ما هي المواد المستخدمة في بناء محول الطاقة الشمسية؟

تعد محولات الطاقة الشمسية مكونات مهمة في محطات الطاقة الكهروضوئية، حيث تعمل على زيادة جهد التيار المتردد من العاكسات إلى مستويات الجهد المتوسط ​​لتكامل الشبكة. كمورد متخصص في محولات الطاقة الشمسية، يتم سؤالي بشكل متكرر حول ما يدخل في بناء هذه الوحدات. فيما يلي تفصيل عملي للمواد المهمة.

المواد الأساسية

جوهر هو القلب المغناطيسي للمحول. يظل المعيار الساحق لتطبيقات الطاقة الشمسية هو فولاذ السيليكون عالي الجودة الموجه نحو الحبوب (الفولاذ الكهربائي). تتم معالجة هذه المادة خصيصًا لمحاذاة مجالاتها المغناطيسية في اتجاه التدحرج، مما يزيد من النفاذية ويقلل من فقدان التباطؤ في ظل إثارة التيار المتردد. تكون الصفائح رفيعة للغاية - عادةً من 0.23 مم إلى 0.30 مم - ومغطاة بطبقة عازلة لتقييد التيارات الدوامة بين الألواح.

تعتبر النوى المعدنية غير المتبلورة بديلاً عالي الكفاءة. وهي مصنوعة من خلال التبريد السريع للغاية للسبائك المنصهرة، مما ينتج عنه هيكل شريطي غير بلوري. يؤدي هذا إلى إزالة حدود الحبوب البلورية التي تساهم في فقدان النواة في فولاذ السيليكون. تعمل النوى غير المتبلورة على تقليل خسائر عدم التحميل بنسبة 70-80%، وهو أمر مفيد للمحولات التي تظل نشطة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. ومع ذلك، فإن المادة حساسة ميكانيكيًا وتتطلب قطعًا ومعالجة أساسية متخصصة. كما أن المعدن غير المتبلور يتميز أيضًا بالقبض المغناطيسي، مما قد ينتج عنه ضوضاء مسموعة أعلى - وهو ما يؤخذ في الاعتبار عند التركيبات القريبة من المناطق السكنية. عادةً ما يتم تبرير التكلفة الأولية المرتفعة من خلال توفير الطاقة خلال دورة الحياة، لا سيما في الأسواق التي تتمتع بأنظمة كفاءة صارمة أو ذات رسملة عالية للخسائر.

المواد الموصلة

النحاس هو الموصل المفضل لملفات محولات الطاقة الشمسية. تعمل موصليتها العالية على تقليل خسائر I²R الحرجة لأن محطات الطاقة الشمسية تعمل بعوامل حمل عالية خلال ساعات النهار. يوفر النحاس أيضًا قوة ميكانيكية فائقة ومقاومة للزحف مقارنةً بالألمنيوم، وهو أمر مهم في ظل التدوير الحراري المتكرر وقوى الدائرة القصيرة. تعد درجات درجة الانحدار الكهربائي القوية (ETP) أو درجات الموصلية العالية الخالية من الأكسجين (OFHC) قياسية.

يعد الألومنيوم بديلاً قابلاً للتطبيق، ويستخدم بشكل أساسي في المشاريع القائمة على التكلفة أو حيث يشكل الوزن عائقًا. لمطابقة موصلية النحاس، تتطلب ملفات الألومنيوم مساحة مقطع عرضي أكبر بنسبة 60% تقريبًا. يؤدي ذلك إلى زيادة أبعاد الملف، مما قد يؤثر على حجم الخزان وحجم الزيت. الإنهاء السليم أمر بالغ الأهمية؛ تتطلب طبقة أكسيد الألومنيوم والتمدد الحراري التفاضلي مع قضبان التوصيل النحاسية موصلات ثنائية المعدن أو تقنيات لحام متخصصة. بالنسبة للتصميمات ذات الخدمة المتقطعة أو منخفضة التكلفة، يمكن أن يؤدي الألمنيوم أداءً موثوقًا عند هندسته بشكل صحيح.

المواد العازلة

السوائل العازلة: يظل الزيت المعدني هو المبرد العازل للكهرباء. إنه يوفر تشريبًا ممتازًا لعزل السليلوز، وقوة عازلة عالية، وخصائص الشيخوخة المفهومة جيدًا. ومع ذلك، فإن نقطة اشتعاله (~ 165 درجة مئوية) وضعف قابلية التحلل البيولوجي من عيوبه.

