Verkosta riippumattomien hankkeiden laitteiden valinta: pölyn suojaus vs. tehotaso

Verkosta riippumattomien hankkeiden valintakokouksessa useimmat ihmiset tarkastelevat ensin tehoa ja kapasiteettia. Mutta hiekan ja pölyn alttiissa alueissa se, mikä todella määrittää laitteiden elinajan, ei useinkaan ole tehotaso – vaan pölyn suojauskyky.

Hiekan hiukkasten aiheuttama vaurio aurinkopaneeleihin on vakava, mutta yleensä aliarvioitu "krooninen sairaus". Tutkimusten mukaan aavikkoalueilla pölyn hiukkasten koko vaihtelee pääasiassa välillä 1–100 µm (keskimäärin noin 50 µm). Nämä hiukkaset voivat vähentää lasin läpäisykykyä arvosta 1,0 (puhtaan tilan arvo) arvoon 0,704, kun pölyn tiukkuus on 0,7 mg/cm². Kun pölyn tiukkuus saavuttaa arvon 2,1 mg/cm², läpäisykyky laskee vain arvoon 0,349. Entistä kriittisemmin hiekan hiukkaset, jotka raapaisivat lasipintoja, aiheuttavat toissijaisia naarmuja ja mikropiikkejä joita ei voida korjata tavallisella puhdistuksella .

Taulukko 1 Lasin läpäisykyky vs. pölyn tiukkuus

Hiekkapilven ja pölyn todellinen vahinko verkkoon kytkemättömille laitteille

PV-moduulit: Naarmut, joita ei pese pois

Pölyn kertyminen ei ainoastaan estä valoa – hiukkasten kulkeva vaikutus vahingoittaa lasipintoja pysyvästi. Tutkimus verkkoon kytkemättömistä järjestelmistä Saudi-Arabiassa osoitti, että 2,1 mg/cm²:n pölytiukkuudella saman kuorman vaatiman sähköntuotannon saavuttamiseksi PV-kapasiteettia piti laajentaa 10,5 kWp:stä 21 kWp:hen (100 % ylikokoaminen) ja akkupankkien kapasiteettia 5:stä 9:ään. Sähkön keskimääräinen tuotantokustannus (LCOE) nousi 0,22 $/kWh:sta 0,40 $/kWh:iin – eli 82 %:n kustannusten kasvu. Tämä tarkoittaa, että hiekka ja pöly eivät ainoastaan vaikuta sähkön tuotantoon – ne muuttavat perusteellisesti verkkoon kytkemättömien projekttien taloudellista mallia.

Koteloitut muuntajat / valmiiksi valmistetut kabinit: Jäähdytysjärjestelmät ovat ensimmäisiä, jotka kärsivät

Kun hiekka ja pöly pääsevät sisään ilmanvaihtoaukoista, suodattimen tukkeutuminen aiheuttaa jäähdytystehon jyrkän laskun. Auringonvalolla toimivat laitteistotyypit autioalueilla kohtaavat erityisen suuria haasteita: kesällä sisäiset kaapin lämpötilat voivat ylittää 60 °C:n, ja pölyn kertyminen heikentää lisäksi lämmönjakoa. Teollisuuden käytäntöjen mukaan ulkokäyttöön tarkoitetun kaapin on täytettävä vähintään IP54/IP65-suojaluokka ja se on varustettava älykkäällä lämpötilan säätöjärjestelmällä, jonka käyttölämpötila-alue on -25 °C – +55 °C.

Ohjeet kansainvälisten standardien mukaan

ITU-T L.1210 suosittelee, että off-grid-tilanteissa priorisoitaisiin aurinkoenergian käyttö ja että energiavarastojärjestelmiin tulisi liittää etäseuranta ja digitaaliset käyttö- ja huoltomahdollisuudet korvaamaan perinteinen manuaalinen tarkastusmalli.

Valintalogiikan muuttaminen

Hieka- ja pölyalttiissa tilanteissa valintajärjestys tulisi olla: Suojaluokka → Tiivistysratkaisu → Jäähdytysstrategia → Virransyöttöparametrit .

Tämä ei vähättele tehonluokituksen tärkeyttä – se tunnustaa, että pölyn suojauksen epäonnistumisesta aiheutuvat huollon ja vaihdon kustannukset ylittävät merkittävästi valintavaiheessa ilmenevän hinnan erotuksen. Verkkoon liittymättömissä projekteissa laitteiston kestävyys on tärkeämpää kuin sen suorituskyky.

Jiangsu Unita Electricin pölyn suojausmenetelmä

Jiangsu Unita Electricin valmiiksi valmistettujen kabina-tuotteiden pölyn suojausjärjestelmä korkean hiekan ja pölyn ympäristöihin perustuu kolmeen tasoon:

Kabinan kova suojaus. Kabinarakenteet valmistetaan korroosionkestävästä Al-Zn-Mg-pinnoitetusta teräksestä, ja kokonaissuojarating vastaa hiekan ja pölyn vaatimuksia (IP54 tai korkeampi). Tärkeimmät saumat on tiivistetty estämään hiekan pääsy.

