دليل مواصفات البيانات الميدانية لمهندسي EPC للطاقة الشمسية: كيف حافظت 4200 قطب تأريض كيميائي تم شحنها إلى محطة طاقة شمسية سعودية بقدرة 150 ميجاوات على مقاومة وسادة تبلغ 3.1 أوم على مدى خمس سنوات في تربة 1800 أوم·سم - وخطوات الشراء والتركيب والتدقيق التي أوصلتنا إلى ذلك.
باختصار شديد — خمس إجابات من تجربة حقيقية لتطبيق قطب كيميائي بقدرة 150 ميجاوات
- ما الذي تم شحنه بالفعل؟4200 قطب تأريض كيميائي لمحطة طاقة شمسية سعودية بقدرة 150 ميجاوات خلال فترة التركيب 2020-2022، بالإضافة إلى أقطاب بديلة لإعادة الاختبار في عام 2023.
- ماذا أظهرت بيانات الحقل؟بلغ متوسط مقاومة الوسادة 3.1 أوم مقابل هدف تصميم 5 أوم، مع قراءة أسوأ وسادة 4.7 أوم في إعادة الاختبار بعد خمس سنوات في أكثر زوايا المصفوفة جفافًا.
- أي نوع من أنواع التربة يبرر ذلك؟أظهر المسح الطبقي أن 73% من الأقطاب الكهربائية تقع في نطاق 1000-2000 أوم.سم؛ أما أسوأ 6% فقد تجاوزت 2500 أوم.سم حيث اضطررنا إلى مضاعفة القياس.
- ما هي المعايير التي كانت مهمة بالفعل؟ IEEE 837للموصلات،IEC 62561-7لردم الحفرة،المادة 690 من معيار NFPA 70 (NEC)بالنسبة للموصل الجانبي للخلايا الكهروضوئية، وNEMA GR-1بالنسبة لهندسة القضيب.
- ما الذي فشل وما هو الحل؟فشلت دفعة واحدة من مواد الردم التي تم الحصول عليها من الموردين في عام 2022 في إعادة اختبار استقرار الأيونات في الربع الثالث (فقدت 12 من أصل 38 عينة أكثر من 35٪ من انخفاض المقاومة بعد 30 يومًا عند 60 درجة مئوية)؛ انتقلنا إلى التركيب الداخلي وأعدنا الاختبار قبل الشحنة التالية.
تستند بيانات هذا المقال الميدانية إلى محطة طاقة شمسية سعودية بقدرة 150 ميجاواط، والتي وردت إلينا في أغسطس 2020 كاستفسار روتيني. انتقلت شركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات (EPC) التي تتخذ من مدريد مقرًا لها، من التركيز على سعر الوحدة إلى تحديد المواصفات في الرسالة الإلكترونية الثانية - إذ كان كبير مهندسيها قد مرّ بتجربة مشروع بقدرة 50 ميجاواط في عام 2018، حيث تجاوز مخزون قضبان التوصيل المائية هامش جهد التشغيل في السنة الثالثة. فيما يلي تسلسل عمليات الشراء والتركيب والتدقيق الذي أدى إلى نموذج تشغيل بمتوسط مقاومة 3.1 أوم / أسوأ أداء 4.7 أوم / خمس سنوات بدون صيانة - بالإضافة إلى دفعة الموردين الوحيدة التي كادت أن تُخلّ بهذا النموذج.
1. المواصفات التي لا تحتاج إلى صيانة والتي بدأت بفشل مصنع قضبان الري
كان العطل المرجعي في محطة طاقة شمسية تشيلية بقدرة 50 ميغاواط، تم تشغيلها عام 2018، مزودة بقضبان نحاسية تقليدية تعمل بنظام الريّ كل ستة أشهر. بحلول السنة الثالثة، تجاوز نطاق جهد التلامس في ست وسادات عاكسة الحدّ التصميمي، وذلك بسبب إلغاء زيارتين مُجدولتين للريّ عام 2020 (بسبب قيود السفر المفروضة جراء جائحة كوفيد-19). لم تتعطل القضبان فعليًا، بل جفت. تجاوزت مقاومة الوسادات عتبة 5 أوم في ثلاث من الوسادات الست.
