25 ஆண்டு வாழ்க்கை முழுவதும் 1500V சூரிய இணைப்பு இணைப்பான்களில் தொடர்பு மின்தடை மாற்றத்தை மேலாண்மை செய்தல்

கே: சூரிய பொறியாளர்கள் மற்றும் இ.பி.சி. வாங்குதல் குழுக்கள் 25 ஆண்டு அமைப்பு வாழ்க்கை முழுவதும் 1500V சூரிய இணைப்பு இணைப்பான்களில் தொடர்பு மின்தடை மாற்றத்தை எவ்வாறு மேலாண்மை செய்ய முடியும்?

பயன்பாட்டு-அளவு சூரிய ஆற்றல் அமைப்புகளில், கூறுகள் 25 ஆண்டுகள் அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட காலத்திற்கு கடுமையான வெளிப்புற சூழலில் நம்பகமாக இயங்குவதை எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. சூரிய மாடுல்கள், மாற்றிகள் மற்றும் தடவு அமைப்புகளுக்கு மிகுந்த பொறியியல் கவனம் செலுத்தப்படுகிறது எனினும், இந்த சொத்துகளை ஒன்றுடன் ஒன்றை இணைக்கும் சிறிய PV இணைப்பிகள் பெரும்பாலும் புறக்கணிக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், துறை 1000V இலிருந்து 1500V கட்டமைப்புகளுக்கு மாறும்போது, இந்த இணைப்பிகளின் மின்சார, இயற்பியல் மற்றும் வெப்ப வடிவமைப்பு அழுத்தங்கள் மிகவும் கடுமையாக அதிகரித்துள்ளன. உயர் மின்னழுத்த PV அடுக்குகளில் மிக முக்கியமான, ஆனால் மௌனமான தோல்வி வகைகளில் ஒன்று, இணைப்பிகளின் தொடர்பு மின்தடையின் விலகல் ஆகும். சோலார் கனெக்டர் இணைப்பு. 25 ஆண்டு வாழ்க்கைச் சுழற்சியின் போது, இந்த விலகல் குறிப்பிடத்தக்க மின்சக்தி உற்பத்தி இழப்புகளையும், இடம் சார்ந்த வெப்பமூட்டத்தையும், அழிவுகரமான வெப்ப ஓட்டத்தையும் ஏற்படுத்தக்கூடும். இந்த தொழில்நுட்ப வழிகாட்டி, தொடர்பு மின்தடை விலகலின் இயக்க விதிமுறைகளை ஆராய்கிறது மற்றும் பொறியாளர்கள் பொருள் தேர்வு மற்றும் வடிவமைப்பு மூலம் இந்த ஆபத்தை எவ்வாறு குறைத்துக் கொள்ளலாம் என்பதை விரிவாக விளக்குகிறது.

தொடர்பு மின்தடை மற்றும் அதன் நேரத்துடன் ஏற்படும் விலகலைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

தொடர்பு மின்தடை என்பது இரண்டு மின் கடத்திகளின் மேற்பரப்புகள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ளும் இடத்தில் ஏற்படும் மின்தடையாகும். ஒரு சூரிய இணைப்பில், இந்த இடைமுகம் ஆண் மற்றும் பெண் தாமிர-கலவை தொடர்பு முனைகள் சந்திக்கும் இடமாகும். இந்த மின்தடை மிகக் குறைவாக இருத்தல் வேண்டும்; பொதுவாக இது மில்லிஓம் (mΩ) இன் பின்னமாக அளவிடப்படுகிறது (0.25 முதல் 0.5 மில்லிஓம் வரை). இந்தக் குறைந்த மின்தடை மூலம், மின்சார ஆற்றல் போட்டோவோல்டாயிக் (PV) பேனல்களிலிருந்து மாற்றி (inverter) வரை குறைந்த மின்சக்தி இழப்புடன் கடத்தப்படுகிறது.

