تعريف أنظمة العزل الغازية (GIS) وأنظمة العزل الهوائية (AIS)

مقارنة بين نوعين من أنظمة العزل في المحولات الكهربائية، وهي أنظمة العزل الغازية (GIS) وأنظمة العزل الهوائية (AIS)، مع التركيز على تقييم دورة الحياة (Life Cycle Assessment) لكلا النظامين.

أنظمة العزل الهوائية (AIS):

• تعتمد هذه الأنظمة على الهواء كوسيط عزل رئيسي بين الموصلات الكهربائية والمكونات الأخرى.
• تتكون من معدات كهربائية مثل القواطع، والمحولات، وقضبان التوصيل، والتي يتم تركيبها في الهواء الطلق.
• تتميز بتكلفة أولية أقل مقارنة بأنظمة العزل الغازية، ولكنها تتطلب مساحات كبيرة للتركيب وصيانة دورية أكثر.

أنظمة العزل الغازية (GIS):

• تستخدم هذه الأنظمة غاز سداسي فلوريد الكبريت (SF6) كوسيط عزل، وهو غاز يتمتع بخصائص عزل كهربائي عالية جدًا.
• تكون المعدات الكهربائية محكمة الإغلاق داخل حاويات معدنية مملوءة بغاز SF6، مما يقلل من الحاجة إلى مساحات كبيرة ويوفر حماية أفضل من العوامل البيئية.
• تتميز بتكلفة أولية أعلى، ولكنها توفر كفاءة أعلى في الأداء وتتطلب صيانة أقل.

تقييم دورة الحياة (Life Cycle Assessment):

تقييم دورة الحياة (LCA) هو أسلوب يستخدم لتقييم الآثار البيئية المرتبطة بجميع مراحل حياة المنتج، من استخراج المواد الخام إلى التخلص النهائي منه. في حالة أنظمة العزل الكهربائية، يتم تطبيق LCA لمقارنة الآثار البيئية لأنظمة AIS وGIS على مدى عمرها الافتراضي.

مراحل تقييم دورة الحياة:

استخراج المواد الخام وتصنيع المكونات:

• في حالة AIS، يتم استخراج كميات كبيرة من المعادن مثل النحاس والألمنيوم لتصنيع الموصلات والمعدات.
• في حالة GIS، يتم استخدام غاز SF6، والذي على الرغم من كفاءته العالية في العزل، إلا أنه يعتبر من الغازات الدفيئة القوية التي تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.

التشغيل والصيانة:

• أنظمة AIS تتطلب صيانة دورية أكثر بسبب تعرضها للعوامل الجوية مثل المطر والغبار، مما قد يؤدي إلى تآكل المعدات.
• أنظمة GIS، بسبب طبيعتها المحكمة، تتطلب صيانة أقل، ولكنها تحتاج إلى مراقبة مستمرة لتسرب غاز SF6.

نهاية العمر الافتراضي:

• في نهاية عمرها الافتراضي، تتطلب أنظمة AIS إعادة تدوير للمعادن المستخدمة، وهو عملية يمكن أن تكون مكلفة ولكنها أقل ضررًا بالبيئة مقارنة بغاز SF6.
• أنظمة GIS تتطلب إدارة دقيقة لغاز SF6 عند التخلص منها، حيث يجب إعادة تدويره أو تحييده لتجنب إطلاقه في الغلاف الجوي.

تقييم دورة الحياة لأنظمة العزل الكهربائية يظهر أن كلا النظامين لهما تأثيرات بيئية مختلفة. أنظمة AIS قد تكون أقل تكلفة في البداية ولكنها تتطلب صيانة أكثر ويمكن أن تكون أقل كفاءة في الأداء. من ناحية أخرى، أنظمة GIS توفر كفاءة أعلى وتتطلب صيانة أقل، ولكنها تأتي مع تحديات بيئية مرتبطة بغاز SF6. لذلك، فإن اختيار النظام المناسب يعتمد على عدة عوامل بما في ذلك التكلفة، والمساحة المتاحة، والاعتبارات البيئية، ومتطلبات الصيانة.