מחברי מודולים פוטו-וולטאיים שאי אפשר להתעלם מהם: עצמים קטנים ממלאים תפקיד גדול

מודולים פוטו-וולטאיים הם בעלי חיי שירות עיצוביים של יותר מ-25 שנים.בהתאם, נקבעות דרישות מתאימות לחיי העבודה של הרכיבים החשמליים התומכים בו.לכל רכיב חשמלי יש את החיים המכאניים שלו.החיים החשמליים קשורים לתועלת האולטימטיבית של תחנת הכוח.לכן, יש לשים לב לחיים ולאיכות הרכיבים.

תחנות כוח פוטו-וולטאיות רבות משמשות באזורי הרמה, וחלקן מופצות בצורה של ייצור חשמל מבוזר.התפוצה מפוזרת יחסית.מצב זה קשה יחסית לתחזוקה.על מנת להוזיל את עלויות התחזוקה, הדרך היעילה היא לשפר את אמינות המערכת, ואמינות המערכת תלויה באמינות הרכיבים המשמשים במערכת.

הרכיבים שאנחנו שמים לב אליהם כאן הם לא החלקים העיקריים ששמים לב אליהם בדרך כלל, אלא חלקים קטנים יחסית כמו מחברים, מכשירי חשמל במתח נמוך,כבלים, וכו' ככל שיש יותר פרטים, כך גדל הסיכוי לגרום לבעיות.היום ננתח אתמחברים.

מחברים בכל מקום

בתחזוקה היומיומית של תחנות כוח פוטו-וולטאיות, ציוד עיקרי כגון רכיבים, ארונות חלוקת חשמל DC וממירים הם המטרות העיקריות לדאגה.החלק הזה הוא שעלינו לשמור על תקינות ויציבות, כי יש להם סבירות גבוהה לכישלון ויש להם השפעה רבה אחרי כישלון.

אבל בחלק מהקישורים, יש כמה תקלות שאנשים לא יודעים או מתעלמים מהם.למעשה, הם כבר איבדו את ייצור החשמל מבלי לדעת.במילים אחרות, זה המקום שבו אנחנו יכולים להגדיל את ייצור החשמל.אז איזה ציוד משפיע על ייצור החשמל?

יש הרבה מקומות בתחנת הכוח שבהם יש צורך בממשקים.רכיבים, קופסאות צומת, ממירים, קופסאות קומבינרים וכו' כולם צריכים התקן--מחבר.כל קופסת צומת משתמשת בזוג מחברים.המספר של כל קופסת קומבינר קשור לעיצוב.בדרך כלל, 8 זוגות עד 16 זוגות משמשים, בעוד ממירים משתמשים ב-2 זוגות עד 4 זוגות או יותר.במקביל, יש להשתמש במספר מסוים של מחברים בבנייה הסופית של תחנת הכוח.

כשלים נסתרים מתרחשים לעתים קרובות

המחבר קטן, יש להשתמש בקישורים רבים, והעלות קטנה.ויש הרבה חברות שמייצרות את המחבר.מסיבה זו, מעטים שמים לב לשימוש במחבר, מה יקרה אם נעשה בו שימוש טוב, ואם לא נעשה בו שימוש טוב מהן ההשלכות.אולם לאחר ביקורים מעמיקים והבנה, נמצא שדווקא בגלל הסיבות הללו המוצרים והתחרות בקישור זה מאוד כאוטיים.

קודם כל, אנחנו מתחילים לחקור מאפליקציית הטרמינל.מאחר וקישורים רבים בתחנת הכוח צריכים להשתמש במחברים, נוכל לראות את יישומי המוצר של מחברים שונים באתר, כגון קופסאות חיבור, קופסאות קומבינרים, רכיבים, כבלים וכו', מחברים הצורה דומה.מכשירים אלה הם המרכיבים העיקריים של תחנת הכוח.לפעמים יש תאונות, אנשים חשבו במקור שזו בעיה בקופסת החיבורים או ברכיב עצמו.לאחר חקירה התברר שזה קשור למחבר.

לדוגמה, אם המחבר יתלקח, בעלים רבים יתלוננו על הרכיב, כי קצה אחד של המחבר הוא של הרכיב, אבל לפעמים הוא נגרם למעשה על ידי המחבר.