இருப்பினும், தொடர்பு மின்தடை நிலையானது அல்ல. பல ஆண்டுகள் சேவையில் இருக்கும் போது, இந்த தொடர்பு இடத்தில் மின்தடை படிப்படியாக அதிகரிக்கும் போக்கு காணப்படுகிறது. இந்த நிகழ்வு 'தொடர்பு மின்தடை விலகல்' என அழைக்கப்படுகிறது. 1500V அமைப்பில், உயர் திறன் இருபுற மாடுல்கள் (bifacial modules) மற்றும் பெரிய ஸ்ட்ரிங் அமைப்புகள் காரணமாக மின்னோட்டம் பொதுவாக 15A முதல் 30A வரை அடையும். இத்தகைய அமைப்புகளில், மின்தடையில் ஏற்படும் சிறிய விலகல் கூட கடுமையான பிரச்சினைகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

ஜூல் விதிப்படி (P = I2R), வெப்பமாக சிதறும் மின்சக்தி எதிர்த்து மற்றும் மின்னோட்டத்தின் வர்க்கத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். 0.2 மில்லிஓம் எதிர்த்துடன் தனது வாழ்க்கையைத் தொடங்கும் ஒரு இணைப்பான் குறைந்த அளவு வெப்பத்தை சிதறும். எனினும், அந்த எதிர்த்து 15 ஆண்டுகளில் 5 மில்லிஓம் அல்லது 10 மில்லிஓம் ஆக மாறினால், வெப்ப உற்பத்தி அதிகரிக்கும், இது சுற்றியுள்ள பாலிமர் கூடுவின் உருகும் வெப்பநிலையை மீறும் வகையில் வெப்பநிலையை உயர்த்தும்; இது இறுதியில் வெப்ப தோல்வியையும், தீ அபாயங்களையும் ஏற்படுத்தும்.

தொடர்பு எதிர்த்து மாற்றத்தின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் காரணிகள்

தொடர்பு எதிர்த்து மாற்றத்தை மேலாண்மை செய்ய, பொறியாளர்கள் முதலில் அதனை ஏற்படுத்தும் அடிப்படை இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் இயக்கங்களைப் புரிந்துகொள்ள வேண்டும். 25 ஆண்டுகள் கால அளவிலான அமைப்பு வாழ்க்கை சுழற்சியில் இந்த மோசமாக்கலுக்கு பல காரணிகள் பங்களிக்கின்றன:

• ஆக்ஸிடேஷன் மற்றும் கரிப்பு: தொடர்பு பின்களில் முதன்மை கடத்தியாக உள்ள தாமிரம், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஈரப்பதத்திற்கு ஆட்படும்போது ஆக்ஸிடேஷனுக்கு மிகவும் உள்ளாகும். தாமிர ஆக்ஸைடு ஒரு குறைந்த மின்கடத்தும் பொருளாகும், அதன் மின்தடை அதிகமாக உள்ளது. நேரம் செல்லச் செல்ல, கனெக்டர் சீல் சீர்கேடு அடையும்போது, ஈரப்பதம் மற்றும் வளிமண்டல மாசுகள் ஹவுசிங்கிற்குள் நுழைந்து, தொடர்பு மேற்பரப்புகளை ஆக்ஸிடேட் செய்து, மின்தடையை அதிகரிக்கின்றன. வேறுபட்ட உலோகங்கள் ஒன்றிணைக்கப்படும்போது கல்வானிக் கரிப்பும் ஏற்படலாம்.
• வெப்ப சுழற்சி மற்றும் வலிமை தளர்வு: சூரிய வரிசைகள் ஒவ்வொரு நாளும் மிகப்பெரிய வெப்பநிலை மாற்றங்களை எதிர்கொள்கின்றன, வெயிலில் வெப்பமாகும்போது அவை விரிவடைகின்றன மற்றும் குளிர்ந்த இரவில் சுருங்குகின்றன. இந்த வெப்ப சுழற்சி தொடர்பு பின்களுக்கு இடையே நுண்ணிய இயக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. மேலும், ஆண் பின்னுடன் தொடர்பு கொள்ள இயந்திர அழுத்தத்தை பராமரிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட பெண் கனெக்டரின் உள்ளே உள்ள உலோக ஸ்பிரிங் பாகங்கள், நேரத்துடன் வலிமை தளர்வு அடைகின்றன. தொடர்ந்து அதிக வெப்பநிலையில், உலோக ஸ்பிரிங்கள் தங்கள் நெகிழ்வுத்தன்மையை இழக்கின்றன மற்றும் குறைந்த விசையை செலுத்துகின்றன, இது தொடர்பு பகுதியின் செயல்திறனைக் குறைத்து, மின்தடையை அதிகரிக்கிறது.
• தூசி மற்றும் துகள்களின் உள்நுழைவு: வறண்ட, பாலைவன அல்லது காற்று மிகுந்த சூழல்களில், நுண்ணிய தூசி மற்றும் சிலிகா துகள்கள் தரமற்ற சீல்கள் வழியாக உள்நுழைய முடியும். இந்த மின்கடத்தா துகள்கள் தொடர்பு மேற்பரப்புகளில் படிந்து, உலோக-உலோக தொடர்பை குறுக்கிடும் இயற்பியல் தடைகளை உருவாக்குகின்றன, இது விரைவான மின்தடை ஏற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.
• விரல் தேய்மான சீர்கேடு: கம்பிகளின் நிரந்தர இழுவிசையில் காற்றுச் சுமைகளால் ஏற்படும் சிறிய அதிர்வுகள், தொடர்பு முகப்பில் நுண்ணிய உராய்வை ஏற்படுத்துகின்றன. இந்த விரல் தேய்மானம் பாதுகாப்பு உலோக மெட்டல் பூச்சை அகற்றி, அடிப்படை தாமிரத்தை வெளிப்படுத்தி அதனை விரைவான சுற்றுச்சூழல் சீர்கேட்டுக்கு உள்ளாக்குகிறது.

1500V அமைப்பு கட்டமைப்புகளின் மிகைப்படுத்தப்பட்ட அச்சுறுத்தல்

தொடர்பு மின்தடை மாற்றம் எந்த மின்சார அமைப்பிலும் பிரச்சனையாக இருந்தாலும், 1500V டிசி நிறுவல்களில் அது மிகவும் ஆபத்தானது. உயர் மின்னழுத்த அமைப்புகள் உயர் மின்காந்த விசை வட்டத்தில் இயங்குவதால், மின்னழுத்த முறிவுக்கான விளிம்பு குறைகிறது.

தொடர்பு மின்தடை மேல் நோக்கி விலகும்போது வெப்பம் உருவாகிறது, இதனால் இணைப்பி வீட்டினுள் உள்ள சூழ்ந்திருக்கும் காற்று விரிவடைந்து உலர்ந்துவிடும். மின்தடை மேலும் அதிகரித்துக்கொண்டே செல்லும்போதும், வீட்டின் வடிவமாற்றத்தினால் இயந்திர இணைப்பு தளர்ந்துக்கொள்ளும்போதும், மின்னோட்டம் இடைவெளியைக் கடந்து குதித்து, ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் மின்சுடரை உருவாக்கும். 1500V DC அமைப்பில், இந்த மின்சுடர் தன்னைத்தானே தக்கவைத்துக்கொள்ளக்கூடியதாக இருக்கும்; இது இணைப்பி வீட்டையும், கேபிள் மின்காப்பு அடுக்கையும் எரித்து விடும்; இது கூரையில் அல்லது தரையில் பொருத்தப்பட்ட அமைப்புகளில் கடுமையான தீ அபாயத்தை ஏற்படுத்தும்.

