عمود هجين من الكربون-FRP بارتفاع 30م و220kV - خفيف الوزن للغاية
الميزات الرئيسية
- تصميم خفيف الوزن للغاية: فقط 20-25% من وزن المعدن المكافئ (أقل من 1,000 كغ مقابل 4,000 كغ)، مما يتيح التركيب بواسطة طائرات الهليكوبتر في المناطق النائية
- معتمد لمنطقة الزلازل 4: مرونة فائقة وتشتت الطاقة للنشر في أكثر البيئات الزلزالية تحديًا في العالم
- قدرة على الامتداد حتى 350 متر: ألياف الكربون عالية modulus توفر صلابة استثنائية لنقل 220kV لمسافات طويلة
- عمر خدمة خالٍ من الصيانة لأكثر من 50 عامًا: مادة مركبة مقاومة للتآكل تقضي على الحاجة للدهان أو الجلفنة الدورية
- خفض تكاليف الأساسات: يتطلب فقط 10-15 م³ من الخرسانة مقابل 30-40 م³ لأبراج الصلب، مما يوفر أكثر من 8,000 دولار لكل تركيب
الوصف
تقدم شركة SOLARTODO العمود الهجين الثوري المصنوع من البوليمر المدعم بألياف الكربون (Carbon-FRP) بارتفاع 30 مترًا وجهد 220 كيلو فولت، وهو هيكل مركب متقدم مصمم لإعادة تعريف معايير نقل الطاقة عالية الجهد. يمثل هذا العمود تحولًا جذريًا عن الأبراج التقليدية المصنوعة من الفولاذ، حيث يقدم مزيجًا من التصميم الخفيف للغاية، والقوة الميكانيكية الاستثنائية، وعمر تصميم يتجاوز 50 عامًا. تم تكوينه خصيصًا لتطبيقات الدوائر المفردة المائلة مع حزمة مزدوجة الموصلات، وهو مُحسن لامتدادات تصميم تصل إلى 350 مترًا، مما يجعله الحل الأمثل لمشاريع البنية التحتية الأكثر تطلبًا في الشبكات. يعتمد تطويره على عقود من علوم المواد المركبة ويتوافق مع أكثر المعايير الدولية صرامة، بما في ذلك IEC 60826 و ASTM D7565، مما يضمن موثوقية وأداء لا مثيل لهما.
تنبع الأداء المتفوق لعمود SOLARTODO الهجين من تركيبته المادية المتقدمة. يتم تصنيع الهيكل باستخدام تقنية تركيب هجينة حصرية من ألياف الكربون عالية المودول وألياف الزجاج E عالية القوة، جميعها مضغوطة داخل مصفوفة إيبوكسي مقواة. تؤدي هذه البنية المركبة إلى عمود يزن فقط 20-25% من وزن عمود فولاذي مكافئ وظيفيًا. بالنسبة لهيكل بارتفاع 30 مترًا، يترجم ذلك إلى تقليل الوزن بمقدار عدة أطنان، من حوالي 4000 كجم لعمود فولاذي مكافئ إلى أقل من 1000 كجم لعمودنا من Carbon-FRP. توفر ألياف الكربون صلابة استثنائية وتوسع حراري منخفض، وهو أمر حاسم للحفاظ على انحناء الموصل والتوتر على امتدادات طويلة تصل إلى 350 مترًا وما بعدها. تعزز مكونات ألياف الزجاج مقاومة الصدمات وتحقق فعالية من حيث التكلفة، بينما تحمي مصفوفة الإيبوكسي من الدرجة الجوية الألياف من التدهور البيئي، بما في ذلك دخول الرطوبة والأشعة فوق البنفسجية، مما يضمن عمر خدمة خالٍ من الصيانة لأكثر من 50 عامًا، وهو تحسن كبير مقارنة بعمر الفولاذ الذي يتطلب صيانة دورية.