על פי הסטטיסטיקה, הבעיות הנלוות שנגרמות על ידי המחבר כוללות: התנגדות מוגברת למגע, יצירת חום של המחבר, קיצור תוחלת חיים, שריפה על המחבר, שחיקה של המחבר, הפסקת חשמל של רכיבי המיתר, כשל בקופסת החיבורים, וכן דליפת רכיבים וכדומה, העלולה לגרום לכשלים במערכת, החזרת מוצרים, נזק למעגלים, עיבודים ותיקונים, תגרום אז לאובדן רכיבים עיקריים וישפיעו על יעילות ייצור החשמל של תחנת הכוח, והחמור שבהם הוא אסון שריפה.

לדוגמה, התנגדות המגע הופכת גדולה יותר, והתנגדות המגע של המחבר משפיעה ישירות על יעילות ייצור החשמל של תחנת הכוח.לכן, "התנגדות מגע נמוכה" היא דרישה הכרחית עבור מחברים פוטו-וולטאיים.בנוסף, התנגדות גבוהה מדי למגע עלולה גם לגרום להתחממות המחבר ולגרום לשריפה לאחר התחממות יתר.זו גם הסיבה לבעיות בטיחות בתחנות כוח פוטו-וולטאיות רבות.

בעקבות המקור לבעיות אלו, הראשון הוא התקנת תחנת הכוח בשלב הסופי.החקירה העלתה כי בתחנות כוח רבות היו בעיות בהפעלת חלק מהמחברים במהלך המהירות לתקופת הבנייה, מה שהציב ישירות סכנות נסתרות להפעלת תחנת הכוח לאחר מכן.

לצוותי הבנייה או לחברות EPC של כמה תחנות כוח קרקעיות בקנה מידה גדול במערב אין הבנה מספקת של מחברים, וישנן בעיות התקנה רבות.לדוגמה, מחבר מסוג אום דורש כלים מקצועיים לתפעול עזר.בפעולה נכונה, לא ניתן להבריג את האום על המחבר עד הקצה.צריך להיות מרווח של כ-2 מ"מ במהלך הפעולה (הפער תלוי בקוטר החיצוני של הכבל).הידוק האום עד הסוף יפגע בביצועי האיטום של המחבר.

יחד עם זאת, יש בעיות בכיווץ, הכי חשוב שכלי הכיווץ אינם מקצועיים.חלק מהעובדים באתר משתמשים ישירות בכלים באיכות ירודה או אפילו כלליים לכיווץ, דבר שיגרום לכיווץ לקוי, כגון כיפוף של חוטי נחושת במפרק, כשל בכיווץ חוטי נחושת מסוימים, לחיצה שגויה לבידוד כבל וכו', והתוצאה. של כיווץ לקוי קשור ישירות לבטיחות תחנת הכוח.

ביצועים נוספים נובעים מהמרדף העיוור אחר יעילות ההתקנה, וכתוצאה מכך ירידה באיכות הכיווץ.אם אתר הבנייה לא יכול להבטיח את האיכות של כל כיווץ על מנת להאיץ את העבודה, יחד עם שימוש בכלים לא מקצועיים יגרמו לבעיות נוספות.

לכישוריהם של המתקינים עצמם יש השפעה על רמת התקנת המחברים.מסיבה זו, חברות מקצועיות בענף מציעות כי אם ייעשה שימוש בכלים מקצועיים ונהלי תפעול נכונים, איכות הפרויקט תשתפר.

הבעיה השנייה היא שמוצרי מחברים שונים משמשים בבלבול.מחברים של מותגים שונים מחוברים זה לזה.קופסאות צומת, קופסאות קומבינר וממירים משתמשים כולם במחברים של מותגים שונים, והתאמת המחברים אינה נחשבת כלל.

הכתב ראיין מספר בעלי תחנות כוח וחברות EPC, ושאל אם הם יודעים על מחברים, וכאשר למחברים היו בעיות התאמה, התשובות שלהם היו אובדות עצות.אנשי התפעול והתחזוקה של תחנות כוח קרקע גדולות בודדות אמרו: "ספק המחברים מצהיר שניתן לחבר אותו זה לזה, וניתן לחבר אותו ל-MC4".