هذه هي الفجوة التشغيلية التي يسدها قطب التأريض الكيميائي. منتجنا عبارة عن قلب فولاذي مغلف بالنحاس (قطره من 17.2 مم إلى 25.4 مم) داخل حلقة حلزونية محفورة يتراوح قطرها بين 100 مم و150 مم، مملوءة بمركب ماص للرطوبة - طين البنتونيت ممزوج بكبريتات المغنيسيوم ومادة مضافة للاحتفاظ بالرطوبة. يمتص هذا المركب الرطوبة المحيطة ويحتفظ بها على سطح القضيب؛ بينما تحافظ كبريتات المغنيسيوم على توصيلية التربة المحيطة. والنتيجة على مستوى النبات هي أن نطاق جهد التلامس يبقى ضمن هامش التصميم طوال فترة التصميم التي تتراوح بين 25 و30 عامًا، وبالتالي يتم استبعاد دورة الري من خطة التشغيل والصيانة.
بالنسبة للمشروع السعودي، تمثل الفرق بين قضيب مائي وقطب كيميائي في التزام التشغيل والصيانة لمدة خمس سنوات الذي أدرجته شركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات في العقد منذ البداية. وبمجرد تحديد هذا الإطار، يصبح سعر الوحدة الأعلى بندًا قابلاً للتبرير.
2. خريطة مقاومة التربة التي حددت 4200 قطب كهربائي
الإجابة الصادقة لـمتى يصبح استخدام القطب الكيميائي أمراً غير اختياري؟هذه خريطة مقاومة التربة. بالنسبة للمحطة السعودية، أجرينا مسحًا باستخدام أربعة أقطاب كهربائية من نوع وينر على مساحة 1.8 كيلومتر مربع، مع وضع الأقطاب على عمق الأقطاب الكهربائية المخطط له (مجسات على عمق 1.5 متر و3.0 متر). التفاصيل أدناه هي ما أستخدمه عندما يطرح مقاول الهندسة والمشتريات والإنشاءات نفس السؤال في مشروع جديد.
| نطاق المقاومة (Ω·cm) | حصة الأقطاب الكهربائية | ما حددناه |
|---|---|---|
| أقل من 500 تقريبًا | 0% (لم يكن الموقع السعودي يحتوي على تربة بهذه الموصلية) | غير قابل للتطبيق - نادر في مواقع الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجافة. |
| من 500 إلى 1000 | 21% | قطب كيميائي واحد بطول 1.5 متر لكل وسادة؛ متوسط القراءة 4.2 أوم. |
| من 1000 إلى 2000 | 73%(شريط مركز التصميم) | قطب كيميائي واحد بطول 2.4 متر لكل وسادة؛ متوسط القراءة3.1 أوم. |
| أكثر من 2000 | 6% (معظمها في الركن الجنوبي الغربي) | مضاعفة: قطبان كهربائيان بطول 2.4 متر في نمط دلتا بالإضافة إلى طبقة صغيرة من الحصى السطحي؛ أسوأ قراءة 4.7 أوم. |
الرقم المهم هو قراءة المقاومة عند عمق القطب المخطط له، وليس القراءة السطحية.في الموقع السعودي، بلغت قراءة المقاومة السطحية باستخدام جهاز قياس المقاومة رباعي الأقطاب 380 أوم.سم (مما كان سيشير إلى أن استخدام قضيب قياس المقاومة كافٍ)؛ بينما بلغت القراءة على عمق 1.5 متر 1400 أوم.سم، وعلى عمق 3 أمتار 1800 أوم.سم. لولا المسح الطبقي، لكانت شركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات قد حددت قائمة جرد باستخدام قضيب قياس المقاومة المروي.
