Нарны хавтсанд бороо, цас шиг хатуу агуур гамшиг тэсвэртэй юу?

Нарны хавтсыг борооноос хамгаалах чадварыг хэрхэн шалгадаг вэ

Мэдрэмтгий шалгалтын стандарт: Нарны хавтсны тэсвэртэй байдлын тулд IEC ба ASTM шаардлагууд

Үйлдвэрлэгчид нар жаргалын эсрэг тэсвэрт чанарыг IEC 61215 болон ASTM E1038 стандартуудын дагуу нарийвчлан шалгахын тулд нарны хялхавчуудад 51 миль/цаг-ийн хурдтай, ойролцоогоор 1 инч диаметртэй 11 ширхэг мөсөн бөмбөгөөр цохих туршилтыг хийдэг. Хялхавчид эдгээр суурь туршилтыг ихэвчлэн амжилттай өнгөрдөг боловч олон мэргэжилтнүүд нь шунт болон нэгдэлтийн хайрцгууд зэрэг чухал хэсгүүдийг үнэлэх илүү сайн арга зам шаардлагатай гэж үзэж байна. Өнгөрсөн жилийн Колорадо дахь том жаргалын дараа илрүүлсэн сүүлийн үеийн асуудлууд стандарт туршилтыг амжилттай давсан ч бодит ертөнцийн нөхцөлд хялхавчууд хугарч болохыг харуулсан. Энэ нь гол сертификатжуулалтын байгууллагуудыг жинхэнэ цаг агаарын сорилтуудыг тусгасан илүү бүрэн бүтэн туршилтын аргачлалыг шаардахад хүргэсэн.

FM Global-ийн сертификатжуулалт болон цаг агаарын хүнд нөхцөлд тэсвэрт чанарын ач холбогдол

FM Global-ийн сертификатжуулалт нь 30 м/с (67 миль/цаг) хурдтай 50 мм (2 инч) жаргалын чулуугаар хийгдсэн мөргөлдөөний имитацийг ашиглан стандартын туршилтын дутагдалт талыг шийдвэрлэдэг. Энэ стандарт нэгэн зэрэг олон удаа мөргөлдөх нөлөөг үнэлдэг:

• Шилний хагарлын загвар
• Фотоцахилгаан эсүдэх жижиг трещины дэлгэрэлт
• Цахилгаан ажиллагааны бууралт

Энэ сертификатыг олж авсан үйлдвэрлэгчид мөлхий бороо ихтэй бүс нутагт сертификатгүй өрсөлдөгчдийнхөөсөө 84% бага даатгалын хайрцаг гаргадаг байна (Ponemon 2022).

Ердийн мөлхийн цохилтын шалгуур: 25 мм цагаан бөмбөг 27 м/с хурдтай ба бодит ертөнцийн имитаци

Орчин үеийн шалгалт нь IEC-ийн шаардлагад бодит нөхцлийн хувьсагчдыг нэмж хослуулдаг:

Лабораторийн шалгалтын чухлын учир: Бат бөх орчин болон талбайн ажиллагааны хоорондох зөрүүг багасгах

Лабораторийн шалгуурууд нь материал дээр жинхэнэ цаг агаарын нөлөөг илтгэх боломжгүй ч үнэлгээний чухал эхлэлийн цэгийг бидэнд өгдөг. Жишээ нь, 23 м/с хурдтай 25 мм-ийн туршилтын стандартад тэнцсэн самбарууд нь Техасын борооны эсрэг таван жилийн турш ойролцоогоор анхны хүч чадлынхаа 97%-ийг хадгалдаг бол туршилтанд ороогүй самбаруудын бүтцийн бүрэн байдлын хувь 63% хүртэл буурдаг. Гэхдээ индустрийн мэргэжилтнүүд юмсын хичнээн хугацаа үргэлжлэх нь бодит байдлаас хамаараад л бусдаас илүү ихээр суурилуулалтын арга барилаас хамаардаг гэж зааж өгсөн. Суурилуулагчид санхүүгийн системдээ зөв хүчээр түгжих үед борооноос болох эвдрэл гэмтлийн тохиолдолд илүү их бууралт ажиглагдсан бөгөөд өнгөрсөн жилийн Үндэсний Сэргээгдэх Энергийн Лабораторийн сүүлийн үеийн олдвар нь ингэснээр асуудал 41%-иар багассан гэж харуулсан.

Борооноос хэтэрсэн нарны самбарын бат бөх чанар: Хэт туйлын цаг агаарт ажиллагаа

Хэт ягаан туяа, дулааны цикл, чийгшилтэнд тэсвэрт чанар

Онцгой полимер хойноосой болон гайхалтай долгионы эсрэг бүрхүүл шиг сайжруулалтуудын дүнд нарны хялбарууд нь цацрагт тогтвортой үлдэж олон жилийн турш ажиллах боломжтой. Эдгээр шинэ загварууд нь 2023 оны NREL-ийн судалгаагаар хуучин хувилбартай харьцуулахад УВ цацрагаас учирч болох эвдрэлийг ойролцоогоор 58%-иар бууруулдаг. Тэдгээрийн тэсвэрт чанарыг шалгахын тулд үйлдвэрлэгчид -40 хэмээс 85 хэм хүртэлх температурын хэлбэлзэл, мөн өндөр чийгшилтэй орчинд тэдгээрийг шалгаж үздэг. Энэ хурдасгасан шалгалт нь зөвхөн зургаан өдөрт IEC 61215 стандартын дагуу дулааны давталтын 25 бодит жилийн нөхцлийг тусгаж чаддаг. Мөн самбайн сааруулагчид зөв ажиллаж, ус орохгүй эсэхийг шалгах зорилгоор чийгшилтэй хөлдөөх туршилтуудыг явуулдаг бөгөөд конденсацид үргэлж анхаарал тавих шаардлагатай халуун, чийглэг бүс нутгуудад суурилуулсан системүүдийн хувьд энэ нь ялангуяа чухал.

Салхины эрчимтэй улирал болон хурц салхинд фототой системийн бүтцийн бат бөх чанар

Мэдлэгэвчтэй фотоцахилгаан (PV) суурилуулах систем нь динамик ачааллын шалгуунд тавигдаж, 140 миль/цаг хурдтай салхин (4-р ангилалын циклонтай адил) тэсвэртэй байж чадна. FM Global-ийн баталгаажуулалт нь цахилгаан хүч үүсгэгчийн самбарууд 120 миль/цаг-ийн салхинд удаан хугацаагаар өртсний дараа бүтцийн ямар ч гэмтэлгүй байхыг шаарддаг бөгөөд худалдааны тавилгуудын 90% нь энэ стандартыг хангасан байдаг.

Царайн цаг агаарын үзэгдлийн дараах урт хугацааны үйл ажиллагааны бууралт

NREL-ийн талын өгөгдлөөр цасан чулуутай бүс нутгийн самбарууд 15 жилийн дараа 92% үр өгөөжтэй байх бөгөөд хөвсгөр бүсэд жилд зөвхөн 0.8% үйл ажиллагааны алдагдал гардаг. Гэсэн хэдий ч хэт халуун цаг агаарын дахин давтагдах дулааны стресс нь залгаврын хайрцгийн элэгдэлийг хурдасгаж, хамгаалах материалын илүү бат бөх байдал шаардлагатай болохыг харуулж байна.

Нарны энерги ашиглаж буй тогтолцоонуудын цасан чулуунаас хамгаалах чадварын бодит баталгаа

Тохиолдол судалгаа: 2017 оны Колорадо дахь цасан чулууны шуурга ба фототой системд үзүүлсэн нөлөө

2017 онд Колорадо мужид гольфийн бөмбөг шиг, ойролцоогоор 45 мм диаметртэй, цацрагийн хурд нь элрийн секундэд 32 метр хүрэх чиглэлтэй томоохон манал унасан. Энэ хурд нь ихэнх нарны хавтангийн туршилтын стандартыг хэтэрсэн байв. Харин үйлдвэрлэгчид бүтээгдэхүүнээ маналаас хамгаалагдсан гэж зарлан байдаг ч, Үндэсний Сэргээгдэх Эрчим Хүчний Лаборатори (NREL) судалгаагаар буудалтын дараа нарны хавтангийн ойролцоогоор 14% нь хэсэгчилэн солилт хийх шаардлагатай болсон байна. Нэг томоохон цахилгаан станц бүх хавтангаасаа 5%-ийг алдсан нь маналын хүчийг тэсвэрлэж чадаагүй учраас, өөр 22% нь харагдахгүй жижигхэн трещины улмаас цахилгаан үйлдвэрлэлээ багасгасан. Бодит ертөнцийн нөхцөлд ингэж хортой нөлөө үзүүлснийг харсаны дараа Сэргээгдэх Эрчим Хүчний Туршилтын Төвийн мэргэжилтнүүд нарны хавтанг маналаас турших аргачлалыг өөрчлөхийг зөвлөж байна. Тэд одоогийнх шиг хавтанг шууд дохиулж байгаа биш, бодит байдалд манал ямар ч уналтаар унах боломжтойг илүү сайн тусгасан шинэ аргачлал хэрэгтэй гэж үзэж байна.

Өндөр эрсдэлийн бүс нутгууд дахь цасан чулуунгийн хохирлын давтамж болон даатгалын шаардлагын тухай

Техас, Колорадо зэрэг цасан чулуун их ордог бүс нутагт далайн эрэг орчим харьцуулахад нарны хавтангийн хохиролтой холбоотой даатгалын шаардлага 3.7 дахин өндөр байдаг (kWh Analytics 2024). Даатгалын мэдээллээс үзэхэд:

• цаг агаарын нөхцөлтэй холбоотой шаардлагын 73% нь цасан чулуунаас үүдэлтэй хохиролд орно
• Дундаж засварын зардал: коммерцийн массив тус бүрт $18,200
• 2020 оноос хойш цасан чулуунаас хамгаалах системийг дахин суурилуулах тоо 40%-иар нэмэгдсэн

Хэт ямагт 35°-аас дээш налалттай системүүдийн хувьд шууд нөлөөлөл 60%-иар буурах тул даатгалын шаардлагын үр дүн сайжирдаг гэж Федералийн онцгой байдлын удирдлагын агентлаг (FEMA) тэмдэглэжээ.

Үйлдвэрлэгчид цасан чулуунаас тэсвэртэй байдалдаа илүүдэл үнэлгээ өгч байна уу? Гарааныг судлах

Хавтангуудын 92% нь IEC 61215 лабораторийн шалгуурт хангаж байгаа боловч талбайн судалгаа нь хүчтэй цасан чулууны дараа 34% нь анхны үзүүлэлтээ хадгалахгүй байгааг харуулж байна (SolarBuilder 2023). Шүүмжлэгчид одоогийн стандартын талаар дараах байдлаар өргөн хэлэлцэж байна:

1. Дараалсан олон удаагийн нөлөөллийг тооцохгүй байна
2. Бөмбөрцөг хэлбэртэй хүйтнийг ашигладаг боловч жинхэнэ цасан чулууны жигд бус хэлбэрийг авч үзэхгүй
3. Массивийн байршлаас хамаарахгүйгээр тусдаа туршилтын модульд шалгалт хийх

Үйлдвэрлэгчид бодит ертөнцөд гарч буй гэмтэл нь ихэвчлэн буруу суурилуулалтын өнцөг эсвэл аль хэдийн байсан самбарын дутагдалд үүсдэг гэж иргэдийн эсрэг барьцаа болгодог. Цаг агаарын загварууд 2030 онд нарны энерги ихтэй бүс нутгуудад мөлхийн ордог цасан борооны хүч 17%-иар нэмэгдэхийг таамаглаж байгаатай холбоотой маргаан үргэлжилж байна.

Мөлхийн эсрэг нарны хялгасан самбарын дизайнд шинэчлэлт оруулах

Маш их нөлөөллийн эсрэг түүхийлэглэсэн шил ба хүчирхэгжүүлсэн хүрээний технологи

Өнөөгийн нарны хавтангууд нь энгийн фотогальваник шилнээс ойролцоогоор гурван дахин илүү хүчтэй закаленный шилтэй ирдэг. Энэ тусгай шил нь секундэд 23 метрээс дээш хурдтайгаар шууд онгоцны 25 мм хэмжээтэй мөлхийг зөөвөрлөх чадвартай. Хүрээнүүдийг бас хүчирхийлсэн цагаанаар хийсэн бөгөөд даралтыг илүү сайн тараах зориулалттай тул хавтангийн жижигхэн трещиныг тархахаас сэргийлдэг. Олон удаа цохисон ч эдгээр хавтангууд бүтцийн хувьд бат бөх хэвээр үлддэг. Мэргэжлийн судалгаанд үзүүлснээр, тунадас их ордог бүс нутагт энэ төрлийн технологитой нарны энергийн суурилуулгыг хуучин загварын хавтангуудтай харьцуулахад ойролцоогоор 70-75% бага даатгалын шаардлагатай болдог.

Бат бөх чанарыг сайжруулах дараагийн үеийн инкапсулянт ба арагшааз

Материалын технологийн сүүлийн үеийн ахиц нь нарны хавтангийн бүтээн байгуулалтад маш гайхамшигтай өөрчлөлтүүдийг оруулж байна. EVA-г фторополимер давхаргатай хольсон гибрид инкапсулант нь дотор нь чийг нэвтрэхийг ойролцоогоор 40%-иар бууруулахад нэмэлтээр мөргөлдөөнийг илүү сайн тэсвэрлэдэг. Хавтангийн арын хэсэгт үйлдвэрлэгчид одоо полиамид буюлууд болон цасан чулуун эсэргүүцэх, цаг агаарын нөлөөллөөс удаан хугацаанд хамгаалах тусгай УВ бүрхүүлтэй хоёр давхар бүтцийг ашиглаж байна. Өнгөрсөн жилд Solar Builder сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаагаар эдгээр шинэ материалын тусламжтайгаар царайн хавтанг харш цаг агаартай бүс нутагт суурилуулахад 8-12 жилийн нэмэлт амьдралын хугацаатай болж, гэрлийг үр дүнтэй дамжуулах чадвараа хадгалж чаддаг болсон байна. Энэ төрлийн ахиц нь солирдох энерги системд урт хугацааны хөрөнгө оруулалт хийхийг хүсэж буй хэн бүрт чухал ач холбогдолтой.

Цасан чулуутай бүсэд нарны хялга сонгох, хамгаалах

Авах цэвэрлэгээнийг хийсэн, өндөр түвшний мөргөлдөөнд тэсвэртэй модульсийг авъяаслаг брендээс сонгох

Нарны хавтанг сонгохдоо IEC 61215 болон FM Global стандартыг хангасан бүтээгдэхүүнийг сонгоно уу. Эдгээр баталгаажуулалт нь хавтныг жилж буй цасан бөмбөлөг (25 мм, секундэд ойролцоогоор 23 метр хурдтай) -ийн эсрэг тэсвэртэй байхыг илтгэдэг. Энэ нь категори 3-ын тайфуны дагуу гарч буй нөхцөл байдлыг имитаци хийсэнтэй төстэй. Хатуу шалгуурын дагуу шалгалт хийдэг компаниуд ихэвчлэн удирдлагатай орчинд туршихад амьдарч 98% -ийн үзүүлэлттэй байдаг. Эдгээр хавтанд байгаа батуулагшсан шил нь ASTM E1038-22 стандартын дагуу 4-р ангилалд хамаарч, ойролцоогоор 44,7 Жоуль-ийн мөргөлдөөний хүчийг шингээх чадвартай. Энэ нь ердийн хавтнаас 35% илүү тэсвэртэй байдаг тул хүйтэн цаг агаарын нөхцөл байдлын дор газруудад сонгох зөв сонголт юм.

Ангилах хэмжээтэй цасан бөмбөлгөөс хамгаалах нарны хавтны зардал-ашиг шинжилгээ

Харийн эсэргүүцэх чадвартай загварууд нь анхдагчаар 8–15% илүү өртөгтэй байдаг бол, 12,000 суурилуулалтыг судалсан 2023 оны судалгаа нь хүйтэн цаг агаарт 72% бага гэмтэл гарч байгааг харуулсан. 25 жилийн турш эдгээр самбарууд нь конвенционал нэгжүүдийн 78%-ийн бодолцоотойгоор 93% үйлдвэрлэлийн чадварыг хадгалж, 6 кВт-ын систем тутамд нэмэлтээр 3,100 ам.долларын энерги үүсгэдэг. Даатгалын компаниуд ихэвчлэн баталгаажсан харийн эсэргүүцэх чадвартай суурилуулалтанд 18–22% хямдралыг санал болгодог.

