Պղնձե լայնացված ցանցի դերը էլեկտրաէներգիայի արտադրության շեղբերում

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության շեղբերում (սովորաբար վերաբերում են քամու տուրբինի շեղբերին կամ արևային ֆոտովոլտային մոդուլների շեղբերանման կառուցվածքներին) օգտագործվող պղնձե լայնացված ցանցը հիմնական դեր է խաղում էլեկտրահաղորդականության ապահովման, կառուցվածքային կայունության բարձրացման և էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետության օպտիմալացման գործում: Դրա գործառույթները պետք է մանրամասն վերլուծվեն՝ հիմնվելով էլեկտրաէներգիայի արտադրության սարքավորումների տեսակի վրա (քամու էներգիա/ֆոտովոլտային): Ստորև ներկայացված է սցենարին հատուկ մեկնաբանություն.

1. Քամու տուրբինի շեղբեր. պղնձե լայնացված ցանցի հիմնական դերը – կայծակնային պաշտպանություն և կառուցվածքային մոնիթորինգ

Քամու տուրբինի շեղբերը (հիմնականում պատրաստված ապակե մանրաթելից/ածխածնային մանրաթելից կոմպոզիտային նյութերից, մինչև տասնյակ մետր երկարությամբ) մեծ բարձրություններում կայծակի հարվածների ենթակա բաղադրիչներ են: Այս դեպքում պղնձե լայնացված ցանցը հիմնականում կատարում է «կայծակից պաշտպանության» և «առողջության մոնիթորինգի» կրկնակի գործառույթներ: Հատուկ դերերը բաժանված են հետևյալ կերպ.

1.1 Կայծակի հարվածից պաշտպանություն. «Հաղորդող ուղի» կառուցել շեղբի ներսում՝ կայծակի վնասից խուսափելու համար

1.1.1 Ավանդական մետաղական շանթարգելների տեղային պաշտպանության փոխարինում

Ավանդական շեղբի կայծակնային պաշտպանությունը հիմնված է շեղբի ծայրին գտնվող մետաղական կայծակնահարիչի վրա: Այնուամենայնիվ, շեղբի հիմնական մարմինը պատրաստված է մեկուսիչ կոմպոզիտային նյութերից: Երբ կայծակը հարված է հասցնում, հոսանքը, հավանաբար, ներսում կձևավորի «աստիճանային լարում», որը կարող է խաթարել շեղբի կառուցվածքը կամ այրել ներքին շղթան: Պղնձե լայնացված ցանցը (սովորաբար նուրբ պղնձե հյուսված ցանց է, որը ամրացված է շեղբի ներքին պատին կամ ներդրված է կոմպոզիտային նյութի շերտում) կարող է շեղբի ներսում ձևավորել անընդհատ հաղորդիչ ցանց: Այն հավասարաչափ անցկացնում է շեղբի ծայրի արգելակի կողմից ստացված կայծակնային հոսանքը շեղբի արմատում գտնվող հողանցման համակարգին՝ խուսափելով հոսանքի կենտրոնացումից, որը կարող է խաթարել շեղբը: Միևնույն ժամանակ, այն պաշտպանում է ներքին սենսորները (օրինակ՝ լարվածության սենսորները և ջերմաստիճանի սենսորները) կայծակի վնասից:

1.1.2 Կայծակի առաջացրած կայծերի ռիսկի նվազեցում

Պղինձը ունի գերազանց էլեկտրահաղորդականություն (ընդամենը 1.72×10⁻⁸Ω դիմադրությունով)・մ, շատ ավելի ցածր, քան ալյումինինն ու երկաթինը): Այն կարող է արագ անցկացնել կայծակի հոսանք, նվազեցնել սայրի ներսում մնացած հոսանքից առաջացող բարձր ջերմաստիճանի կայծերը, խուսափել սայրի կոմպոզիտային նյութերի բռնկումից (որոշ խեժի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութեր դյուրավառ են) և նվազեցնել սայրի այրման անվտանգության ռիսկը:

1.2 Կառուցվածքային առողջության մոնիթորինգ. Ծառայելով որպես «զգայուն էլեկտրոդ» կամ «ազդանշանի փոխանցման կրիչ»

