القاتل غير المرئي لسلامة محطة الطاقة الكهروضوئية —— إدخال مختلط للموصل

تعد الخلية الشمسية أحد المكونات الأساسية في نظام توليد الطاقة الشمسية، ولا يمكن للخلية الشمسية سوى توليد جهد يبلغ حوالي 0.5-0.6 فولت، وهو أقل بكثير من الجهد المطلوب للاستخدام الفعلي.من أجل تلبية احتياجات التطبيقات العملية، يجب ربط الخلايا الشمسية المتعددة في وحدات شمسية، ثم يتم تشكيل الوحدات المتعددة في مصفوفة من خلال الموصلات الكهروضوئية للحصول على الجهد والتيار المطلوبين.باعتباره أحد المكونات، يتأثر الموصل الكهروضوئي أيضًا بعوامل مثل بيئة الاستخدام، وسلامة الاستخدام، وعمر الخدمة.لذلك،يجب أن يتمتع الموصل بموثوقية عالية.

ينبغي أن تكون الموصلات الكهروضوئية، باعتبارها أحد مكونات وحدات الخلايا الشمسية، قابلة للاستخدام في ظل ظروف بيئية قاسية مع تغيرات كبيرة في درجات الحرارة.على الرغم من اختلاف المناخ البيئي في مناطق مختلفة من العالم، واختلاف المناخ البيئي في نفس المنطقة بشكل كبير، إلا أنه يمكن تلخيص تأثير المناخ البيئي على المواد والمنتجات بأربعة عوامل رئيسية: أولاً،اشعاع شمسي، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية.التأثير على المواد البوليمرية مثل البلاستيك والمطاط؛تليهادرجة حرارة، من بينها أن تناوب درجات الحرارة العالية والمنخفضة يعد اختبارًا شديدًا للمواد والمنتجات؛فضلاً عن ذلك،رطوبةمثل الأمطار والثلوج والصقيع وغيرها، والملوثات الأخرى مثل الأمطار الحمضية والأوزون وغيرها. التأثير على المواد.بالإضافة إلى،يجب أن يتمتع الموصل بأداء عالي لحماية السلامة الكهربائية، ويجب أن يكون عمر الخدمة أكثر من 25 عامًا.ولذلك فإن متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية هي:

(1) الهيكل آمن وموثوق وسهل الاستخدام؛
(2) ارتفاع مؤشر المقاومة البيئية والمناخية؛
(3) متطلبات ضيق عالية؛
(4) أداء عالي للسلامة الكهربائية؛
(5) موثوقية عالية.

عندما يتعلق الأمر بالموصلات الكهروضوئية، يجب على المرء أن يفكر في مجموعة Stäubli، حيث وُلد أول موصل كهروضوئي في العالم."MC4"، أحد Stäubliالاتصال المتعددمجموعة كاملة من الموصلات الكهربائية، وقد شهدت 12 عامًا منذ طرحها في عام 2002. وقد أصبح هذا المنتج معيارًا ومعيارًا في الصناعة، حتى أنه مرادف للموصلات.

تخرج شين تشيان بينغ من جامعة شتوتغارت بألمانيا بدرجة الماجستير في الهندسة الكهربائية.لقد شارك في صناعة الخلايا الكهروضوئية لسنوات عديدة ويتمتع بخبرة غنية في مجال التوصيلات الكهربائية.انضم إلى مجموعة Stäubli في عام 2009 كرئيس للدعم الفني لقسم المنتجات الكهروضوئية.

وقال شين تشيان بينغ أن الموصلات الكهروضوئية ذات الجودة الرديئة من المرجح أن تسبب ذلكمخاطر الحريق، خاصة بالنسبة للأنظمة الموزعة على الأسطح ومشاريع BIPV.بمجرد حدوث حريق، ستكون الخسارة ضخمة.في غرب الصين، هناك الكثير من الرياح والرمال، والفرق في درجات الحرارة بين النهار والليل كبير، وكثافة الأشعة فوق البنفسجية عالية للغاية.سوف تؤثر الرياح والرمال على صيانة محطات الطاقة الكهروضوئية.الموصلات السفلية تتقادم وتتشوه.وبمجرد تفكيكها، يكون من الصعب إدخالها مرة أخرى.تحتوي الأسطح في شرق الصين على مكيفات هواء وأبراج تبريد ومداخن وملوثات أخرى، فضلاً عن مناخ رذاذ الملح عن طريق البحر والأمونيا التي تنتجها محطات معالجة مياه الصرف الصحي، والتي ستؤدي إلى تآكل النظام، وتتمتع منتجات الموصلات ذات الجودة الرديئة بمقاومة منخفضة للتآكل بالنسبة للملح والقلويات.