Хамгаалалтыг шинэчлэх: Харийн хамгаалагч, Бүрхүүл, Тусгалын өнцгийн тохиромжтой стратеги

2022 оны NREL-ийн судалгаагаар поликарбонатаар хийсэн борооны хамгаалалт нь мөлхийн цохилтын хүчийг ойролцоогоор 65 хувиар бууруулдаг бөгөөд хүрэлцээтэй гэрлийн ойролцоогоор 97% -ийг хэвээр нь нэвтрүүлдэг. Мананы дараа цас орохын өмнө самбаруудыг илүү сайн байрлалд аваачдаг автомжууралттай налуулагч системүүд ч байдаг. Техас штатад хийсэн туршилтаар эдгээр систем нь шууд цохилтыг ойролцоогоор 80% -иар бууруулдаг байна. Усныг сөрөг түвшинд байлгадаг, жижигхэн трещинуудыг муудахаас сэргийлдэг тусгай давхаргуудыг хослуулахад эдгээр бүх шинэчлэлтүүд нь мөлхий ихээр ордог бүс нутгуудад нарны цахилгааны системийн ажиллах хугацааг 9-12 жилээр уртасгадаг.

Түгээмэл асуултууд

Нарны самбарын мөлхийн эсэргүүцлийг шалгахад ямар стандартуудыг ашигладаг вэ?

Нарны самбарыг мөлхийн эсэргүүцлийг IEC 61215 болон ASTM E1038 стандартуудыг ашиглан шалгана. Эдгээр туршилтуудад ойролцоогоор цагт 82 км хурдтай, 2.5 см диаметртэй хүйтэн бөмбөгөөр самбаруудыг цохих үйл явцыг оруулдаг.

FM Global-ийн сертификатжуулалт нарны самбарын ердийн туршилтуудаас ямар ялгаатай вэ?

FM Global сертификаци нь энгийн шалгуунаас илүү том (50 мм) цасан бөмбөлгүүдийг илүү өндөр хурдаар (30 м/с) цохих нөлөөний симуляцийг агуулдаг бөгөөд, дахин давтагдах цасан бөмбөлгийн цохилтын нөлөөг авч үзэж, бүтцийн бат бөх чанар болон цахилгаан ажиллагааны муудалтад анхаарч судалдаг.

Цахилгаан хэлтэрхийн хувьд бодит ертөнц дэх цасан бөмбөлгийн шалгалт яагаад чухал вэ?

Бодит ертөнцийн шалгалт нь цохилтын хурд, хөлдөөсөн бөмбөгийн нягт, таамаглаж болошгүй өнцгөөр цохих зэрэг нэмэлт хүчин зүйлсийг авч үздэг тул хавар мөлхийн тэсвэрт чанарыг нөлөөлж болох хүнд уур амьсгалын нөхцлийг илүү сайн имитаци хийдэг.

Цахилгаан хэлтэрхийг цасан бөмбөлгөөс хамгаалахад ямар технологийн шинэчлэлүүд тусалдаг вэ?

Хүчирхийлсэн шил, бат бөх болгосон хайрцгийн хүрээ, гибрид капсульлагч болон арагшаагуур зэрэг сүүлийн үеийн шинэлэг шийдэл нь цахилгаан хэлтэрхийн цасан бөмбөлгөөс хамгаалах тэсвэрт чанарыг ихээр сайжруулахад тусалдаг бөгөөд гэрлийг үр дүнтэй дамжуулах боломжийг хангана.

Цасан бөмбөлгөнөөс ихэвчлэн хамаардаг бүс нутагт цахилгаан хэлтэрхийг хамгаалах стратеги яаж тусалж болох вэ?

Цасан шидээр гэмтэх бүс нутгуудад нарны хавтангийн нас барах хугацааг сунгах, цасан шидний нөлөөг бууруулахын тулд далавч суурилуулах, давхарга хэрэглэх, налалтын системийг оновчлох зэрэг арга хэмжээнүүдийг хэрэглэх нь ихэвчлэн үр дүнтэй байдаг.