مصمم للاستخدام في أكثر البيئات تحديًا في العالم، يتمتع العمود الهجين Carbon-FRP بارتفاع 30 مترًا وجهد 220 كيلو فولت بتصنيف زلزالي معتمد من الفئة 4. هذه المرونة الاستثنائية هي نتيجة مباشرة لمرونة المادة المركبة ونسبة القوة إلى الوزن العالية، مما يسمح للعمود بامتصاص وتفريق الطاقة الزلزالية بشكل أكثر فعالية من الهيكل الفولاذي الصلب. تم حساب أحمال تصميم العمود وفقًا لمعايير IEC 60826 و ASCE 10-15، مع الأخذ في الاعتبار سرعات الرياح الشديدة، وسمك الجليد الشعاعي حتى 15 مم، وظروف الأسلاك المكسورة المعقدة. تقضي مقاومة التآكل والإجهاد الطبيعية لمادة FRP على نقاط الضعف التي تعاني منها الأبراج الفولاذية، خاصة في البيئات الساحلية أو الصناعية. وهذا يضمن سلامة هيكلية متسقة طوال عمره التشغيلي الذي يتجاوز 50 عامًا، حتى تحت ظروف التحميل الدوري، دون الحاجة إلى طلاءات واقية أو تزيين، والتي يمكن أن تكلف وحدها أكثر من 450 دولارًا لكل طن من الفولاذ.
تغير الطبيعة الخفيفة للغاية لعمود Carbon-FRP بشكل جذري لوجستيات المشاريع وطرق التركيب. حيث يزن 75-80% أقل من الفولاذ، يمكن نقل هذه الأعمدة إلى مواقع نائية أو غير قابلة للوصول عبر طائرات الهليكوبتر، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى إنشاء طرق واسعة ويقلل من التأثير البيئي. تجعل هذه القدرة عمود SOLARTODO الخيار المثالي للمشاريع في التضاريس الجبلية، أو الأراضي الرطبة الحساسة بيئيًا، أو المحميات الطبيعية النائية. كما يؤدي الوزن المنخفض إلى تحقيق وفورات كبيرة في تكاليف بناء الأساسات. قد تتطلب الأساسات الخرسانية النموذجية لعمود FRP خفيف الوزن فقط من 10-15 متر مكعب من الخرسانة، مقارنة بـ 30-40 متر مكعب لبرج فولاذي ثقيل، مما يوفر أكثر من 8000 دولار لكل أساس بمعدل 350 دولارًا/م³. بينما تكون تكلفة شراء عمود Carbon-FRP في البداية 2 إلى 3 مرات من تكلفة برج فولاذي شبكي، فإن التكلفة الإجمالية المثبتة غالبًا ما تكون قابلة للمقارنة أو حتى أقل عند احتساب تكاليف النقل، والأساسات، والعمالة، التي يمكن أن تصل إلى 600 دولار لكل طن للهياكل الفولاذية.
تم تصميم عمود SOLARTODO بارتفاع 30 مترًا ليتكامل بسلاسة في شبكات نقل الطاقة عالية الجهد 220 كيلو فولت الحديثة. تم تكوينه كبرج مائل بدائرة مفردة، يدعم حزمة موصلين لكل مرحلة باستخدام موصلات ACSR (موصل الألمنيوم المدعم بالفولاذ). يتسع التصميم لكل من العوازل التقليدية المصنوعة من البورسلين، التي تكلف حوالي 80 دولارًا لكل وحدة، والعوازل المركبة المتقدمة ($150/وحدة)، التي تقدم أداءً متفوقًا من حيث الوزن ومقاومة التخريب. لضمان موثوقية النظام والاتصالات، تم تصميم العمود لحمل سلك أرضي بصري (OPGW) في قمته. يوفر هذا الكابل ذو الوظيفة المزدوجة حماية من الصواعق بينما يدمج نواة الألياف البصرية عالية النطاق للاتصالات SCADA، والقياس عن بُعد، والاتصالات مع الأطراف الثالثة، وهي ميزة حاسمة لإدارة الشبكات الذكية. تم تصميم نظام التأريض لتحقيق مقاومة قاعدة البرج أقل من 10 أوم، وفقًا للمعايير الصناعية، مع خيارات لتحقيق أقل من 4 أوم في المناطق المعرضة للصواعق، مما يضمن سلامة واستقرار خط النقل بالكامل.