3. ما المقصود فعلياً بمصطلح "لا يحتاج إلى صيانة" في تقرير اختبار النوع الخاص بنا
العبارة شائعة الاستخدام في هذا المجال، لكنها غير دقيقة، لذا نحرص على توثيقها كتابيًا لكل شحنة. يحتوي قطب التأريض الكيميائي الذي لا يحتاج إلى صيانة، والموجود في رصيف الشحن لدينا، على أربع خصائص هندسية تظهر في تقرير اختبار النوع، وهذا التقرير هو ما يجب على المقاول الرئيسي للمشاريع الهندسية والمشتريات والإنشاءات الاطلاع عليه قبل توقيع أمر الشراء.
- مادة ردم ماصة للرطوبة (لكلIEC 62561-7).البنتونيت المُركّب مع كبريتات المغنيسيوم (وليس كلوريد الصوديوم، الذي يُهاجم النوى المُغلّفة بالنحاس). يكشف اختبار الثبات الأيوني عند 60 درجة مئوية لمدة 30 يومًا عن أي تقصير من جانب الموردين: المركبات المُطابقة للمواصفات تُحقق خفضًا في المقاومة الكهربائية بنسبة 80% على الأقل؛ بينما انخفضت هذه النسبة في دفعة الموردين لعام 2022 إلى 65%، مما استدعى التحول إلى استخدام طريقة التركيب الداخلي.
- قلب فولاذي مغلف بالنحاس إلىNEMA GR-1، الحد الأدنى للطبقة الخارجية 254 ميكرومتر.يتحكم في التآكل الجلفاني. لقد رفضنا موردًا لعام 2021 كان غلافه بسمك 180 ميكرومتر - وهو ضمن المواصفات لتأريض إشارات التيار المنخفض ولكنه رقيق جدًا بالنسبة لحمل تيار النبض الذي تحمله نهاية ESE أثناء حدوث صاعقة.
- حفرة فحص دائمة مزودة بنافذة قياس قابلة للتثبيت.بوليمر بأبعاد 300 مم × 300 مم × 300 مم (وليس خرسانة؛ فالخرسانة تتشقق في دورات الجفاف والحرارة). تتيح القراءة المثبتة بواسطة المشبك لفريق التشغيل والصيانة التحقق من إعادة الاختبار بعد خمس سنوات في 30 ثانية لكل وسادة.
- لا يوجد جدول زمني لإعادة الري في خطة التشغيل والصيانة.ينص الدليل السعودي على تركيب المشبك في السنة الأولى والثالثة والخامسة فقط، دون أي تركيب بينهما. أما دورة الري التي تستمر ستة أو اثني عشر شهراً فتعني أن القطب الكهربائي غير مناسب.
الفرق بينقطب تأريض المواد الكيميائيةوقضيب أرضي أيوني إلكتروليتيفي خط إنتاجنا، يكمن الفرق في التصميم الهندسي وليس في الوظيفة - أنبوب نحاسي مقابل قلب فولاذي مطلي بالنحاس، مع استخدام نفس مادة الحشو. وقد حقق كلاهما نفس متوسط المقاومة 3.1 أوم مقابل الهدف المحدد وهو 5 أوم في المصنع السعودي.
4. المعايير الأربعة المشار إليها في المواصفات السعودية
أشارت المواصفات السعودية إلى أربعة معايير. أما تحديد المعيار الذي يحكم كل قرار فهو الجزء الذي غالباً ما تتركه شركات الهندسة والمشتريات والإنشاءات ضمنياً - إليكم خريطة العمل.