يتم تحديد سوائل الإستر الطبيعية (الزيوت النباتية) بشكل متزايد لمحولات الطاقة الشمسية، خاصة في المنشآت الحضرية أو الحساسة بيئيًا. إنها توفر نقطة حريق أكبر من 300 درجة مئوية، وهي قابلة للتحلل بسهولة، وتمتص الرطوبة بشكل أكثر تحملاً من الزيوت المعدنية، مما يبطئ شيخوخة السليلوز. توفر الاسترات الاصطناعية سلامة مماثلة من الحرائق مع تعزيز استقرار الأكسدة لتصميمات الخزانات المغلقة. والمقايضة هي اللزوجة الأعلى، التي تؤثر على التبريد في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة، وعادةً ما تكون التكلفة أعلى.

العزل الصلب: يشكل ورق الكرافت واللوح المضغوط عالي الكثافة والمطور حراريًا، المشرب بالسائل العازل، الطبقة العازلة الأولية والطبقة العازلة. تتم معالجة مواد السليلوز هذه كيميائيًا لمقاومة التدهور الحراري، مما يطيل عمر العزل في درجات حرارة التشغيل المستمرة. بالنسبة لتصميمات الراتنج المصبوب، فإن راتنجات الإيبوكسي - عادة ما تكون أنظمة أليفاتية حلقية أو معالجة بالأنهيدريد مملوءة بالسيليكا - يتم صبها بالفراغ حول اللفات. وهذا يوفر نظام عزل محكم الغلق ولا يحتاج إلى صيانة مع قوة ميكانيكية عالية ومقاومة متأصلة للحريق.

مواد الضميمة

يضم الخزان الجزء النشط ويحميه. يعد الفولاذ الكربوني المدلفن قياسيًا، ويتم تحديد سمكه وفقًا لمتطلبات تحمل الفراغ. تتلقى الأسطح الخارجية طبقات متعددة من طلاء البولي يوريثين أو الإيبوكسي عالي المتانة، المؤهل لتصنيفات التآكل C5-M للبيئات الصناعية والساحلية. يتم استخدام الفولاذ المجلفن أو الفولاذ المقاوم للصدأ في الأجهزة وفي كثير من الأحيان في العبوات الكاملة في إعدادات المصانع البحرية أو الكيميائية شديدة التآكل.

تتوفر حاويات الألومنيوم للتطبيقات الحساسة للوزن، مثل المحطات الفرعية الموجودة على الأسطح أو البحرية. يوفر الألومنيوم مقاومة طبيعية للتآكل ولكنه يتطلب مراقبة دقيقة لجودة اللحام ودراسة التمدد التفاضلي باستخدام البطانات الفولاذية والمشعات.

المكونات والمواد الأخرى

البطانات: توفر البطانات المصنوعة من البورسلين مقاومة ممتازة للتتبع واستقرارًا للأشعة فوق البنفسجية، على الرغم من أنها هشة وثقيلة. تتميز البطانات المصنوعة من البوليمر المركب (مطاط السيليكون) بأنها أخف وزنًا وغير قابلة للكسر تقريبًا وتوفر أداءً فائقًا كارهًا للماء في البيئات الملوثة.

التبريد: يتم تصنيع المشعات وأنابيب التبريد من الفولاذ. تستخدم مراوح التبريد الخارجية، عند تركيبها، شفرات من الألومنيوم ومحركات محمية من التآكل.

الملحقات: تشتمل أجهزة قياس مستوى الزيت المغناطيسية وأجهزة تخفيف الضغط ومؤشرات درجة حرارة الملفات على بوليمرات هندسية ومنفاخ نحاس البريليوم وأجهزة استشعار ثنائية المعدن معايرة. تحتوي أجهزة التنفس المجففة على هلام السيليكا أو حبيبات المنخل الجزيئي لإزالة الرطوبة من الهواء المبتلع.

عند اختيار محول الطاقة الشمسية، من المهم مراعاة جودة المواد المستخدمة. تضمن شركتنا، باعتبارها موردًا محترفًا لمحولات الطاقة الشمسية، استخدام المواد عالية الجودة فقط في بناء محولاتنا. نحن نقدم مجموعة واسعة من محولات الطاقة الشمسية، بما في ذلكمحول مثبت على قطب أحادي الطور,محول مثبت على الوسادة، ومحول عزل ثلاثي الطور.

إذا كنت في السوق لشراء محول للطاقة الشمسية وترغب في مناقشة متطلباتك المحددة، فنحن نشجعك على الاتصال بنا. فريق الخبراء لدينا على استعداد لتزويدك بالمعلومات التفصيلية ومساعدتك في اختيار محول الطاقة الشمسية الأنسب لمشروعك.

مراجع

• IEEE Std C57.12.00، المتطلبات العامة لمحولات التوزيع المغمورة بالسائل والطاقة وتنظيم المحولات.
• IEC 60076-11، محولات القدرة – الجزء 11: المحولات من النوع الجاف.
• McLyman، CWT، دليل تصميم المحولات والمحثات، CRC Press (الفصول ذات الصلة حول المواد الأساسية واختيار الموصلات).
• كتيب CIGRE الفني 761، إدارة عمر المحولات: المواد والتدهور.