מובן שהפידבקים מהבעלים ואנשי התפעול והתחזוקה אכן נכונים.נכון לעכשיו, בעצם כל ספקי המחברים הפוטו-וולטאיים יכריזו ללקוחות שלהם שהם יכולים לחבר ל-MC4.למה ה-MC4?

מדווח כי MC4 הוא דגם מוצר מחבר.היצרן הוא Swiss Stäubli Multi-Contact (המכונה בדרך כלל MC בתעשייה), עם נתח שוק של יותר מ-50% בשנים 2010 עד 2013. MC4 הוא דגם בסדרת מוצרי החברה, הידועה בזכותה. יישום רחב.

אז, מוצרי מחברי מותג אחרים בשוק יכולים באמת להתחבר ל-MC4?

בראיון, הונג ויגאנג, מנהל המחלקה הפוטו-וולטאית של Stäubli Multi-Contact, נתן תשובה נחרצת: "חלק גדול מהבעיה של מחברים נובעת מהחדרה הדדית.לעולם איננו ממליצים שמחברים של מותגים שונים יוכנסו והתאימו ביניהם.זה גם אסור.מחברים של מותגים שונים אינם ניתנים להתאמה הדדית, והתנגדות המגע תגדל אם מופעלים בצורה זו.עוד קבע גוף ההסמכה כי אסור להזדווג הדדי, ורק מוצרים מאותה סדרה של אותו יצרן מותרים להזדווגות הדדית.ניתן להתאים ולחבר את מוצרי MC ולהתאים אותם".

בעניין זה התייעצנו עם שתי חברות הסמכה, TüV Rheinland ו-TüV South Germany, והתשובה הייתה שלא ניתן להתאים בין מוצרי מחברים של מותגים שונים.אם אתה חייב להשתמש בו, עדיף לעשות בדיקת התאמה מראש.Xu Hailiang, מנהל מחלקת הפוטו-וולטאים של TüV SÜD, אמר: "לחלק מהמחברים החיקויים יש עיצוב זהה, אבל הביצועים החשמליים שונים, והמוצרים שונים במהותם.בעיות רבות הופיעו במבחן ההתאמה הנוכחי.באמצעות בדיקות, בעלי תחנות כוח יכולים ללמוד יותר על הבעיות מראש, למשל, לאחר שימוש ארוך טווח, יהיו אי התאמה בסביבות קשות בעתיד."הוא הציע לבעלי רכיבים ותחנות כוח לשים לב לחומרי המוצר ולתיאורי התעודות, ולאחר מכן לשקול כיצד לבחור מחברים.

"המצב הטוב ביותר הוא להשתמש באותו סט של מוצרים מאותה חברה באותו מערך, אבל לרוב תחנות הכוח יש כמה ספקי מחברים.האם ניתן להתאים את המחברים הללו זו סכנה נסתרת.לדוגמה, לתחנת כוח יש את המחברים של MC, RenHe ו-Quick Contact, גם אם שלוש החברות מבטיחות איכות מוצר, הן עדיין צריכות לשקול את נושא ההתאמה ההדדית.על מנת לצמצם את הסיכון עד כמה שניתן, חברות רבות וכמה משקיעים בתחנות כוח מבקשים באופן אקטיבי בדיקות התאמה.לדברי Zhu Qifeng, מנהל המכירות של מחלקת המוצרים הפוטו-וולטאיים של TüV SÜD, גם Zhang Jialin, מנהל המכירות של מחלקת הפוטו-וולטאים של TüV Rheinland, מסכים.הוא אמר שריינלנד עשתה הרבה בדיקות, ומכיוון שנמצאו בעיות, הזדווגות הדדית לא מומלצת.

"אם ההתנגדות גדולה מדי, המחבר יתלקח, והתנגדות מגע גבוהה תגרום למחבר להישרף, ורכיבי המיתר ינותקו.בנוסף, חברות ביתיות רבות מסתמכות על חיבורים קשיחים בעת ההתקנה, מה שגורם להתחממות הממשק, והכבל מועד לבעיות., שגיאת הטמפרטורה מגיעה ל-12-20 מעלות."Shen Qianping, מומחה למוצרים במחלקה הפוטו-וולטאית של Stäubli Multi-Contact, הצביע על חומרת הבעיה.

