Kutatua Matatizo ya Utoaji wa Sehemu Katika Viungo vya PV: Mwovu wa Kusilika wa Uzito wa Uzito wa Mfumo wa Umeme wa Kikubwa

SW: Watengenezi wa nishati ya jua wanaweza kutatua na kuzuia 'Utoaji wa Sehemu' katika viungo vya PV, ambayo inajulikana kama mwizi wa kis silent wa ulinzi wa mfumo wa jenerali ya jua kwa kiasi kikubwa?

Kama mafuta ya photovoltaic (PV) ya kisanduku inavyopanua kufikia 1500V DC, mfumo wa kujifungua umeme unachukuliwa kwa nguvu ya shaha ya umeme isiyojulikana kabla. Katika hali hizi za juu ya voltage, uchochezi mdogo wa kimwili uliofanya kazi vizuri katika mfumo wa zamani wa 1000V unaweza kusababisha dhahara ya umeme ya kuharibu iliyojulikana kama Uchunguzi wa Sehemu (PD). Kwa mara nyingi huuitwa na watafiti kama mwivyo wa kisilini, uchunguzi wa sehemu ni mgawanyo wa umeme wa sehemu ambao haufanya kushikilia kikamilifu nafasi kati ya mtakwaa mmoja na mwingine. Hutokea ndani ya mapango, vikwazo, au mipaka ya uso ya kitu cha kujifungua ndani ya vitambaa vya kujifungua umeme vya jua. Ikiwekwa bila kuchunguzwa, PD inapoteza polepole na kisilini jengo la molekuli la vitambaa vya plastiki vya kifungo, na hatimaye husababisha mgawanyo wa kuharibu kwa kujifungua umeme, makosa ya awamu-kwa-ardhi, na moto mabaya ya kuvutia kwenye mstari wa PV. Makala haya ya teknolojia yanajadili mekanismu ya uchunguzi wa sehemu katika vitambaa vya kujifungua umeme vya jua, jinsi ya kugundua tatizo hilo katika eneo, na jinsi ya uhandisi wa vitambaa vya SUNNOM vinaondoa uwezekano wa kutokea kwa tatizo hilo.

Fizikia ya Utoaji wa Kipartii: Kwa Nini Hujokea katika Viongozi vya 1500V

Ili kufanya utambuzi wa matatizo ya uotoaji wa kipartii kwa njia ya kuhitilafu, wataalamu wa uhandisi wana hitaji kuelewa kwanza kanuni za msingi za fisiki zinazosababisha hilo. Katika kila sehemu ya umeme wa juu ya voltage, shamba la umeme linawekwa kwenye vifaa vya uvamizi na vifaa vya kuzuia vinavyowekwa karibu nayo. Utoaji wa kipartii hujokea unapofikia nguvu ya shamba la umeme katika eneo fulani lililopita nguvu ya kuvuruga kwa chombo cha kuzuia:

• Utokanisho wa Dielektriki katika Mapafu: Hapana huwa na kifupi cha dielektriki na nguvu ya kupasuka chini kuliko polimeri za kuvunja umeme kama vile Polyphenylene Oxide (PPO). Ikiwa kuna mapafu ya hewa ya mikroskopu au mapafu ndani ya mfupa wa plastiki uliofungwa kwa njia ya kufunga wa muunganisho, au ikiwa kuna mapafu madogo ya hewa kwenye mpaka ambapo ubao wa kuvunja umeme wa kambu unakutana na kifungo cha muunganisho, shamba la umeme litakusanywa kwa nguvu katika mapafu hayo. Kwa sababu hewa haipaswi kushinda mgawanyiko wa voltage huo uliosimamia, huwa na kupasuka, kusababisha mchanga mdogo au uhamishaji wa umeme. Uhamishaji huo ni wa sehemu tu kwa sababu plastiki bora iliyosukuma inazima kutoa nafasi ya kuunda mchanga wa kamilifu wa umeme.
• Vipaji vya Uwakaribisho na Uchafuzi: Unapowekwa kwenye kikubwa cha kujumuisha kikubwa, mafuta ya maji au chembe za uchafuzi zinazoweza kusambaza (kama vile ubavu wa kaboni au chafu cha metali) hufanya njia za kusambaza ndani ya uso la plastiki. Hii inapunguza umbizo wa kuchukua na umbizo wa kuhaririwa wa kisasa, kubadilisha shamba la umeme na kuanza kutoa umeme wa uso.
• Mshangao wa Juu ya Umeme: Ubadilisho kutoka 1000V hadi 1500V DC unaincreases mshangao wa shamba la umeme kwenye ujenzi wa kujumuisha kwa asilimia 50. Umeme huu wa juu unafanya hewa ndani ya mapango madogo ya hewa kuwa na uwezekano mkubwa zaidi ya kusumbuliwa, kushuka kifupi cha kuanza kutoa umeme wa sehemu.

