Výběr vybavení pro mimo-síťové projekty: ochrana proti prachu versus výkonové hodnocení

Při setkání pro výběr mimo-síťového projektu se většina lidí nejprve zaměřuje na výkon a kapacitu. Avšak v oblastech s vysokým výskytem písku a prachu často není rozhodujícím faktorem pro životnost vašeho zařízení výkonové hodnocení, nýbrž schopnost ochrany proti prachu.

Poškození fotovoltaických modulů pískovými zrny je vážně podceňovanou "chronickou nemocí." Výzkum ukazuje, že v pouštních oblastech se velikost prachových částic pohybuje převážně v rozmezí 1–100 µm (průměrně kolem 50 µm). Tyto částice mohou snížit světelnou propustnost skla z hodnoty 1,0 (čistý stav) na 0,704 při hustotě prachu 0,7 mg/cm². Při hustotě prachu 2,1 mg/cm² klesne propustnost pouze na 0,349. Ještě kritičtější je však vznik sekundárních škrábanců a mikrojamků způsobených tím, že písková zrna drhnou po povrchu skla. nelze obnovit běžným čištěním .

Tabulka 1: Světelná propustnost skla v závislosti na hustotě prachu

Skutečné poškození zařízení pro off-grid provoz způsobené pískem a prachem

Fotovoltaické moduly: Poškrábání, které nelze odstranit mytím

Usazování prachu nejen blokuje světlo – abrazivní účinek částic trvale poškozuje skleněné povrchy. Studie mimo síť fungujících systémů v Saúdské Arábii zjistila, že při hustotě prachu 2,1 mg/cm² bylo nutné pro splnění stejného zatížení rozšířit výkon fotovoltaických modulů z 10,5 kWp na 21 kWp (převelikost o 100 %) a zvýšit kapacitu bateriových bank z 5 na 9. Úroveň cena energie (LCOE) tak stoupla z 0,22 USD/kWh na 0,40 USD/kWh – nárůst o 82 %. To znamená, že písek a prach neovlivňují pouze výrobu elektrické energie – zásadně mění ekonomiku mimo-síťových projektů.

Krabicové transformátory / předem vyrobené kabiny: Chladicí systémy jsou postiženy jako první

Když se písek a prach dostávají do větracích otvorů, ucpání filtru způsobuje prudký pokles chladicí účinnosti. Zařízení umístěná mimo elektrickou síť v pouštních oblastech čelí extrémním výzvám: v létě může teplota uvnitř skříní překročit 60 °C a navíc se usazování prachu dále zhoršuje tepelné podmínky. Odborná praxe ukazuje, že venkovní skříně musí splňovat minimální stupeň krytí IP54/IP65 a být vybaveny inteligentními systémy řízení teploty s provozním rozsahem od −25 °C do +55 °C.

Směrnice mezinárodních norem

ITU-T L.1210 doporučuje, aby se v případech mimo elektrickou síť upřednostňovalo napájení ze sluneční energie a aby systémy akumulace energie zahrnovaly dálkové sledování a digitální provoz a údržbu (O&M), čímž se nahradí tradiční model ručních kontrol.

Změna logiky výběru

V prostředích s pískem a prachem by měla být posloupnost výběru následující: Stupeň krytí → Řešení utěsnění → Chladicí strategie → Parametry napájení .

Toto neznamená, že bychom zpochybnili důležitost výkonového označení – spíše uznáváme, že náklady na údržbu a výměnu vyplývající z poruchy ochrany proti prachu daleko převyšují rozdíl v ceně v fázi výběru. U mimo-síťových projektů je důležitější zařízení, které „vydrží déle“, než zařízení, které „běží rychleji“.

Přístup Jiangsu Unita Electric k ochraně proti prachu

Předem vyrobené kabiny společnosti Jiangsu Unita Electric pro prostředí s vysokým obsahem písku a prachu vytvářejí systém ochrany proti prachu na třech úrovních:

Těžká ochrana kabiny. Korpusy kabin jsou vyrobeny z oceli s povlakem Al-Zn-Mg odolného proti korozi; celkové stupně ochrany splňují požadavky scénářů s pískem a prachem (IP54 a vyšší). Kritické švy jsou utěsněny, aby se zabránilo vniknutí písku.