1.2.1 Ներկառուցված սենսորների ազդանշանի փոխանցման օժանդակում

Ժամանակակից քամու տուրբինի շեղբերը պետք է իրական ժամանակում վերահսկեն իրենց սեփական դեֆորմացիան, թրթռումը, ջերմաստիճանը և այլ պարամետրերը՝ որոշելու համար, թե արդյոք կան ճաքեր և հոգնածության վնասներ: Շեղբերի ներսում տեղադրվում են մեծ թվով միկրոսենսորներ: Պղնձե լայնացված ցանցը կարող է օգտագործվել որպես սենսորների «ազդանշանի փոխանցման գիծ»: Պղնձե ցանցի ցածր դիմադրության բնութագիրը նվազեցնում է մոնիտորինգի ազդանշանների թուլացումը երկար հեռավորության վրա փոխանցման ժամանակ՝ ապահովելով, որ շեղբի արմատում գտնվող մոնիտորինգի համակարգը կարողանա ճշգրիտ ստանալ շեղբի ծայրի և շեղբի մարմնի առողջության տվյալները: Միևնույն ժամանակ, պղնձե ցանցի ցանցային կառուցվածքը կարող է ձևավորել «բաշխված մոնիտորինգի ցանց» սենսորների հետ՝ ծածկելով շեղբի ամբողջ տարածքը և խուսափելով մոնիտորինգի կույր կետերից:

1.2.2 Կոմպոզիտային նյութերի հակաստատիկ ունակության բարձրացում

Երբ շեղբը պտտվում է մեծ արագությամբ, այն շփվում է օդի հետ՝ առաջացնելով ստատիկ էլեկտրականություն: Եթե չափազանց շատ ստատիկ էլեկտրականություն կուտակվի, այն կարող է խանգարել ներքին սենսորային ազդանշաններին կամ խափանել էլեկտրոնային բաղադրիչները: Պղնձե լայնացված ցանցի հաղորդունակությունը կարող է իրական ժամանակում ստատիկ էլեկտրականություն հաղորդել հողանցման համակարգին, պահպանելով շեղբի ներսում էլեկտրաստատիկ հավասարակշռությունը և ապահովելով մոնիտորինգի համակարգի և կառավարման շղթայի կայուն աշխատանքը:

2. Արևային ֆոտովոլտային մոդուլներ (շեղաձև կառուցվածքներ). պղնձե ընդլայնված ցանցի հիմնական դերը. էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետության հաղորդունակություն և օպտիմալացում

Որոշ արևային ֆոտովոլտային սարքավորումներում (օրինակ՝ ճկուն ֆոտովոլտային վահանակներում և ֆոտովոլտային սալիկների «շեղաձև» էլեկտրաէներգիայի արտադրության բլոկներում) պղնձե լայնացված ցանցը հիմնականում օգտագործվում է ավանդական արծաթե մածուկի էլեկտրոդները փոխարինելու կամ օժանդակելու համար՝ բարելավելով հաղորդունակության արդյունավետությունը և կառուցվածքային ամրությունը: Հատուկ դերերը հետևյալն են.

2.1 Հոսանքի հավաքման և փոխանցման արդյունավետության բարելավում

2.1.1 «Ցածրարժեք հաղորդիչ լուծույթ», որը փոխարինում է ավանդական արծաթե մածուկին

Ֆոտովոլտային մոդուլների միջուկը բյուրեղային սիլիցիումային բջիջն է: Բջիջի կողմից առաջացած լուսահոսքը հավաքելու համար անհրաժեշտ են էլեկտրոդներ: Ավանդական էլեկտրոդները հիմնականում օգտագործում են արծաթե մածուկ (որն ունի լավ հաղորդականություն, բայց չափազանց թանկ է): Պղնձե լայնացված ցանցը (արծաթի հաղորդականությանը մոտ հաղորդականությամբ և արծաթի արժեքի ընդամենը մոտ 1/50-ի արժեքով) կարող է ծածկել բջջի մակերեսը «ցանցային կառուցվածքի» միջոցով՝ ձևավորելով արդյունավետ հոսանքի հավաքման ցանց: Պղնձե ցանցի ցանցային ճեղքերը թույլ են տալիս լույսին նորմալ թափանցել (առանց բջջի լույս ընդունող տարածքը խցանելու), և միևնույն ժամանակ, ցանցային գծերը կարող են արագ հավաքագրել բջջի տարբեր մասերում ցրված հոսանքը՝ նվազեցնելով «շարքային դիմադրության կորուստը» հոսանքի փոխանցման ընթացքում և բարելավելով ֆոտովոլտային մոդուլի ընդհանուր էներգաարդյունավետությունը:

2.1.2 Ճկուն ֆոտովոլտային մոդուլների դեֆորմացիայի պահանջներին հարմարվելը

Ճկուն ֆոտովոլտային վահանակները (օրինակ՝ կոր տանիքներում և շարժական սարքավորումներում օգտագործվողները) պետք է ունենան ծռման հատկություններ: Ավանդական արծաթե մածուկի էլեկտրոդները (որոնք փխրուն են և հեշտությամբ կոտրվում են ծռվելիս) չեն կարող հարմարեցվել: Այնուամենայնիվ, պղնձե ցանցն ունի լավ ճկունություն և ճկունություն, որը կարող է ծռվել ճկուն բջիջի հետ համաժամանակյա: Ծռվելուց հետո այն դեռևս պահպանում է կայուն հաղորդունակություն՝ խուսափելով էլեկտրոդի կոտրվելու պատճառով էլեկտրաէներգիայի արտադրության խափանումներից:

2.2 Ֆոտովոլտային մոդուլների կառուցվածքային դիմացկունության բարձրացում

2.2.1 Դիմադրություն շրջակա միջավայրի կոռոզիային և մեխանիկական վնասին

Ֆոտովոլտային մոդուլները երկար ժամանակ գտնվում են բացօթյա գործունեության մեջ (ենթարկվում են քամու, անձրևի, բարձր ջերմաստիճանի և բարձր խոնավության): Ավանդական արծաթե մածուկի էլեկտրոդները հեշտությամբ կոռոզիայի են ենթարկվում ջրային գոլորշու և աղի ազդեցության տակ (ափամերձ տարածքներում), ինչը հանգեցնում է էլեկտրահաղորդականության նվազմանը: Պղնձե ցանցը կարող է էլ ավելի բարելավել իր կոռոզիոն դիմադրությունը մակերեսային ծածկույթի միջոցով (օրինակ՝ անագապատում և նիկելապատում): Միևնույն ժամանակ, պղնձե ցանցի ցանցային կառուցվածքը կարող է ցրել արտաքին մեխանիկական ազդեցությունների (օրինակ՝ կարկուտի և ավազի հարվածի) լարվածությունը՝ կանխելով բջիջի կոտրվելը չափազանց տեղային լարվածության պատճառով և երկարացնելով ֆոտովոլտային մոդուլի ծառայության ժամկետը:

2.2.2 Ջերմության ցրմանը նպաստելը և ջերմաստիճանի կորստի նվազեցումը

Ֆոտովոլտային մոդուլները ջերմություն են առաջացնում լույսի կլանման պատճառով աշխատանքի ընթացքում: Չափազանց բարձր ջերմաստիճանները կհանգեցնեն «ջերմաստիճանի գործակցի կորստի» (բյուրեղային սիլիցիումային բջիջների էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը նվազում է մոտ 0.4%-0.5%-ով՝ ջերմաստիճանի յուրաքանչյուր 1℃ բարձրացման դեպքում): Պղինձն ունի գերազանց ջերմահաղորդականություն (401 Վտ/(մ) ջերմահաղորդականությամբ):・K), շատ ավելի բարձր, քան արծաթե մածուկինը): Պղնձե լայնացված ցանցը կարող է օգտագործվել որպես «ջերմության ցրման ալիք»՝ բջիջի կողմից առաջացած ջերմությունը արագորեն մոդուլի մակերես հասցնելու և օդային կոնվեկցիայի միջոցով ցրելու համար, նվազեցնելով մոդուլի աշխատանքային ջերմաստիճանը և ջերմաստիճանի կորստի պատճառով արդյունավետության կորուստը:

3. Պղնձե ընդարձակված ցանցի համար «պղնձե նյութ» ընտրելու հիմնական պատճառները. Էլեկտրաէներգիայի արտադրության շեղբերի կատարողականի պահանջներին հարմարվելը

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության շեղբերը պղնձե լայնացված ցանցի համար ունեն խիստ կատարողական պահանջներ, և պղնձի բնորոշ բնութագրերը կատարելապես համապատասխանում են այդ պահանջներին: Հատուկ առավելությունները ներկայացված են հետևյալ աղյուսակում.

Ամփոփելով՝ էլեկտրաէներգիայի արտադրության շեղբերում պղնձե լայնացված ցանցը «ունիվերսալ բաղադրիչ» չէ, այլ նպատակային դեր է խաղում՝ կախված սարքավորումների տեսակից (քամու էներգիա/ֆոտովոլտային): Քամու տուրբինի շեղբերում այն ​​կենտրոնանում է «կայծակից պաշտպանության + առողջության մոնիթորինգի» վրա՝ սարքավորումների անվտանգ շահագործումն ապահովելու համար, իսկ ֆոտովոլտային մոդուլներում՝ «բարձր արդյունավետության հաղորդունակության + կառուցվածքային ամրության» վրա՝ էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետությունը և ծառայության ժամկետը բարելավելու համար: Դրա գործառույթների էությունը պտտվում է երեք հիմնական նպատակների շուրջ՝ «էլեկտրաէներգիայի արտադրության սարքավորումների անվտանգության, կայունության և բարձր արդյունավետության ապահովում», և պղնձի նյութի բնութագրերը այդ գործառույթների իրականացման հիմնական հենարանն են: