نظام متكامل لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية

عندما تسمع هذا المصطلح، أول ما يتبادر إلى ذهنك هو الصور الجميلة مع الألواح الموجودة على الأسطح، وجداول الإنتاج الذكية والاستقلالية الكاملة. ولكن في الممارسة العملية، وخاصة في ظروفنا،نظام متكامل لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية- غالبًا ما تكون هذه قصة عن التنازلات والاختناقات غير الواضحة والصراع المستمر مع الواقع، وليس مع كفاءة الوحدات. كثير من الناس، وخاصة أولئك الذين يأتون من الصناعات ذات الصلة مثل الهندسة الثقيلة، يعتقدون خطأً أن تجميع النظام يشبه تجميع حزام ناقل: خذ المكونات، وقم بتوصيلها، وسوف يعمل. ولكن من المؤسف أن التكامل أمر أكثر تقلباً بكثير.

أين تكمن المشكلة في "الاندماج"؟

الصعوبة الرئيسية ليست في الألواح أو العاكسات نفسها. التقنيات هناك أكثر أو أقل تطوراً. تكمن المشكلة في ربط هذه المنشأة بأكملها بالمنشأة، بنظام الطاقة الخاص بها، والأهم من ذلك، بوضع التشغيل الخاص بها. يمكنك تثبيت أغلى العاكسات الألمانية، ولكن إذا تم تصميم مسارات الكابلات والحماية بلا مبالاة، فسيكون النظام دائمًا "مشاغبًا"، مما يتسبب في حدوث أخطاء أو توقف عن العمل. لقد رأيت كائنات حيث "تأكل" الخسائر في الكابلات والموصلات المحددة بشكل غير صحيح ما يصل إلى 15٪ من الإخراج المحسوب. وهذا على الرغم من أن العميل ناضل من أجل كل نسبة مئوية من كفاءة اللوحة، حيث اختار ما بين 21.5% و21.8%.

نقطة أخرى هي مراعاة التفاصيل المحلية. على سبيل المثال، بالنسبة للمواقع الصناعية مثل تلك التي يوجد بهاشركة لونجي(موقعهم على الانترنت هوhttps://www.ljmagnet.ru- بالمناسبة، يظهر حجم الإنتاج جيدًا)، ويمثل تكامل توليد الطاقة الشمسية تحديًا من نوع مختلف. ولا يقتصر الأمر على السقف فحسب، بل غالبًا ما تكون هناك تضاريس معقدة واهتزازات ناجمة عن المعدات الثقيلة وتزايد الغبار. يمكن أن تتحلل اللوحة التي تعمل بشكل رائع في كوخ في منطقة موسكو هنا بسرعة بسبب الشقوق الصغيرة الناتجة عن الاهتزاز أو تصبح مغطاة بطبقة من الغبار الصناعي المحدد الذي لا يغسله المطر. نحتاج إلى حلول خاصة للتثبيت وزوايا التثبيت وأنظمة التنظيف. وكل هذا يجب أن يتم تضمينه في المشروع من البداية، وإلا فإن التعديلات اللاحقة ستكلف فلسا واحدا.

وهذا هو السبب وراء نهج "شراء مجموعة وتثبيتها". لا يعمل. هناك حاجة إلى تدقيق عميق للمنشأة. لقد عملنا ذات مرة في مشروع لمركز لوجستي - واعتقدنا أنه سقف مسطح مثالي. اتضح أن الهياكل الداعمة تم تصميمها مع الحد الأدنى من الهامش، وإضافة الألواح الخفيفة تعني المخاطرة بالانهيار تحت حمولة الثلوج. كان علينا مراجعة المفهوم بالكامل وإجراء تركيب أرضي على مشارف المنطقة، مما أدى إلى زيادة في التكلفة بسبب خطوط الكابلات الإضافية والأمن. التكامل، كما ترى، لا يبدأ بالألواح، بل بدراسة وثائق التصميم الخاصة بالمبنى والتحدث مع رؤساء العمال القدامى.

