்) பாகங்களைக் கொண்டிருப்பதால், ஸ்கேலபிள் RMU வடிவமைப்புகள் இந்தப் பிரச்சினையை மிகச் சிறப்பாகக் கையாளுகின்றன. புதிய பாதுகாப்பு கருவிகளைச் சேர்க்க விரும்புகிறீர்களா? அவற்றை எளிதாக இணைத்துக் கொள்ளலாம். மேம்பட்ட கண்காணிப்பு தேவையா? முழு அமைப்பையும் அகற்றாமல், தேவையான இடங்களில் அந்த சென்சார்களை நேரடியாக நிறுவலாம். இந்த அணுகுமுறை பெரிய முதலீடுகளில் செலவைக் குறைக்கிறது, மேலும் விரிவாக்கத்தின் போதும் மின்சாரம் தொடர்ந்து வழங்கப்படுவதை உறுதிப்படுத்துகிறது — இது நகர திட்டமிடுபவர்களுக்கு மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் நம்பகமான மின்சாரம் என்பது வணிகங்கள் தொடர்ந்து உற்பத்தித்திறனை பராமரிக்க உதவுகிறது. இந்த மாடுலார் தன்மை மேலும் புதிய ஆற்றல் மூலங்களைச் சேர்ப்பதை எளிதாக்குகிறது. சூரிய மின்சார நிறுவல்கள் மற்றும் EV மின்சார முனையங்களை RMU இன் குறிப்பிட்ட பிரிவுகளில் நேரடியாக இணைக்கலாம்; இது நகரம் முழுவதும் உள்ள மின்நிலையங்களில் விலையுயர்ந்த மாற்றங்களை நிர்பந்திக்காமல் விடுகிறது. இந்த ஒற்றை-புள்ளி தடைகள் (single-point bottlenecks) இல்லாமல், நகர்ப்புற மின்சார வலையமைப்புகள் நகரங்களுடன் ஒத்துப் போகும் வகையில் தொடர்ந்து வளர்ந்து கொண்டே இருக்கின்றன, மேலும் சிறுநகரங்கள் வளர்ந்து மாறும் போது அவற்றிற்கு ஏற்றவாறு தன்னைத் தனியாக தழுவிக் கொள்கின்றன.

கேட்கப்படும் கேள்விகள் (FAQ)

சிறு வளைய முக்கிய அலகுகள் (compact ring main units) என்றால் என்ன?

சிறு வளைய முக்கிய அலகுகள் (compact ring main units) என்பவை நகர்ப்புறங்களில் கூடுதல் நிலப்பரப்பைத் தேவைப்படுத்தாமல் அல்லது சீர்கேடுகளை ஏற்படுத்தாமல் திறம்பட மின்சார விநியோகத்தை வழங்குவதற்காக மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தும் தனித்தனியாக வடிவமைக்கப்பட்ட சாதனங்களாகும்.

சிறு RMUகள் (RMUs) நகரங்களில் இட வரம்புகளைச் சமாளிக்க எவ்வாறு உதவுகின்றன?

சிறு RMUகள் (RMUs) பாரம்பரிய ஸ்விட்ச்கியர் (switchgear) ஐ விட அதிகபட்சம் 70% குறைந்த பரப்பளவை ஆக்கிரமிக்கின்றன, எனவே நகர்ப்புறங்கள் போன்ற இட வரம்புள்ள சூழல்களுக்கு இவை மிகவும் ஏற்றவை.

RMUகளின் சிறிய அளவு ஆக்கத்திற்கு எந்த தொழில்நுட்பங்கள் காரணமாகின்றன?

RMUகளின் சிறிய அளவு ஆக்கத்தை சாத்தியமாக்கும் இரண்டு முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள் வாயு-மின்காப்பிடப்பட்ட (SF6) மற்றும் வெற்றிட-ஸ்விட்சிங் (vacuum-switching) தொழில்நுட்பங்களாகும்.

RMUகளில் தனித்தனியாக வடிவமைக்கப்பட்ட வடிவமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள் யாவை?

RMUகளில் தனித்தனியாக வடிவமைக்கப்பட்ட வடிவமைப்புகள் தனிப்பயனாக்கக்கூடிய கட்டமைப்புகளை அனுமதிக்கின்றன, பராமரிப்பு குறைவதையும், பாதுகாப்புத் தரநிலைகளை பாதிக்காமல் மின்சாரத் திறனை மேம்படுத்துவதையும் சாத்தியமாக்குகின்றன.

RMUகள் எவ்வாறு நகர்ப்புற மின்சார வலையமைப்புகளை எதிர்காலத்திற்கு ஏற்றவாறு தயார் செய்கின்றன?

RMU-கள் மின்சார வலையமைப்புகளை கட்டமைத்தல் மற்றும் விரிவாக்குதலை கட்டுப்படுத்தி, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் ஆதாரங்களை ஒருங்கிணைத்தல் மற்றும் பெருநகர வளர்ச்சியுடன் இணைந்து செயல்படுவதற்கான துல்லியமான தன்மையை வழங்குகின்றன, அதற்காக முக்கிய மாற்றங்கள் அவசியமில்லை.