Uharabu wa Kisilaha: Jinsi ya PD Inaharibu Ujenzi wa Kujumuisha wa PV

Kutoa umeme wa sehemu ni hasara sana kwa sababu haionekani wala hayasikii katika mashirika yake ya awali na ya kati. Ni mchakato wa kuharibika kwa mtindo wa polepole na wa kuboresha:

• Uharibifu wa Kikemikali: Kila mara kuna hitilafu ya upungufu wa umeme, huunda kiasi kidogo cha ozoni, oksidi za nitrojini na joto. Kemikali hizi zenye uwezo mkubwa wa kureakta hushambulia vifungu vya polime ya plastiki, kuvunja muundo wake wa kemikali na kupunguza nguvu yake ya kuzuia umeme.
• Ufuatiliaji wa Kaboni: Joto la ndani la hitilafu ndogo huwaka plastiki. Kaboni ni yenye uwezo mkubwa wa kuziba umeme. Kwa muda mrefu, njia hizi ndogo za kaboni zinazong'oa kama micheo ya mti kupitia upana wa mfumo wa plastiki au kwenye uso lake, jambo linalojulikana kama "treeing" au "carbon tracking".
• Kupasuka Kikubwa: Hatimaye, njia ya kaboni inaong'oa kwa urefu wa kutosha kuunganisha uburuduzi baki. Katika wakati huo, uburuduzi unaharibika kabisa, ukasababisha kuchomoka kwa umeme wa DC kwa nguvu kubwa, hitilafu ya awamu-kwa-ardhi, au ukamavu wa mstari-kwa-mstari, ambao unapofanya kuchemsha haraka kishakili na unaweza kusababisha moto wa majani ya kavu, miamba ya paa, au vifurushi vya mita.

Mbinu za Kutambua Hitilafu na Kusadikisha On-Site

Kwa sababu ya uchafuzi wa sehemu (partial discharge) usio na sauti, mbinu za kawaida za kujaribu umeme mara nyingi haziwezi kugundua kutokea kwa uchafuzi huo hadi kuwa mbali sana. Kwa mfano, jaribio la kawaida la upungufu wa ulinzi (megger) linahesabu tu upungufu katika wakati fulani chini ya mzigo wa chini na inaweza kuonesha matokeo ya kamili hata kama muunganisho una uchafuzi mkubwa wa ndani. Ili kugundua uchafuzi wa sehemu kabla ya mgawanyiko mkubwa kuotokea, timu za uendelezaji na utunzaji wa nuru ya jua (solar O&M) zinapaswa kutumia zana za kisasa za kudhihirisha matatizo:

• Ukaguzi wa Sauti ya Ultrasoniki: Tukio lolote la uchafuzi wa sehemu linatoa wave ya sauti ya kifrekwenzi cha juu, kwa kawaida katika kipengele cha 30 kHz mpaka 100 kHz. Kwa kutumia vifaa vya ukaguzi wa sauti ya ultrasoniki vinavyotumika kwa mikono au vitu vya kupiga picha ya sauti, wahandisi wanaweza kuchunguza safu za muunganisho wakati wa saa za uzalishaji wa juu. Muunganisho yenye uchafuzi wa ndani utatoa sauti ya kuvuruga ya kifrekwenzi cha juu au kutonekana kama eneo la joto la sauti kwenye skrini ya kamera.
• Mizunguko ya Uhamisho wa Sasa ya Kifupi (HFCT): Matukio ya Uhamisho wa Sehemu (PD) yanazalisha mawimbi ya sasa ya kifupi na ya kifupi ambayo yanatembea kwenye mikondo ya PV. Kwa kufunga kisensor cha HFCT juu ya mikondo ya kamba ya PV karibu na sanduku la Mchanganyiko , wahandisi wanaweza kufuatilia mawimbi haya na kuchambua takwimu zao ili kupata uwezekano na kubwa kwa uhamisho wa sehemu katika kamba.
• Uvurugu wa Kuchukua Picha ya Mwili wa Joto: Uchunguzi wa joto (IR) unafanya kazi vizuri sana katika kupata vishakishi vya uwiano mkubwa wa kujaza. Hata hivyo, makamera ya IR hayafanyi kazi vizuri katika kugundua uhamisho wa sehemu katika hatua za awali kwa sababu uhamisho wa sehemu huunda joto kidogo sana kwanza. Mpaka wakati ghafla la joto linavyoonekana kwenye vishakishi kwa sababu ya uhamisho wa sehemu, ulinzi umekwisha kuharibika sana na unakaribia kuvunjika.