Portaittainen ilmanvaihtosuodatus. Hiekka- ja pölyympäristöissä esiintyvä keskeinen ristiriita on se, että »jäähdytys vaatii ilmanvaihtoa, mutta ilmanvaihto tarkoittaa hiekan tunkeutumista.« Zhongmengin valmiiksi valmistetut kabinit on varustettu ilmanottoaukkojen pölysuodattimilla, mikä mahdollistaa esteettömän ilmavirran – näin jäähdytystarve ja tiukat tiukkuusvaatimukset saadaan tasapainotettua. Kabineissa käytetään älykkäitä lämpötilan säätöjärjestelmiä, jotta sisäisten sähkölaiteiden vakaa toiminta voidaan taata äärimmäisissä lämpötiloissa.

Tehtaalla tehty esiasennus vähentää paikan päällä tapahtuvaa altistumista. Jiangsu Unita:n verkkoliitännäisissä valmiiksi valmistetuissa kabineteissa käytetään tehtaalla valmistettua mallia, jonka avulla paikan päällä suoritettava asennus voidaan tehdä nopeasti ja siten vähentää laitteiden altistumista hiekka- ja pölyympäristölle rakentamisen aikana. Ensisijaisen ja toissijaisen verkkoliitännäisen valmiiksi valmistetun kabinitin yhdistää korkeajännitejakelu-, suojausohjaus- ja viestintähallintajärjestelmät yhdeksi kokonaisuudeksi, mikä poistaa tarpeen laajasta paikan päällä tehtävästä kaapeloinnista ja rakennustyöstä.

Hiekka- ja pölyympäristöön soveltuvien vaihtoehtojen valintatarkistuslista

1. Vuotuiset hiekka- ja pölypäivät, suurin tuulen nopeus sekä hiekan hiukkasten koko-ominaisuudet (hienohiekka/karkeahiekka) hankealueella

2. Laitteiden suojaluokan vastaavuus hiekka- ja pölykuormituksen kanssa (IP54 vs. IP55+)

3. Ilmanvaihtoaukoissa onko pölynsuodattimet asennettu ja onko suodattimien vaihto helppoa

4. Onko kabinen tiivistysratkaisu kattanut heikot kohdat, kuten oven saumat ja teräslevyjen liitokset

5. Onko valmistajalla mukautettuja tapauksia ja testitietoja hiekka- ja pölyolosuhteisiin

UKK

K: Verkosta riippumattomien projektilaitevalintojen yhteydessä mikä tulee ensin – tehomerkintä vai suojaluokka?

V: Hiekka- ja pölyalueilla suojaluokka tulee ensin. Pölyn suojausvirheestä aiheutuvat pysähtyneisyydet ja korjauskustannukset ovat paljon suuremmat kuin valintavaiheessa ilmenevä hintaero.

K: Kuinka usein valmiiksi valmistettujen kabiinien pölysuojaussuodattimet täytyy vaihtaa?

A: Se riippuu pölyn pitoisuudesta ja vuodenajasta. Yleisesti suositellaan neljännesvuosittaisia tarkastuksia, mutta hieka- ja pölykuivilla kausilla tarkastusten väliä tulisi lyhentää. Helposti vaihdettavan suodattimen suunnittelu tulisi ottaa huomioon valintaperusteena.

K: Onko IP54 riittävä, vai tarvitaanko IP65:tä?

A: Kuivilla hieka- ja pölyalueilla Pohjois-Kiinassa IP54 on yleensä riittävä, mikäli laitteessa on asianmukainen tiivistysrakenne. Jos projekti kohtaa myös rankkasateita tai suolapirtelöä, suositellaan IP55:tä tai korkeampaa suojatasoa.

K: Mikä on ero esivalmistettujen kabinaattien ja perinteisten laatikkomuuntajien välillä hieka- ja pölyolosuhteissa?

A: Esivalmistetut kabinaatit kokoonnetaan tehtaalla etukäteen ja kuljetetaan paikalle valmiina kokonaisuuksina, mikä lyhentää paikan päällä tapahtuvaa asennusaikaa ja vähentää laitteiden altistumista hieka- ja pölyympäristölle sekä tiivistysten vaurioitumisen riskejä.

Verkosta riippumattomiin hankkeisiin hiekka- ja pölyalueille kysyminen "tehokapasiteetista" on hyväksyttävää – mutta kysyminen ensin "pölyn suojaamisesta" määrittää, voidaanko hanketta käyttää pitkäaikaisesti. Zhongmeng Electric voi räätälöidä valmiiksi valmistettuja kabina-ratkaisuja pölyn suojaamiseen erityisten hankkeiden ympäristöparametrien perusteella, mikä auttaa välttämään "kroonisia sairauksia" jo valintavaiheessa.