மேலும், உயர் மின்னழுத்த அமைப்புகள் பெரிய கம்பியின் அளவுகளையும், அதிக இயந்திர கேபிள் இழுப்புகளையும் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த இயந்திர இழுப்புகள் இணைப்பி வீட்டை இழுக்கும்போது, அது உள்ளே உள்ள தொடர்பு சீரமைப்பை வளைத்து, ஸ்பிரிங் தளர்வை மேலும் மோசமாக்கி, மின்தடை விலகலை விரைவுபடுத்தும்.

சன்னோம் இணைப்பிகள் தொடர்பு மின்தடை விலகலை எவ்வாறு கட்டுப்படுத்துகின்றன

வென்சோ ஷாங்னுவோ (சன்னோம்) 1500V நிறுவல்களில் தொடர்பு மின்தடை மாற்றத்தின் நீண்டகால அச்சுறுத்தலை எதிர்கொள்ள தனிப்பயனாக தனது PV இணைப்பிகளை வடிவமைத்துள்ளது. எங்கள் வடிவமைப்பு கருத்து பொருளின் முழுமை, உயர் இயற்பியல் விசை மற்றும் சிறந்த சுற்றுச்சூழல் சீலிங் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்துகிறது:

• உயர் தூய்மையுடைய ஆக்ஸிஜன்-இல்லாத தாமிர தொடர்பு துளைகள்: சன்னோம் தொடர்பு முனைகள் உயர் கடத்துத்திறன் கொண்ட, ஆக்ஸிஜன்-இல்லாத தாமிரத்திலிருந்து உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த அடிப்படைப் பொருள் குறைந்த பேக் மின்தடையை வழங்குகிறது.
• கனமான டின் பூச்சு: தாமிர ஆக்ஸிடேஷனைத் தடுக்க, சன்னோம் அனைத்து தொடர்பு மேற்பரப்புகளிலும் கனமான, உயர் ஒழுங்குத்தன்மை கொண்ட வெள்ளிப் பூச்சு (பொதுவாக 3 முதல் 5 மைக்ரோமீட்டர் வரை) பூசுகிறது. வெள்ளி எந்த உலோகத்தையும் விட அதிக மின்கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருப்பது மட்டுமல்லாமல், அதன் ஆக்ஸைடுகளும் மின்சாரத்தை கடத்தும் தன்மை கொண்டவையாகும். எனவே, சிறிது ஆக்ஸிடேஷன் ஏற்பட்டாலும், தொடர்பு மின்தடை குறைவாகவே இருக்கும்.
• உயர்-விசை கிரௌன் ஸ்பிரிங் பேண்டுகள்: பெண் டெர்மினலின் உள்ளே, சன்னோம் சிறப்பு வகையின உயர் திறன் கொண்ட ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் கிரௌன் ஸ்பிரிங் பேண்டைப் பயன்படுத்துகிறது. தரமான தாமிர-கலவை ஸ்பிரிங் தொடர்புகளிலிருந்து மாறுபட்டு, ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் 110 டிகிரி செல்சியஸ் வரையிலான தொடர்ச்சியான வெப்பநிலைக்கு ஆட்பட்டாலும் அதன் இயந்திர ஸ்பிரிங் விசை மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மையை பராமரிக்கிறது, இதனால் 25 ஆண்டுகளுக்கு மேலாக வற்றல் அழுத்தத்தை (stress relaxation) தடுக்கிறது.
• இரட்டை-வளைய IP67 சிலிக்கான் சீல்கள்: ஈரப்பதம், காரணியாக்கும் வாயுக்கள் மற்றும் தூசியின் உள்நுழைவைத் தடுக்க, சன்னோம் கனெக்டர்கள் உயர் தரமான சிலிக்கானில் தயாரிக்கப்பட்ட இரட்டை-வளைய சீல் கேஸ்கெட்டைக் கொண்டுள்ளன. இந்த வலுவான சீல் அதன் நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் இயற்பியல் ஒருமைப்பாட்டை அதிக வெப்பநிலை வரம்புகளிலும் பராமரிக்கிறது, நீண்டகாலமாக IP67 பாதுகாப்பு தரத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது.
• பிரீமியம் பி.பி.ஓ/பி.சி ஹவுசிங்ஸ்: கனெக்டர் ஹவுசிங் தூய, இறக்குமதி செய்யப்பட்ட பாலிபீனைலீன் ஆக்ஸைடு (பி.பி.ஓ)/பாலிகார்பனேட் ஆல் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த உயர் செயல்திறன் தெர்மோபிளாஸ்டிக் மிகக் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க கெழுவைக் கொண்டுள்ளது, இது ஹவுசிங் வடிவ மாற்றத்தைத் தடுத்து, உள்ளே உள்ள கான்டாக்ட்களின் சரியான அசியல் ஒருங்கிணைப்பை பராமரிக்கிறது.