الخبرة من الصناعات ذات الصلة: لماذا تحصل الهندسة الثقيلة على هذه النقطة

ومن المثير للاهتمام رسم مواز هنا. لنأخذ نفس الشيء على سبيل المثالشركة لونجي(شركة شنيانغ العلمية الكهرومغناطيسية LONGJI LLC). تأسست عام 1993 بمساحة 140 ألف م2، ويعمل بها أكثر من 1200 موظف. إنهم ينتجون معدات التعدين - أشياء معقدة وحرجة تعمل في الظروف القاسية. تفكر مثل هذه الشركة المصنعة بشكل افتراضي في الموثوقية وقابلية الصيانة ودمج الوحدات في مجمع واحد خالي من المشاكل. وهذا هو جوهر التكامل، فقط في مجال مختلف.

عندما تحدثنا مع التقنيين لديهم حول مشروع تجريبي محتمل لمحطة طاقة شمسية لتزويد جزء من استهلاك الطاقة في متجرهم، لم تكن أسئلتهم الأولى تتعلق بالسعر لكل واط. سألوا: "كيف سيتصرف النظام مع عمليات التشغيل المتكررة لمنشآتنا الكهرومغناطيسية القوية؟" هل ستتحمل العاكسات طفرات الطاقة التفاعلية؟ كيف سنقوم بخدمة الألواح على ارتفاع 20 مترا إذا كانت الرافعة الرئيسية لدينا مشغولة دائما على الناقل؟؟. هذه أسئلة للممارسين الذين يعرفون أن أي نظام هو جزء من كل أكبر. إن نهجهم، الذي تم تطويره على مر السنين في مجال الهندسة الثقيلة، حيث يتم إنتاج أكثر من 4000 قطعة من المعدات سنويًا، هو أقرب بكثير إلى النهج الصحيحنظام متكامل لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئيةمن نهج البائع "المحاصر". القرارات.

وهذا النوع من الحوار على وجه التحديد ـ بين المتخصصين في مجال الطاقة وتكنولوجيات الإنتاج الأساسية ـ هو الذي يؤدي إلى ظهور مشاريع قابلة للحياة حقاً. على سبيل المثال، لا يمكنك تثبيت أجهزة استشعار لمراقبة الصدر على كل لوحة، ولكن يمكنك دمج البيانات من المحولات مباشرة في نظام SCADA الشامل للمصنع، بحيث يمكن للمرسل رؤية كل شيء على شاشة واحدة. أو لا تستخدم الألومنيوم القياسي للإطارات، بل تستخدم السبائك الأكثر مقاومة للبيئات العدوانية المستخدمة بالفعل في المؤسسة. وهذا هو التكامل الحقيقي - على مستوى المعادن والبيانات والعمليات.

الفشل يعلم أكثر من النجاح

كان لدينا مشروع في أوائل الربيع. الكائن هو مؤسسة زراعية. كنا نأمل أن يذوب الثلج ونقوم بتركيب النظام الأرضي. لقد قمنا بتثبيته، لكننا لم نأخذ في الاعتبار تفصيلًا صغيرًا واحدًا. - فيضان. جرفت المياه الذائبة بعض الهياكل الداعمة وغرق النظام. حسنًا، على الأقل لم ينهار. كان علينا تعزيز الأساس بشكل عاجل والقيام بالصرف. الآن، بالنسبة لأي تركيب أرضي في منطقة غير معروفة، فإننا نخصص ميزانية للجيوديسيا وتحليل التغيرات الموسمية في التربة. ويبدو أن هذا له علاقة بعيدة بالخلايا الكهروضوئية، ولكن بدونهانظام متكامليتحول إلى كومة من الخردة المعدنية باهظة الثمن بعد العاصفة الممطرة الأولى.

حالة أخرى هي المبالغة في تقدير قدرات التراكم. أراد العميل الاستقلال الكامل عن الشبكة. لقد أجرينا الحسابات، ورسمنا رسمًا بيانيًا جميلًا، وقمنا بتركيب مجموعة قوية من البطاريات. وبعد ستة أشهر، اتضح أن مواردهم في ظل ظروف دورات تفريغ الشحن غير المكتملة المستمرة (كان هذا هو وضع التشغيل)، تم استنفادها مرتين بأسرع ما تم حسابه. لم يكن التوفير في فواتير الكهرباء يغطي الاستبدال المبكر للبطارية. اضطررت إلى الاعتراف بالخطأ وإعادة تصميم النظام في الوضع المختلط مع الحد الأدنى من سعة المخزن المؤقت المطلوبة. أما الآن فقد أصبحنا أكثر حذراً في التعامل مع الشعارات حول "الاستقلال الكامل"؟ ونقوم دائمًا بمحاكاة العشرات من سيناريوهات التحميل قبل التوصية بمحركات الأقراص.