מדווח כי MC מעולם לא חשפה את הסובלנות של מוצריה.במילים אחרות, רוב המחברים הפוטו-וולטאיים בשוק מבוססים על ניתוח של דגימות MC4 כדי לגבש סובלנות מוצר משלהם.ללא קשר להשפעה של גורמי בקרת ייצור, הסובלנות של מוצרים שונים שונים.ישנן סכנות נסתרות גדולות כאשר מחברים של מותגים שונים מחוברים זה לזה, במיוחד בתחנות כוח גדולות המשתמשות ביותר מחברים.

כיום קיימת מחלוקת גדולה בחברות המחברים ותיבות החיבור בענף לגבי נושא ההחדרה ההדדית.מספר לא מבוטל של חברות מחברים ותיבות חיבור מקומיות ציינו כי מוצרים של מותגים שונים עברו את המבחן של חברת הפיקוח ואין להם השפעות.

מכיוון שאין תקן מאוחד, הסטנדרטים של חברות הסמכה ובדיקה בענף אינם זהים.ל-Intertek יש כמה הבדלים עם t ü V Rhine, Nande ו-UL בבעיה של התאמה הדדית של מחברים.לדברי Cheng Wanmao, מנהל הקבוצה הפוטו-וולטאית של Intertek, מספר רב של בעיות לא נמצאו בכמה בדיקות התאמה נוכחיות.עם זאת, בכל הנוגע לרמה הטכנית, בנוסף לבעיית ההתנגדות, ישנה בעיית הקשתות.אז יש סכנות נסתרות בחיבור והזדווג של מחברים.

הבעיה השלישית היא שחברות לייצור מחברים הן מעורבות, ומעורבות בה חברות קטנות ואפילו בתי מלאכה.מצאתי תופעה מצחיקה בסקר.יצרני מחברים מקומיים רבים קוראים למוצרי המחברים שלהם הם MC4.הם חושבים שזה המונח הכללי למחברים בתעשייה.ישנן גם חברות בודדות שאפילו משאירות זיוף ומדפיסות ישירות את הלוגו של חברת MC.

"כשהמחברים המזויפים האלה המסומנים בלוגו של חברת MC הובאו לבדיקה, הרגשנו מאוד מסובכים.מצד אחד, היינו מרוצים מנתח המוצר והפופולריות שלנו.מצד שני, נאלצנו להתמודד עם בעיות זיופים שונות, וזה גם מחיר נמוך".לדברי MC Hong Weigang, על פי כושר הייצור העולמי הנוכחי של MC של 30-35GW, ההיקף הצטמצם לקיצוניות, ובקרת העלויות נעשתה בצורה טובה מאוד."אבל למה הם עדיין נמוכים מאיתנו?אנו מתחילים מבחירת חומרים, קלט טכנולוגיות ליבה, תהליך ייצור, ציוד ייצור, בקרת איכות והיבטים אחרים מנותחים.מימוש המחירים הנמוכים יותר מקריב פעמים רבות היבטים רבים.השימוש בחומרי החזר משני הוא כיום שגיאה נפוצה בהתנהגות הפחתת עלויות.תחרות במחיר נמוך נוטה לזו אמת פשוטה בקשר לחיתוך פינות וחומרים.בכל הנוגע לתעשייה הפוטו-וולטאית, הפחתת עלויות היא משימה מתמשכת ומפרכת.כל ההיבטים של התעשייה עובדים קשה, כמו שיפור יעילות ההמרה, הגדלת מתח המערכת ותכנון רכיבים משבש.הגברת מידת האוטומציה וכו', אך יחד עם זאת הפחתת עלויות ולעולם לא הורדת איכות המוצר היא עיקרון שיש לדבוק בו".