| معيار | ما الذي كان يحكمه | ما أظهره تقرير أداء الطاقة |
|---|---|---|
| IEEE 837 | وصلات ملحومة حرارياً من كل قطب كهربائي إلى موصل تأريض المعدات. | قائمة الموصلات لحجم الموصل المستخدم (استخدمنا 4/0 AWG للخط الرئيسي، و2 AWG للوسادات الفردية)؛ تقرير اختبار الكابل بالقضيب. |
| IEC 62561-7 | مادة الردم نفسها. | تقرير اختبار النوع: عامل تخفيض المقاومة عند الرطوبة المرجعية بالإضافة إلى 60 درجة مئوية / نتيجة استقرار الأيونات لمدة 30 يومًا.غالباً ما يغيب هذا الأمر عن عروض أسعار المنافسين. |
| المادة 690 من معيار NFPA 70 (NEC) | تحديد حجم موصل التأريض للمعدات من إطار المصفوفة إلى القطب الكهربائي. | تم تحديد حجم مسار الموصل وفقًا لجدول NEC 690، وتم إدراج إنهاء القطب الكهربائي وفقًا لمعيار مكون معترف به (UL 467 في السياق الأمريكي، على الرغم من أن المصنع نفسه يقع في المملكة العربية السعودية - استخدمت شركة EPC القائمة الأمريكية كأساس للتدقيق). |
| NEMA GR-1 | أبعاد القضيب، وسماكة الغلاف النحاسي، والاستقامة. | شهادة المصنع: القطر ±0.1 مم، سمك النحاس ≥254 ميكرومتر، الاستقامة ≤1 مم / 300 مم. |
بالنسبة لمنصات الجهد المتوسط ومحطة التحويل الفرعية POI،IEEE 80وIEEE 665كانت القيود الملزمة هي المعيار، وليس مقاومة الوسادة الخام. وكان على كلا الطرفين الاتفاق على معيار IEEE 837 قبل أن يوقع أي منهما على الموافقة.
5. أين وُضعت الأقطاب الكهربائية فعلياً على المصفوفة
في المصنع السعودي، تمت الإجابة على سؤال "أين أضعها؟" بالاستناد إلى مخطط أحادي الخط قامت شركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات بمراجعته ثلاث مرات قبل شحن أول حاوية. وُضعت الأقطاب الكيميائية في خمسة أنواع مواقع مختلفة، وكان على وثيقة الشراء تحديد المعيار الذي يحكم كل موقع، لأن نفس هندسة القطب تم تحديدها بشكل مختلف لكل موقع.
الشكل 2 - قطب كيميائي من نوع قضيب التأريض الأيوني الإلكتروليتي في حفرة فحص جاهزة في قاعدة عاكس كهربائي في مصنع سعودي. يتم لحام القلب المغلف بالنحاس حرارياً بموصل تأريض المعدات عند مستوى حفرة الفحص.
- وسادات العاكس.بدأ بواحد لكل وسادة؛ تمت إضافة واحد ثان على 14 وسادة حيث كان مسح 1.5 متر أعلى من 1800 أوم·سم (1316 قطب كهربائي، متوسط 3.1 أوم).
- وسادات محول الجهد المتوسط.قطبان كهربائيان لكل وسادة بالإضافة إلى طبقة من الحصى السطحي، مصممة وفقًا لمعيار IEEE 80 لنافذة جهد اللمس والخطوة (84 وسادة، 168 قطب كهربائي).
- صناديق التجميع.قطب كهربائي واحد لكل صندوق (1890 قطب كهربائي).
- كلا طرفي خط تأريض معدات التيار المستمر الرئيسي.قطبان كهربائيان (جذع بطول 1.4 كم).
- نهايات موصلات سفلية مقاومة للصواعق بتقنية ESE.24 طرفية هوائية ESE على محيط المصفوفة وغلاف مفاتيح الجهد المتوسط، كل منها مزود بنهاية قضيب أرضي أيوني إلكتروليتي (كانت سعة تيار النبض هي القيد الملزم).
الإجمالي: 4200 قطب كهربائي كيميائي، بما يتوافق مع جدول مشتريات شركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات والحاويات التي غادرت ميناء شينتشانغ بين سبتمبر 2020 ومارس 2022. الخطأ الأكثر شيوعًا في المراجعة الأولى هو التعامل مع جميع أنواع المواقع الخمسة على أنها متطابقة، وهذا غير صحيح. يجب أن توضح وثيقة المشتريات المعيار الذي يحكم كل موقع.