التفاصيل التي تصنع الفارق

هذا هو ما لا يُكتب عنه أبدًا في الكتيبات، ولكن ما هو مهم للغاية: جودة الموصلات (MC4 عبارة عن عالم كامل من المنتجات المقلدة والأصلية)، وعزم الدوران الصحيح للمسامير الموجودة على أدوات التثبيت (إذا قمت بإفراط في تشديدها، فسوف يتشقق زجاج اللوحة، وإذا لم يتم تشديدها بدرجة كافية، فسوف تمزقها الريح)، ووضع علامة على كل سلسلة في المصفوفة. بمجرد أن أمضينا نصف يوم في البحث عن مشكلة في الموقع - كان النظام معطلاً. اتضح أنه أثناء التثبيت، تم خلط سلسلتين من مصفوفات مختلفة، ولهذا السبب تلقى العاكس "غير متجانس؟" إشارة وذهب إلى الدفاع. الآن لدينا قاعدة صارمة: ضع علامة على كل شيء بشريط كهربائي ملون وقم بتسجيل مخطط الاتصال على هاتفك قبل تشديد الأطراف النهائية.

أو هنا مسألة التأريض. لنظام متكامل لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئيةهذا ليس مجرد إجراء شكلي وفقًا لـ PUE. هذه حماية ضد الإمكانات المستحثة، خاصة في المناطق الكبيرة. يمكن أن يؤدي التأريض غير الصحيح إلى تآكل إطارات اللوحة، والتداخل في نظام المراقبة، وحتى الانهيار. نستخدم دائرة منفصلة مرتبطة بحافلة التأريض الرئيسية للمبنى، ونقوم دائمًا بالتحقق من مقاومتها بعد التثبيت، بدلاً من الاعتماد على أوراق شركات البناء.

نظرة إلى المستقبل: التكامل كخدمة، وليس كمنتج

الآن يأتي المزيد والمزيد من العملاء بطلب ليس "لتسليم وتركيب النظام؟"، ولكن "نتيجة مضمونة بالكيلووات/ساعة؟". هذا هو تغيير قواعد اللعبة. الآن نحن لا نفكر كثيرًا في اللوحة التي يجب اختيارها، ولكن في كيفية ضمان أقصى قدر من الكفاءة على مدار 20-25 عامًا. يتضمن ذلك الصيانة المجدولة (التنظيف، والتشخيص باستخدام جهاز التصوير الحراري)، ومراقبة التشغيل، وحتى إدارة الأحمال من جانب المستهلك.

للصناعيين الكبار مثللونجي، قد يكون هذا النهج ذا قيمة خاصة. إنتاجها، مع أكثر من 60٪ من موظفيها الحاصلين على تعليم عالٍ، قادر ليس فقط على استهلاك الطاقة، ولكن أيضًا على إدارة جدوله الزمني بمرونة اعتمادًا على الجيل. على سبيل المثال، يمكن ربط إطلاق بعض العمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة بذروة النشاط الشمسي. هذا هو المستوى التالي من التكامل - عندما لا يتم إضافة النظام إلى المنشأة فحسب، بل يصبح جزءًا عضويًا من دورته التكنولوجية، مما يزيد من الكفاءة الإجمالية.

ونتيجة لذلك،نظام متكامل لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية- هذا ليس صندوقًا به معدات. هذه عملية طويلة، تبدأ بفهم عميق للكائن، مشبع بالخبرة (بما في ذلك المريرة) وتنتهي بعدم تسليم الكائن، ولكن مع بداية خدمته الطويلة والمتوقعة. هذا أكثر هندسة من التثبيت. ومثل أي هندسة جيدة، لا يلاحظها أحد عندما تعمل بشكل مثالي. الشيء الوحيد الذي تلاحظه هو فواتير الكهرباء الخاصة بك، والتي أصبحت أقل قليلاً، وفهم أن بعض الطاقة تولد هنا، على أرضك أو سطحك، من لا شيء - فقط من ضوء الشمس.