المواصفات التقنية
| ارتفاع البرج | 30m |
| تصنيف الجهد | 220kV |
| نوع البرج | Tangent (Suspension) |
| تركيب المادة | Carbon Fiber + Glass Fiber Hybrid / Epoxy Matrix |
| عدد الدوائر | 1circuit |
| تكوين الموصل | 2×ACSR per phase |
| امتداد التصميم | 350m |
| الامتداد الأقصى | 400m |
| تصنيف حمل الرياح | Class B (IEC 60826) |
| سمك حمل الجليد | 15mm |
| تصنيف الزلازل | Zone 4 |
| وزن العمود | < 1000kg |
| الوزن مقابل المعدن المكافئ | 20-25% |
| حجم الخرسانة للأساسات | 10-15m³ |
| مقاومة التأريض (قياسية) | < 10Ω |
| مقاومة التأريض (عالية البرق) | < 4Ω |
| عمر التصميم | 50+years |
| متطلبات الصيانة | Virtually Zero |
| مقاومة التآكل | Complete (No Coating Required) |
| مقاومة الأشعة فوق البنفسجية | Integrated UV Inhibitors |
| نطاق درجة حرارة التشغيل | -40 to +70°C |
| معايير الامتثال | IEC 60826, ASTM D7565, ASCE 10-15, GB 50545 |
تفصيل الأسعار
| البند | الكمية | سعر الوحدة | المجموع الفرعي |
|---|---|---|---|
| جسم العمود الهجين من الكربون-FRP (30م) | 1 pc | $13,500 | $13,500 |
| مجموعة الذراع المتقاطع مع الأجهزة | 2 pcs | $2,800 | $5,600 |
| عوازل بوليمر مركبة (220kV) | 12 pcs | $150 | $1,800 |
| أجهزة حزمة الموصل ACSR | 1 set | $3,200 | $3,200 |
| أجهزة تركيب OPGW | 1 set | $1,500 | $1,500 |
| نظام التأريض (محسن) | 1 set | $2,500 | $2,500 |
| تصميم الأساسات والمواد | 12 m³ | $350 | $4,200 |
| خدمات التركيب والهندسة | 1 set | $8,700 | $8,700 |
| نطاق السعر الإجمالي | $35,000 - $50,000 | ||
الأسئلة الشائعة
ما هي الميزة الأساسية لعمود الكربون-FRP الهجين مقارنةً ببرج الصلب التقليدي؟
كيف يتحمل العمود الظروف الجوية القاسية مثل الرياح العالية والجليد؟
هل مادة الكربون-FRP مقاومة للعوامل البيئية مثل الأشعة فوق البنفسجية والتآكل؟
ما هو العمر المتوقع وما هي متطلبات الصيانة؟
هل يمكن تخصيص هذا العمود لمستويات جهد أو تكوينات مختلفة؟
الشهادات والمعايير
مصادر البيانات والمراجع
- •IEC 60826:2017 - Design criteria of overhead transmission lines
- •ASTM D7565-10 - Standard Test Methods for Determining Consistency and Measuring Structural Properties of FRP Composite Poles
- •ASCE Manual 10-15 - Design of Latticed Steel Transmission Structures
- •IEEE Standard 738-2012 - Calculating Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors
- •Material cost data from Global Steel Price Index Q4 2025
- •FRP composite material specifications from advanced materials manufacturers 2025
حالات المشاريع