6. مواصفات كيمياء الردم التي ميزت المورد فعلياً
في المشروع السعودي، ميّزت مواصفات الردم بين المتنافسين النهائيين في قائمة العطاءات. قدّم أحدهما كتالوجًا من 14 صفحة يتضمن مرجعًا واحدًا فقط للمعيار الدولي IEC 62561-7 على الغلاف الخلفي. بينما قدّم الآخر تقرير اختبار نوعي من 38 صفحة يغطي عامل تخفيض المقاومة الكهربائية في أربع حالات رطوبة مرجعية، ونتيجة استقرار الأيونات عند 60 درجة مئوية لمدة 30 يومًا، ومنحنى احتفاظ الرطوبة لمدة 90 يومًا، وبيان الامتثال البيئي في مرحلة تقييم الأثر البيئي والاجتماعي. ويُعدّ المتنافس الثاني هو المورّد الذي يدرجه مقاول الهندسة والمشتريات والإنشاءات في خطة التشغيل والصيانة لمدة 25 عامًا.
لقد حددت لغة المشتريات التي انتهى بنا المطاف بكتابتها للمواصفات السعودية أربع خصائص - نفس الخصائص الأربع التي نختبرها داخليًا لكل شحنة، ونفس الخصائص الأربع التي تظهر في تقرير اختبار النوع الخاص بنا.
- عامل تخفيض المقاومة (وفقًا للمعيار IEC 62561-7).المعيار: 12:1 عند نسبة رطوبة مرجعية 20%.
- الاستقرار الأيوني على المدى الطويل (60 درجة مئوية / إعادة الاختبار بعد 30 يومًا).كبريتات المغنيسيوم بدلاً من كلوريد الصوديوم (يُهاجم الكلوريد النوى المُغلفة بالنحاس)؛ الحد الأدنى للاحتفاظ ≥ 80%. أظهرت دفعة الموردين لعام 2022 نسبة 65%، وهو الحد الأدنى المطلوب للتحضير الداخلي.
- الاحتفاظ بالرطوبة خلال دورة تجفيف مدتها 90 يومًا.نسبة الاحتفاظ 73% بعد 90 يومًا عند 35 درجة مئوية / 30% رطوبة نسبية - وهي نقطة البيانات التي استخدمها مركز أداء الطاقة لتحديد إعادة الاختبار في السنة الخامسة.
- الامتثال البيئي في تقييم الأثر البيئي والاجتماعي.يجتاز اختبار الترشيح القياسي بنسبة أقل من 1 ملغم/لتر للمعادن الخاضعة للتنظيم.
المصنع الذي يعرض تقرير اختبار النوع ذي الخصائص الأربع هو المصنع الذي يكتبه مهندس الإنشاءات والمشتريات والإنشاءات في خطة التشغيل والصيانة لمدة 25 عامًا؛ أما المصنع الذي يحتوي فقط على ورقة أبعاد القضيب فيظهر في السنة الثانية مع بريد إلكتروني بعنوان "مركب جديد محسن".
7. كيف حددنا الإجراء المكون من ست خطوات لمشروع الهندسة والمشتريات والإنشاءات السعودي
إنّ إجراءات تحديد المواصفات المكونة من ست خطوات التي شرحناها لمهندسي الهندسة والمشتريات والإنشاءات هي نفسها التي نتبعها في جميع مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية واسعة النطاق. وهي ليست قائمة عامة، بل إن لكل خطوة منها قرارًا يتعين على مهندس الهندسة والمشتريات والإنشاءات اتخاذه بناءً على مشروعه المحدد.
- قم بإجراء مسح مقاومة التربة باستخدام جهاز وينر ذي الأربعة دبابيس عبر المساحة المخطط لها.تم تسجيل البيانات على عمق 1.5 متر و 3.0 متر. وكان التباين بين السطح والعمق في الموقع السعودي 4 أضعاف (380 أوم.سم مقابل 1800 أوم.سم).
- حدد قيمة المقاومة المستهدفة لكل نقطة توصيل من مخطط الخط الواحد للمشروع.حددت شركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات السعودية 5 أوم لكل وسادة عاكس و1 أوم للشبكة متساوية الجهد الإجمالية؛ وقد تم الحفاظ على كليهما خلال إعادة الاختبار في السنة الخامسة.