بالإضافة إلى جودة الموصل الكهروضوئي نفسه، هناك مشكلة أخرى من شأنها أن تسبب مخاطر خفية على تشغيل محطة توليد الكهرباء وهيالإدراج المختلط للموصلات من ماركات مختلفة.في عملية بناء النظام الكهروضوئي، غالبًا ما يكون من الضروري شراء موصلات كهروضوئية بشكل منفصل لتحقيق اتصال سلسلة الوحدة بصندوق الموحد.سيتضمن ذلك الاتصال البيني بين الموصل الذي تم شراؤه والموصل الخاص بالوحدة، وبسببالمواصفات والحجم والتسامحوعوامل أخرى، لا يمكن مطابقة موصلات العلامات التجارية المختلفة بشكل جيد، ومقاومة الاتصال كبيرة وغير مستقرة، مما سيؤثر بشكل خطير على سلامة النظام وكفاءة توليد الطاقة، ومن الصعب جعل الشركة المصنعة مسؤولة عن حوادث الجودة.

يوضح الشكل التالي ارتفاع درجة حرارة التلامس والمقاومة التي تم الحصول عليها بعد خلط TUV وإدراج موصلات من ماركات مختلفة، ثم اختبار TC200 وDH1000.يشير ما يسمى TC200 إلى تجربة دورة درجة الحرارة العالية والمنخفضة، في نطاق درجة الحرارة من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، يتم إجراء 200 اختبار دورة.ويشير DH1000 إلى اختبار الحرارة الرطبة، والذي يستمر لمدة 1000 ساعة في ظل ظروف درجة الحرارة العالية والرطوبة العالية.

 مقارنة تسخين الموصل (يسار: ارتفاع درجة حرارة نفس الموصل؛ يمين: ارتفاع درجة حرارة موصلات من ماركات مختلفة)

في اختبار ارتفاع درجة الحرارة، يتم توصيل موصلات من ماركات مختلفة ببعضها البعض، ومن الواضح أن ارتفاع درجة الحرارة أكبر من نطاق درجة الحرارة المسموح به.

(مقاومة التلامس عند الإدخال المختلط لموصلات من ماركات مختلفة)

بالنسبة لمقاومة التلامس، إذا لم يتم تطبيق أي شروط تجريبية، فلا توجد مشكلة في توصيل موصلات من ماركات مختلفة ببعضها البعض.ومع ذلك، في اختبار المجموعة D (اختبار التكيف البيئي)، تحافظ الموصلات من نفس العلامة التجارية والطراز على أداء مستقر، بينمايختلف أداء الموصلات من مختلف العلامات التجارية بشكل كبير.

بالنسبة للموصلات ذات العلامات التجارية المختلفة التي يتم توصيلها ببعضها البعض، يكون ضمان مستوى حماية IP الخاص بها أكثر صعوبة.أحد الأسباب الرئيسية هو ذلكتختلف التفاوتات في العلامات التجارية المختلفة للموصلات.

حتى لو كان من الممكن مطابقة موصلات من ماركات مختلفة عند تركيبها، فسيظل هناك تأثيرات تلوث متبادلة للجر والالتواء والمواد (الأغلفة العازلة، وحلقات الختم، وما إلى ذلك).لن يفي هذا بالمتطلبات القياسية وسيسبب مشاكل في الفحص.

عواقب الإدراج المختلط لموصلات من ماركات مختلفة:الكابلات السائبة؛ارتفاع كبير في درجة الحرارة ويؤدي إلى خطر نشوب حريق.يؤدي تشوه الموصل إلى تغيرات في تدفق الهواء ومسافة الزحف، مما يؤدي إلى خطر النقر.

في محطات الطاقة الكهروضوئية الحالية، لا يزال من الممكن رؤية ظاهرة التوصيل البيني للموصلات من ماركات مختلفة.لن يتسبب هذا النوع من العمليات الخاطئة في حدوث مخاطر فنية فحسب، بل سيؤدي أيضًا إلى نزاعات قانونية.بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن القوانين ذات الصلة لا تزال غير مثالية، سيكون فني تركيب محطة الطاقة الكهروضوئية مسؤولاً عن المشكلات الناجمة عن الإدخال المتبادل لعلامات تجارية مختلفة من الموصلات.

