הרוצח הבלתי נראה של בטיחות תחנות כוח פוטו-וולטאיות - הכנסת מחבר מעורבת

התא הסולארי הוא אחד ממרכיבי הליבה במערכת ייצור החשמל הסולארי, ותא סולארי יכול לייצר רק מתח של כ-0.5-0.6 וולט, הנמוך בהרבה מהמתח הנדרש לשימוש בפועל.על מנת לענות על הצרכים של יישומים מעשיים, יש לחבר תאים סולאריים מרובים למודולים סולאריים, והמודולים המרובים נוצרים לאחר מכן למערך באמצעות מחברים פוטו-וולטאיים כדי להשיג את המתח והזרם הנדרשים.כאחד המרכיבים, המחבר הפוטו-וולטאי מושפע גם מגורמים כמו סביבת השימוש, בטיחות השימוש וחיי השירות.לָכֵן,המחבר נדרש להיות בעל אמינות גבוהה.

מחברים פוטו-וולטאיים, כמרכיב של מודולים של תאים סולאריים, צריכים להיות מסוגלים לשמש בתנאי סביבה קשים עם שינויי טמפרטורה גדולים.למרות שהאקלים הסביבתי באזורים שונים בעולם שונה, והאקלים הסביבתי באותו אזור משתנה מאוד, ניתן לסכם את השפעת האקלים הסביבתי על חומרים ומוצרים על ידי ארבעה גורמים עיקריים: הראשון,קרינה סולארית, במיוחד קרניים אולטרה סגולות.ההשפעה על חומרים פולימריים כגון פלסטיק וגומי;בא אחריוטֶמפֶּרָטוּרָה, ביניהם החלפת טמפרטורה גבוהה ונמוכה היא מבחן חמור לחומרים ומוצרים;בנוסף,לחותכגון גשם, שלג, כפור וכו' ומזהמים אחרים כגון גשם חומצי, אוזון וכו'. השפעה על חומרים.יתר על כן,המחבר נדרש לביצועי הגנת בטיחות חשמליים גבוהים, וחיי השירות חייבים להיות יותר מ-25 שנים.לכן, דרישות הביצועים של מחברים פוטו-וולטאיים הם:

(1) המבנה בטוח, אמין וקל לשימוש;
(2) מדד עמידות סביבתית ואקלים גבוהה;
(3) דרישות אטימות גבוהות;
(4) ביצועי בטיחות חשמליים גבוהים;
(5) אמינות גבוהה.

כשזה מגיע למחברים פוטו-וולטאיים, צריך לחשוב על קבוצת Stäubli, שם נולד המחבר הפוטו-וולטאי הראשון בעולם."MC4", אחד של סטאובלירב אנשי קשרמגוון רחב של מחברים חשמליים, חווה 12 שנים מאז הצגתו בשנת 2002. מוצר זה הפך לנורמה וסטנדרט בתעשייה, אפילו שם נרדף למחברים.

Shen Qianping, בוגר אוניברסיטת שטוטגרט, גרמניה עם תואר שני בהנדסת חשמל.עוסק שנים רבות בענף הפוטו-וולטאים ובעל ניסיון עשיר בתחום חיבור החשמל.הצטרף לקבוצת Stäubli בשנת 2009 כראש התמיכה הטכנית של מחלקת המוצרים הפוטו-וולטאיים.

Shen Qianping אמר שמחברים פוטו-וולטאיים באיכות ירודה עלולים לגרוםסכנות אש, במיוחד עבור מערכות מבוזרות על הגג ופרויקטים של BIPV.ברגע שמתרחשת שריפה, ההפסד יהיה עצום.במערב סין יש הרבה רוח וחול, הפרש הטמפרטורות בין יום ללילה גדול ועוצמת הקרינה האולטרה סגולה גבוהה ביותר.הרוח והחול ישפיעו על תחזוקת תחנות כוח פוטו-וולטאיות.מחברים נחותים מזדקנים ומעוותים.ברגע שהם מפורקים, קשה להכניס אותם שוב.בגגות במזרח סין יש מיזוג אוויר, מגדלי קירור, ארובות ומזהמים אחרים, כמו גם אקלים התזת מלח בים והאמוניה המיוצרת על ידי מפעלי טיהור שפכים, אשר יחרסו את המערכת, וכןלמוצרי מחברים באיכות ירודה יש ​​עמידות נמוכה בפני קורוזיה בפני מלח ואלקלי.

בנוסף לאיכות המחבר הפוטו-וולטאי עצמו, בעיה נוספת שתגרום לסכנות נסתרות לתפעול תחנת הכוח היאהכנסה מעורבת של מחברים של מותגים שונים.בתהליך של בניית מערכת פוטו-וולטאית, לעתים קרובות יש צורך לרכוש מחברים פוטו-וולטאיים בנפרד כדי לממש את החיבור של מחרוזת המודול לקופסת המשלב.זה יכלול את החיבור בין המחבר שנרכש למחבר של המודול עצמו, ובשל המפרטים, גודל וסובלנותוגורמים אחרים, מחברים של מותגים שונים לא ניתן להתאים היטב, ואתהתנגדות המגע גדולה ולא יציבה, דבר שישפיע קשות על בטיחות ויעילות ייצור החשמל של המערכת, וקשה להשיג את היצרן אחראי לתאונות איכות.

האיור הבא מציג את עליית טמפרטורת המגע וההתנגדות שהתקבלו לאחר ש-TUV ערבבו והכנסו מחברים של מותגים שונים, ולאחר מכן נבדקו TC200 ו-DH1000.מה שנקרא TC200 מתייחס לניסוי מחזורי הטמפרטורה הגבוהה והנמוכה, בטווח הטמפרטורות של -35 ℃ עד +85 ℃, מתבצעות 200 בדיקות מחזור.ו-DH1000 מתייחס למבחן חום לח, שנמשך 1000 שעות בתנאי טמפרטורה גבוהה ולחות גבוהה.

 השוואת חימום מחברים (משמאל: עליית טמפרטורה של אותו מחבר; מימין: עליית טמפרטורה של מחברים של מותגים שונים)

במבחן עליית הטמפרטורה, מחברים של מותגים שונים מחוברים זה לזה, ועליית הטמפרטורה היא כמובן גדולה מטווח הטמפרטורות המותר.

（התנגדות למגע בהחדרה מעורבת של מחברים של מותגים שונים）

להתנגדות למגע, אם לא מופעלים תנאי ניסוי, אין בעיה עם מחברים של מותגים שונים שמתחברים זה לזה.עם זאת, במבחן קבוצת D (מבחן התאמה לסביבה), המחברים של אותו מותג ודגם שומרים על ביצועים יציבים, בעודהביצועים של מחברים של מותגים שונים משתנים מאוד.

עבור מחברים של מותגים שונים שמתחברים זה לזה, קשה יותר להבטיח את רמת הגנת ה-IP שלו.אחת הסיבות העיקריות היא זאתהסובלנות של מותגים שונים של מחברים שונים.

גם אם ניתן להתאים מחברים של מותגים שונים כשהם מותקנים, עדיין יהיו השפעות זיהום הדדיות של מתיחה, פיתול וחומר (קונכיות בידוד, טבעות איטום וכו').זה לא יעמוד בדרישות התקן ויגרום לבעיות בבדיקה.

השלכות של הכנסה מעורבת של מחברים של מותגים שונים:כבלים רופפים;עלייה משמעותית בעליות הטמפרטורה ומובילה לסיכון של שריפה;עיוות של המחבר מוביל לשינויים בזרימת האוויר ובמרחק הזחילה, וכתוצאה מכך סכנת קליקים.

בתחנות הכוח הפוטו-וולטאיות הנוכחיות, עדיין ניתן לראות את התופעה של חיבור בין מחברים של מותגים שונים.פעולה שגויה מסוג זה לא רק תגרום לסיכונים טכניים אלא גם למחלוקות משפטיות.בנוסף, מכיוון שהחוקים הרלוונטיים עדיין לא מושלמים, מתקין תחנת הכוח הפוטו-וולטאית יהיה אחראי לבעיות הנגרמות כתוצאה מהחדרה הדדית של מותגים שונים של מחברים.