Shen Qianping מחברת MC הוסיף: "גם Copycats צריכים טכנולוגיה.ל-MC יש טכנולוגיית רצועת שעון Multiam Technology (טכנולוגיית פטנט), שיכולה לא רק להבטיח שהתנגדות המגע של המחבר נמוכה מאוד, אלא גם בעלת התנגדות מגע נמוכה מתמשכת.ניתן גם לחשב ולשלוט בו.כמה זרם זורם והתנגדות למגע ניתן לחשב.ניתן לנתח את ההתנגדות של שתי נקודות המגע כדי לגלות כמה מקום לפזר חום, ולבחור את מוצר המחבר המתאים בהתאם לצרכי הלקוח.טכנולוגיית הרצועה דורשת טכנולוגיית תהליכים מסובכת, שהיא חיקוי מאוד.חיקויים קל לעוות.זוהי הצטברות הטכנולוגיה של החברה השוויצרית, ואי אפשר להשוות את ההשקעה והערך של עיצוב המוצר עצמו”.

4 מיליון קוט"ש ב-25 שנה

מובן כי זוהי דרישה בסיסית למחברים לשמור על התנגדות מגע נמוכה, וחברות רבות בתעשייה החלו לעשות זאת, אך יציבות ארוכת טווח והתנגדות מגע נמוכה דורשות צבירת טכנולוגיה יציבה יותר ותמיכה במו"פ, מתמשכת לאורך זמן. יציבות טווח ומגע נמוך התנגדות לא רק מבטיחה למעשה את הפעולה הרגילה של הקישורים הקטנים של תחנת הכוח, אלא גם מייצרת יתרונות בלתי צפויים עבור תחנת הכוח.

עד כמה התנגדות המגע של מחבר PV משפיעה על היעילות של מערכת ייצור חשמל PV?הונג ויגאנג חישב זאת.בהסתמך על פרויקט PV של 100MW כדוגמה, הוא השווה את התנגדות המגע של מחבר MC PV (ממוצע 0.35m Ω) עם התנגדות המגע המקסימלית של 5m Ω המצוינת בתקן הבינלאומי en50521.בהשוואה להתנגדות המגע הגבוהה, התנגדות המגע הנמוכה הופכת את מערכת ה-PV ליעילה יותר. כ-160,000 קילו-שעה יותר חשמל מופק מדי שנה, וכ-4 מיליון קילו-שעה יותר חשמל מופק ב-25 שנים.ניתן לראות שהתועלת הכלכלית שמביאה ההתנגדות הנמוכה המתמשכת למגע היא ניכרת מאוד.בהתחשב בכך שהתנגדות גבוהה יותר למגע נוטה יותר לכישלון, יש צורך בהחלפת חלקים יותר ויותר זמן תחזוקה, מה שאומר עלות תחזוקה גבוהה יותר.

"בעתיד, התעשייה תהיה מקצועית יותר, ויהיו יותר ויותר הבדלים ברורים בין ייצור קופסאות צומת לייצור מחברים.תקני המחברים ותקני קופסאות החיבור ישופרו עוד יותר בתחומם, וריכוז החומרים בכל חוליות השרשרת התעשייתית ישופר", אמר הונג וינגגאנג.כמובן שבסופו של דבר חברות שבאמת רוצות להיות לטווח ארוך ישימו לב לחומר עצמו, לתהליך, לרמת הייצור ולמותג.מבחינת החומר עצמו, גם חומרי נחושת זרים וגם חומרי נחושת ביתיים הם חומרי נחושת בעלי שם זהה, אך יחסי היסודות בהם שונים, מה שמוביל להבדלים בביצועי הרכיבים.לכן צריך ללמוד ולצבור לאורך זמן".

מכיוון שהמחבר "קטן", מתכננת תחנת הכוח הנוכחית וחברת EPC רק לעתים רחוקות שוקלים את ההתאמה של המחבר בעת תכנון ובניית תחנת הכוח;ספק הרכיבים גם מקדיש מעט מאוד תשומת לב למחבר בעת בחירת תיבת החיבורים;לבעלי תחנות כוח ולמפעילים אין דרך להבין את ההשפעה של מחברים.לכן יש הרבה סכנות נסתרות לפני חשיפת הבעיה בשטח גדול.

מטוסים אחוריים פוטו-וולטאיים, תאים סולאריים PID, הם גם תשומת הלב של התעשייה לאחר חשיפת הבעיה.יש לקוות שהמחבר יוכל למשוך תשומת לב לפני שהבעיה תיחשף בשטח גדול, ולמנוע את הבעיה לפני שהיא מתרחשת.