في الوقت الحاضر، يقتصر الاعتراف بـ "التوصيل البيني" (أو "المتوافق") للموصلات على استخدام نفس سلسلة المنتجات التي تنتجها نفس الشركة المصنعة للعلامة التجارية (ومسبكها).حتى لو كانت هناك تغييرات، سيتم إخطار كل مسبك لإجراء تعديلات متزامنة.إن نتائج اختبارات السوق الحالية على موصلات من ماركات مختلفة يتم إدخالها بشكل متبادل، توضح فقط حالة عينات الاختبار هذه المرة.ومع ذلك، فإن هذه النتيجة ليست شهادة تثبت صلاحية الموصلات المتداخلة على المدى الطويل.

من الواضح أن مقاومة التلامس للموصلات من مختلف العلامات التجارية غير مستقرة للغاية، خاصة أنه من الصعب ضمان استقرارها على المدى الطويل، وتكون الحرارة أكبر، مما قد يتسبب في نشوب حريق في أسوأ الحالات.

وفيما يتعلق بهذا، أصدرت منظمات الاختبار الرسمية TUV وUL بيانات مكتوبة تفيد بذلكأنها لا تدعم تطبيق موصلات من ماركات مختلفة.في أستراليا، من الضروري عدم السماح بسلوك إدخال الموصل المختلط.لذلك، يجب أن يكون الموصل الذي تم شراؤه بشكل منفصل في المشروع هو نفس طراز الموصل الموجود على المكون، أو نفس سلسلة المنتجات من نفس الشركة المصنعة.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تثبيت الموصل الكهروضوئي الموجود على الوحدة بشكل عام بواسطة الشركة المصنعة لصندوق التوصيل من خلال معدات آلية، وقد اكتمل مشروع الفحص، وبالتالي فإن جودة التثبيت موثوقة نسبيًا.ومع ذلك، في موقع المشروع، يتطلب الاتصال بين سلسلة الوحدة وصندوق الموحد بشكل عام التثبيت اليدوي من قبل العمال.وفقًا للتقديرات، يجب تركيب ما لا يقل عن 200 مجموعة من الموصلات الكهروضوئية يدويًا لكل نظام كهروضوئي ميجاوات.نظرًا لأن الجودة المهنية لفريق هندسة تركيب النظام الكهروضوئي الحالي منخفضة بشكل عام، وأدوات التثبيت المستخدمة ليست احترافية، ولا توجد طريقة جيدة لفحص جودة التثبيت، فإن جودة تركيب الموصل في موقع المشروع سيئة بشكل عام، مما يصبح الجودة نقطة ضعف النظام الكهروضوئي.

السبب وراء إعجاب السوق بـ MC4 هو أنه بالإضافة إلى الإنتاج عالي الجودة، فإنه يدمج أيضًا براءة اختراع Stäubli:تقنية الملتيلام.تهدف تقنية Multilam بشكل أساسي إلى إضافة شظايا معدنية خاصة على شكل حزام بين الموصلات الذكرية والأنثوية للموصل، لتحل محل سطح التلامس غير المنتظم الأصلي، وتزيد بشكل كبير من منطقة الاتصال الفعالة، وتشكل دائرة متوازية نموذجية، ولها قدرة حمل تيار عالية ، فقدان الطاقة والحد الأدنى من مقاومة الاتصال، ومقاومة التأثير، ومقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية، ويمكن الحفاظ على هذا الأداء لفترة طويلة.

تعتبر الموصلات الكهروضوئية جزءًا مهمًا من الاتصال الداخلي لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية، ليس فقط بأعداد كبيرة، ولكن أيضًا بمشاركة مكونات أخرى.نظرًا لجودة المنتج نفسه وجودة التركيب، مقارنة بالمكونات الأخرى، تعد الموصلات الكهروضوئية المصدر الأكثر شيوعًا لفشل النظام، ولها تأثير مهم على كفاءة توليد الطاقة والفوائد الاقتصادية للنظام بأكمله.لذلك،يجب أن يتمتع الموصل الكهروضوئي المحدد بمقاومة تلامس منخفضة جدًا، ويمكن أن يحافظ على مقاومة تلامس منخفضة لفترة طويلة.على سبيل المثال،قابل للتحديد موصل mc4لديه مقاومة اتصال تبلغ 0.5mΩ فقط ويمكنه الحفاظ على مقاومة اتصال منخفضة لفترة طويلة.

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن سلامة الموصلات الكهروضوئية، الرجاء النقر فوق:https://www.slocable.com.cn/news/the-consequences-of-ignoring-the-quality-of-solar-mc4-connectors-are-disastrous