על בעיית קורוזיה של לוח סולארי

היישום הגדול בקנה מידה של מערכות ייצור חשמל סולארי בסביבות קשות כמו לחות, חום וספריי מלח חשפה את האתגר הטכני העיקרי של קורוזיה של רכיב מתכת. מאמר זה מנתח את מנגנון הקורוזיה המיקרוסקופית ומשלב ניסיון תרגול הנדסי לבניית מערכת הגנה רב-ממדית כדי לספק פיתרון שיטתי להגנה על קורוזיה על תחנות כוח פוטו-וולטאיות לאורך מחזור חייהם.

1. דינמיקת קורוזיה אלקטרוכימית: מסגרות מתכת ומסילות סגסוגת אלומיניום מהוות אפקט של סוללות מיקרו בסביבה לחה, ואלמנט הכרום בפלדת אל חלד עובר פירוזון פירוזון תחת שחיקה, וקצב ההתאמה קשור באופן אקספוננציאלי לטמפרטורה. הנתונים הנמדדים של תחנת כוח חוף הראו כי קצב הקורוזיה השנתי של סוגריים מפלדת פחמן הגיע 0. 12 מ"מ, שהוא פי 3 מזה באזורים היבשתיים.

2. גזים חומציים כמו SO2 ו- NOX באזורי זיהום תעשייתיים מאיצים את חמצון המתכת, והמהירות שבה מחלפים יונים חודרים לסרט הפסיבציה באזורי ריסוס מלח יכולים להגיע פי 5 מהסביבה הרגילה.

3. כאשר עובי הסרט האנודיזציה הוא פחות מ 20 מיקרומטר, יעילות המגן יורדת ב- 60%.

1. משבר יושרה מבנית:הקורוזיה של מחבר הסוגר גורם לקשיחות המבנית לרדת ב -30%, וההסתברות לכישלון חיבור הבריח עולה פי 4 בתנאי טייפון. לאחר שעבר טייפון, נמצא כי העקירה של מערכת הסוגריים החלודה חרגה מתקן ISO פי 2.8 פעמים.

2. איומי בטיחות חשמליים:הקורוזיה של סרגל האוטובוס הנחושת של תיבת הצומת מגדיל את עמידות המגע עד פי 15 מהערך הראשוני, ואפקט הנקודה החמה גורם לטמפרטורה המקומית לעלות ביותר מ- 85 מעלות. הקורוזיה של מערכת ההארקה גורמת לערך העכבה לחרוג מהתקן ב- 7Ω, וההסתברות לפגיעה ברק עולה ב- 40%.

3. הפסד כלכלי כפול:שיעור הנחתת הכוח של הרכיב מתואם באופן חיובי עם מידת קורוזיה של מסגרת, ושיעור ההנחתה השנתי של רכיבים משורשרים קשים מגיע ל -3.2%. שיעור עלויות התחזוקה התמיכה בתחנת החשמל OPEX עלה בחדות מ -5% ל 18%.

1. מטריצת חדשנות חומרית:

Develop Cr/Ni/Mo ternary alloy coating (316L stainless steel pitting resistance equivalent PREN>35)

Apply vapor deposition Al-Mg-Si composite coating (salt spray test>3000h)

לקדם תמיכה פולימרית מזוין סיבי פחמן (מודולוס אלסטי 120GPA, צפיפות 1.6 גרם/ס"מ)

2. תכנון אופטימיזציה מבנית:

אימץ תכנון חריץ ניקוז אסימטרי (יעילות הניקוז עלתה ב- 70%)

Introduce bionic hydrophobic surface (contact angle>150 מעלות, יעילות לניקוי עצמי 92%)

יישם מערכת הגנה קתודית (פוטנציאל הנשלט על -0. 85--1. 1V לעומת CSE)

3. מערכת הפעלה ותחזוקה חכמה:

פרוס חיישן זן גרגרים סיבים בראג (דיוק 1με, חיים 25 שנים)

Establish corrosion big data model (prediction accuracy>85%)

פיתוח ציפוי מיקרו-קפסולות לריפוי עצמי (יעילות תיקון 90%, טמפרטורת ההדק 60 מעלות)

4. שדרוג מערכת סטנדרטית:

גיבוש מפרט הסמכת אנטי-קורוזיה ברמת C5 (ISO 12944 תקן)

שפר את הנחיות העיצוב הפוטו-וולטאיות של הפוטו-וולטאיות (IEC 61701 גרסה משופרת)

קבע מערכת תאומים דיגיטליים להגנת קורוזיה (כולל 12 מדדי ביצועים מרכזיים)

1. אופטימיזציה של חומרים:בחר חומרים עם עמידות בפני קורוזיה חזקה, כמו מסגרות סגסוגת אלומיניום כדי להחליף מסגרות פלדה מסורתיות. סרט התחמוצת שנוצר באופן טבעי על פני השטח של סגסוגת אלומיניום יכול להתנגד ביעילות לקורוזיה, והוא קל וקל להתקנה. עבור סוגריים נעשה שימוש בפלדה מגולוונת חמה, ועובי השכבה המגולוונת אמור לעמוד בסטנדרטים בתעשייה כדי לשפר את עמידות החלודה.

2. טיפול בהגנה על פני השטח:טיפול הגנה נוסף מבוצע על פני חלקי המתכת של לוחות סולאריים. אם ריסוס צבע נגד קורוזיה, בחר צבע אקרילי או צבע פלואור-פחמן עם עמידות טובה בפני מזג אוויר והדבקה, וודא שמשטח המתכת נקי ויבש לפני הריסוס כדי להבטיח את יעילות הציפוי. בנוסף, ניתן להשתמש בטכנולוגיית ציפוי אלקטרופורטי גם ליצירת סרט מגן אחיד וצפוף על פני המתכת כדי לשפר את הביצועים נגד קורוזיה.

3. תחזוקה שוטפת:להקים מערכת פיקוח רגילה. מומלץ לבצע בדיקה מקיפה של פאנלים סולאריים בכל רבע. תוכן הבדיקה כולל התבוננות אם לחלקי המתכת יש סימני חלודה. אם יש חלודה קלה, טיפול בזמן, כמו ליטוש והסרת חלודה, ואז צביעה מחדש. במקביל, שמור על פני השטח של הפאנל הסולארי כדי להימנע מהצטברות אבק ולכלוך, ולמנוע מהתאמת חלודה להאיץ את הקורוזיה כתוצאה מקורוזיה תחת לכלוך.

4. תכנון יכולת הסתגלות סביבתית:תכנון ממוקד מתבצע על פי המאפיינים האקלימיים והסביבתיים של אזור ההתקנה. באזורי לחות גבוהה או בחוף, חיזקו אמצעי מגן, כמו הגדלת עובי הציפוי או שימוש בציפויים עמידים לרסס מלח מיוחד; באזורים נוטים לגשם חומצי, נבחרים חומרים עמידים בפני חומצה וציפוי מגן כדי לשפר את יכולת ההסתגלות של לוחות סולאריים לסביבות מיוחדות.