சோலார் பொறியாளர்கள் மற்றும் இ.பி.சி-களுக்கான துறை சிறந்த நடைமுறைகள்

சன்னோம் போன்ற உயர் தரம் வாய்ந்த கனெக்டர்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது மட்டுமல்லாமல், இ.பி.சி ஒப்பந்ததாரர்கள் மற்றும் சோலார் பொறியாளர்கள் கட்டுமானம் மற்றும் இயக்கத்தின் போது கண்டுபிடிக்கப்படும் கண்டிப்பான தரக் கட்டுப்பாட்டு நடைமுறைகளை செயல்படுத்த வேண்டும்:

• குறுக்கு மேட்டிங் நீக்குதல்: வெவ்வேறு தயாரிப்பாளர்களின் கனெக்டர்களை ஒன்றினை இணைக்க வேண்டாம், அவை உடல் ரீதியாக ஒன்றினை பொருத்திக் கொள்ளும் என்றாலும் கூட. பொருத்தமற்ற இயந்திர துல்லியம் மற்றும் பிளேட்டிங் பொருட்கள் எப்போதும் தொடர்பு மின்தடை மாற்றத்தை விரைவுபடுத்தும்.
• துல்லியமான கிரிம்பிங் கேலிப்ரேஷன்: துறை தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் கேலிப்ரேட் செய்யப்பட்ட, உயர் துல்லியம் கொண்ட கிரிம்பிங் கருவிகளைப் பயன்படுத்துவதை உறுதிப்படுத்தவும். தளர்வான கிரிம்பிங் இணைப்பு கேபிள்-டு-பின் இடைமுகத்தில் உயர் மின்தடை புள்ளியை உருவாக்குகிறது, இது உள் தொடர்பு மின்தடை மாற்றத்தைப் போலவே செயல்படுகிறது.
• வழக்கமான வெப்ப படமாக்குதல் திட்ட ஆய்வுகள்: தினசரி இயக்கம் மற்றும் பராமரிப்பு (O&M) செயல்பாடுகளின் போது, கனெக்டர் ஸ்ட்ரிங்குகளை ஸ்கேன் செய்ய வான் அல்லது கையில் ஏந்தக்கூடிய இன்ஃபிராரெட் கேமராக்களைப் பயன்படுத்தவும். எதிர்த்து செயல்படும் மின்தடை கொண்ட கனெக்டர்கள் வெப்ப சூடான புள்ளிகளாக தெரியும், இதனால் O&M குழுக்கள் அவற்றை பேரழிவு ஏற்படுவதற்கு முன்பாகவே மாற்ற முடியும்.

SUNNOM உயர் செயல்திறன் கனெக்டர்களை கவனிப்பான நிறுவல் மற்றும் கண்காணிப்பு தரங்களுடன் இணைத்து, சூரிய திட்ட உருவாக்குநர்கள் தங்கள் 1500V சொத்துகள் அதிகபட்ச ஆற்றல் வெளியீட்டை வழங்குவதையும், அவற்றின் முழு 25-ஆண்டு இயக்க ஆயுள் முழுவதும் முற்றிலும் பாதுகாப்பாக இருப்பதையும் உறுதிப்படுத்த முடியும்.