Jinsi ya Uhandisi wa Vishakishi vya SUNNOM Unavyoondoa Hatari za Uhamisho wa Sehemu

Katika Wenzhou Shangnuo (SUNNOM), tunaelewa kwamba kuzuia uhamisho wa sehemu (partial discharge) unahitaji udhibiti wa uzuri wa uzalishaji, vitu vya ubora juu, na vipimo vya kiharusi vya kina. Tunadhibitisha sababu za msingi za uhamisho wa sehemu kupitia miongozo ya kubuni na uzalishaji yafuatayo:

• Uzalishaji wa kuvutia kwa usahihi wa juu bila nafasi: Nafasi ndogo ndogo ndani ya makasha ya plastiki ni chanzo kikuu cha uhamisho wa sehemu ndani. SUNNOM inatumia mashine za kuvutia kwa teknolojia ya juu na kiotomatiki zenye kufuatilia shinikio na joto kwa wakati halisi. Hii inahakikisha kwamba kila nafasi imejaa kabisa, kubadilisha nafasi ndogo ndogo au tofauti za nguvu ndani ya plastiki iliyovutwa.
• PPO/PC ya Juu ya Ubora: Vipengee vya SUNNOM vinajengwa kikamilifu kutoka kwa PPO (Polyphenylene Oxide) na PC (Polycarbonate) safi. Hii ni nyenzo ya utendaji wa juu ambayo ina nguvu ya kuzima ya juu sana (kawaida zaidi ya 30 kV/mm) na uwezo mzuri wa kufanya kulinganisha viwango vya kuchukua umeme (CTI), ikifanya iwe yenye uwezo wa kuzuia kwa kiasi kikubwa kuchukua umeme kwa njia ya carbon na uvunjaji wa kemikali.
• Uundaji wa Urefu wa Kupita na Urefu wa Kukimbia Uthabiti: Wataalamu wetu wa uhandisi wameunda vipengee vya SUNNOM kwa urefu wa kupita (umbali kupitia hewa) na urefu wa kukimbia (umbali kwenye uso wa plastiki) wa ndani kwa ukubwa. Ufunguo huu wa kujitenga unahakikisha kuwa nguvu za shamba la umeme katika eneo fulani zinabaki chini ya kipimo cha ionization ya hewa, hata chini ya mzigo wa mara kwa mara wa 1500V.
• Gasketi za Ufunguo Mbili Zilizodhihirika: Ili kuzuia maji yaliyotiririka na mavumbi, muunganisho wa SUNNOM una gasketi ya ufunguo wa pande mbili yenye upepo wa silicone wenye nguvu ya kuvimba kubwa. Ufunguo huu unaendelea kudumisha hewa kavu na safi ndani ya kisanduku cha muunganisho, kufuta njia za kupatikana kwa upepo wa uso.

Mbinu za Ulinzi wa Ulenyweko kwa Timu za Ujenzi la EPC

Ili uhakikishe kwamba mabanda ya kawaida ya umeme yanaishi bila kupatikana kwa upepo wa sehemu kwa muda wa miaka 25, watoa huduma wa EPC wanapaswa kufuata miongozo haya:

• Zima Uunganisho wa Kawaida: Muunganisho kutoka kwa watoa tofauti una umbo la ndani na uvirudi tofauti kidogo. Uunganisho wa kawaida huleta pengo la kimwili na nafasi za hewa ambazo zinaweza kusababisha upepo wa sehemu.
• Ufafanuzi Wakati wa Ujenzi: Mwongoze wafanyakazi wa uwanja kudumisha sehemu za muunganisho safi na kavu kabla ya kuunganisha. Yoyote ya udho, ujio, au mafuta yaliyobaki kwenye uso wa plastiki la ndani inaweza kuanza mwelekeo wa kaboni.
• Uthibitisho wa Kukamata Kikamilifu: Hakikisha kwamba viongozi vyote vimefungwa kikamilifu hadi vitambaa vya kukamata vimepiga sauti ya kusimama. Ufungano usio kikamilifu huacha nafasi kubwa ya hewa ndani ya viongozi, ambayo inawakilisha hatari kubwa ya uhamisho wa sehemu (PD) chini ya mgawo wa 1500V.

Kwa kuchagua viongozi vya SUNNOM ya daraja la juu, bila mapumziko, na kutekeleza mtindo wa kujaribu kwa mapatano ya kudhihirisha matatizo kabla hawajatokea, wanaojenga mifumo ya nuru ya jua wanaweza kuzima hatari ya kis silent ya uhamisho wa sehemu (PD), kuhakikisha usalama wa mifumo yao ya nuru ya jua ya voltaji ya juu kwa miaka mingi ya uzalishaji wa nishati unaofaa na salama.