Stupňovaná filtrace ventilace. Klíčový rozpor v prostředích s pískem a prachem spočívá v tom, že ‚chlazení vyžaduje ventilaci, ale ventilace znamená vnikání písku.‘ Předem vyrobené kabiny společnosti Zhongmeng jsou vybaveny filtrami proti prachu na vstupních otvorech pro vzduch a zároveň zajišťují neomezený průtok vzduchu – tím dosahují rovnováhy mezi požadavkem na chlazení a požadavkem na utěsnění. Kabiny využívají inteligentní systémy řízení teploty, aby zajistily stabilní provoz vnitřních elektrických zařízení za extrémních teplot.

Předmontáž v továrně snižuje expozici na staveništi. Jiangsu Unita připojené k síti předem vyrobené kabiny využívají tovární předvýrobu s krátkou dobou montáže na místě, čímž se snižuje expozice zařízení pískovým a prachovým podmínkám během výstavby. Předem vyrobená kabina pro primární a sekundární připojení k síti integruje vysokonapěťové rozvádění, ochranné a řídicí funkce i správu komunikace do jednoho celku, čímž eliminuje rozsáhlé montáže kabelů a stavební práce na místě.

Kontrolní seznam pro výběr scénáře s pískem a prachem

1. Počet dnů ročně s prachem a pískem, maximální rychlost větru a charakteristiky velikosti pískových částic (jemný písek/hrubý písek) na místě projektu

2. Zda stupeň krytí zařízení odpovídá intenzitě prachu a písku (IP54 vs IP55+)

3. Zda jsou větrací otvory vybaveny filtry proti prachu a zda je výměna filtrů pohodlná

4. Zda řešení utěsnění kabiny pokrývá slabá místa, jako jsou švy dveří a spoje ocelových plechů

5. Zda výrobce disponuje přizpůsobenými případy a testovacími daty pro scénáře s prachem a pískem

Často kladené otázky

Otázka: U výběru projektů mimo síť – co má přednost: výkon nebo stupeň krytí?

Odpověď: V oblastech s prachem a pískem má přednost stupeň krytí. Prostoj a náklady na opravu způsobené selháním ochrany proti prachu daleko převyšují rozdíl v ceně v fázi výběru.

Otázka: Jak často je třeba vyměňovat filtry proti prachu v prefabrikovaných kabinách?

A: Záleží na koncentraci prachu a ročním období. Obecně se doporučuje čtvrtletní kontrola, přičemž v období maximálního výskytu písku a prachu je vhodné zkrátit intervaly mezi kontrolami. Pohodlný návrh pro výměnu filtrů by měl být jedním z kritérií při výběru.

Q: Stačí stupeň krytí IP54, nebo je nutný IP65?

A: Pro suché pískové a prachové oblasti v severozápadní Číně je obvykle dostačující stupeň krytí IP54 s vhodným návrhem těsnění. Pokud projekt navíc čelí silným dešťům nebo mořskému postřiku, doporučuje se stupeň krytí IP55 a vyšší.

Q: Jaký je rozdíl mezi prefabrikovanými kabinami a tradičními rozváděčovými stanici v podmínkách písku a prachu?

A: Prefabrikované kabiny jsou předem kompletně sestaveny ve výrobní hale a následně dodány jako hotové jednotky, čímž se zkracuje doba montáže na stavbě a snižuje se expozice zařízení pískovým a prachovým prostředím i riziko poškození těsnění.

Pro projekty mimo síť v oblastech s pískem a prachem je otázka „výkonového ratingu“ v pořádku – ale první otázka by měla být „ochrana proti prachu“, protože právě ona rozhoduje o tom, zda bude projekt dlouhodobě provozuschopný. Zhongmeng Electric dokáže přizpůsobit řešení pro ochranu před prachem v prefabrikovaných kabinách na základě konkrétních environmentálních parametrů projektu a tak vám pomůže vyhnout se „chronickým onemocněním“ již ve fázi výběru.