נכון להיום, ההכרה ב"חיבורים" (או "תואמים") של מחברים מוגבלת לשימוש באותה סדרת מוצרים המיוצרים על ידי אותו יצרן מותג (ומפעל היציקה שלו).גם אם יהיו שינויים, כל בית יציקה תקבל הודעה לבצע התאמות סינכרוניות.תוצאות השוק הנוכחיות של בדיקות על מחברים של מותגים שונים המוכנסים הדדית, רק ממחישות את מצב דגימות הבדיקה הפעם.עם זאת, תוצאה זו אינה הסמכה המוכיחה את תקפותם ארוכת הטווח של מחברים בין-תקעים.

ברור שהתנגדות המגע של מחברים של מותגים שונים היא מאוד לא יציבה, במיוחד קשה להבטיח את היציבות ארוכת הטווח שלה, והחום גדול יותר, מה שעלול לגרום לשריפה במקרה הגרוע.

לגבי זה, ארגוני הבדיקה הסמכותיים TUV ו-UL פרסמו הצהרות כתובות שהם אינם תומכים ביישום של מחברים של מותגים שונים.במיוחד באוסטרליה, חובה לא לאפשר התנהגות של הכנסת מחבר מעורב.לכן, המחבר שנרכש בנפרד בפרויקט חייב להיות אותו דגם כמו המחבר ברכיב, או אותה סדרת מוצרים של אותו יצרן.

בנוסף, המחבר הפוטו-וולטאי במודול מותקן בדרך כלל על ידי יצרן תיבת החיבורים באמצעות ציוד אוטומטי, ופרויקט הבדיקה הושלם, כך שאיכות ההתקנה אמינה יחסית.עם זאת, באתר הפרויקט, החיבור בין מחרוזת המודול לקופסת המשלב דורש בדרך כלל התקנה ידנית על ידי עובדים.לפי הערכות, יש להתקין ידנית לפחות 200 סטים של מחברים פוטו-וולטאיים עבור כל מערכת פוטו-וולטאית מגוואט.מכיוון שהאיכות המקצועית של צוות ההנדסה הנוכחי של התקנת מערכת פוטו-וולטאית נמוכה בדרך כלל, כלי ההתקנה בהם נעשה שימוש אינם מקצועיים, ואין שיטת בדיקת איכות התקנה טובה, איכות התקנת המחברים באתר הפרויקט היא בדרך כלל ירודה, מה שהופך לאיכות של המערכת הפוטו-וולטאית נקודת תורפה.

הסיבה לכך ש-MC4 זוכה להערצה מהשוק היא שמלבד ייצור איכותי, הוא משלב גם את הפטנט של Stäubli:טכנולוגיית מולטילם.טכנולוגיית Multilam היא בעיקר הוספת רסיס מתכת מיוחד בצורת רצועה בין המחברים הזכריים והנקבים של המחבר, החלפת משטח המגע הבלתי סדיר המקורי, הגדלת מאוד את שטח המגע האפקטיבי, יצירת מעגל מקביל טיפוסי, ובעלת יכולת נשיאת זרם גבוהה. , אובדן כוח והתנגדות מינימלית למגע, עמידות בפני פגיעות, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה גבוהה, ויכולים לשמור על ביצועים כאלה לאורך זמן.

מחברים פוטו-וולטאיים הם חלק חשוב מהחיבור הפנימי של מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות, לא רק במספרים גדולים, אלא גם מערבים רכיבים אחרים.בשל איכות המוצר עצמו ואיכות ההתקנה, בהשוואה לרכיבים אחרים, מחברים פוטו-וולטאיים הם המקור השכיח ביותר לכשלים במערכת, ויש להם השפעה חשובה על יעילות ייצור החשמל והיתרונות הכלכליים של המערכת כולה.לָכֵן,המחבר הפוטו-וולטאי שנבחר חייב להיות בעל התנגדות מגע נמוכה מאוד, והוא יכול לשמור על התנגדות מגע נמוכה לאורך זמן.לדוגמה, הניתן להחלפה מחבר mc4בעל התנגדות מגע של 0.5mΩ בלבד ויכול לשמור על התנגדות מגע נמוכה לאורך זמן.

אם אתה רוצה לדעת יותר על הבטיחות של מחברים פוטו-וולטאיים, אנא לחץ:https://www.slocable.com.cn/news/the-consequences-of-ignoring-the-quality-of-solar-mc4-connectors-are-disastrous