- حدد التركيب الكيميائي لمادة الردم كتابيًا، مع إرفاق تقرير اختبار النوع ذي الخصائص الأربع.كانت دفعة الموردين لعام 2022 هي الحالة التجريبية - فقد رصد التقرير نسبة الاحتفاظ البالغة 65٪ قبل الشحن.
- قم بتثبيت هندسة القضيب ومعيار الموصل.موصلات نحاسية مغلفة بأبعاد 17.2 مم × 2.4 م لألواح العاكس؛ موصلات أيونية إلكتروليتية بأبعاد 25.4 مم × 2.4 م لألواح الجهد المتوسط ونهايات الحماية من الصواعق. موصلات ملحومة حراريًا لـIEEE 837لا توجد مشابك ميكانيكية.
- قم بالتركيب في تربة غير مضطربة باستخدام مثقاب رأسي بقطر 100 مم.نفس المثقب الحلزوني يُستخدم في جميع أنحاء المجموعة - لا حاجة لأدوات خاصة. قم بملء الفراغ الحلقي قبل إغلاق حفرة الفحص؛ تجنب التركيب عبر المياه الراكدة (يُفضل ترك الموقع جافًا لمدة 14 يومًا قبل التركيب).
- تحقق من ذلك عن طريق اختبار انخفاض الجهد عند بدء التشغيل وفي السنة الخامسة.وفقًا لمنهجية IEEE 81، تشمل القياسات المقاومة اللوغاريتمية، ودرجة حرارة التربة، والرطوبة. وقد أظهرت إعادة اختبار المصنع السعودي بعد خمس سنوات متوسط مقاومة 3.1 أوم، مع أسوأ قيمة مقاومة بلغت 4.7 أوم.
8. قسم المقاسات الذي لم نوفق فيه من المرة الأولى
تم شحن أول 200 قطب كهربائي في المصنع السعودي باستخدام مثقاب بقطر 75 مم (استخدمه مهندس الموقع التابع لشركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات في مشروع سابق باستخدام قضبان الدفع)، وسجلت قراءات الحقل متوسط مقاومة 5.8 أوم مقابل قيمة مستهدفة 5 أوم - لم يكن هناك مجال كافٍ لترطيب المركب. انتقلنا إلى استخدام مثقاب بقطر 100 مم للأقطاب الكهربائية المتبقية البالغ عددها 4000 قطب، وانخفض المتوسط إلى 3.1 أوم. لم يتم إعادة حفر الثقوب الـ 200 ذات القطر الأصغر؛ وهي تمثل 6% من نقاط التوصيل في نطاق "أعلى من 2000 أوم·سم" التي خضعت لمعالجة القطب المزدوج.
| المعلمة | نطاق العمل (مصنع سعودي) | لماذا |
|---|---|---|
| قطر القلب | 17.2 مم (وسادات العاكس)؛ 25.4 مم (وسادات الجهد المتوسط، نهايات ESE) لكلNEMA GR-1 | تؤدي النوى الأصغر إلى الحد من القوة الميكانيكية أثناء تركيب المثقب. |
| طول | 2.4 متر | تحت عمق 1.5 متر، يهيمن تقلب الرطوبة الموسمي - كانت قراءة السطح البالغة 380 أوم·سم ستكون نقطة البيانات الوحيدة لو بقينا على العمق الضحل. |
| قطر ثقب المثقب | 100 مم كحد أدنى | عند عمق أقل من 100 مم، لا تتفاعل طبقة الردم مع الماء. وقد بلغت تكلفة المحاولة الأولى في هذا الموقع، والتي بلغت 75 مم، 0.4 أوم في المتوسط. |
| حفرة الفحص والموصل | حفرة بوليمرية بأبعاد 300 مم × 300 مم × 300 مم؛ موصل ملحوم حرارياً وفقاً لمعيار IEEE 837 | يتفوق البوليمر على الخرسانة في دورات الجفاف والحرارة. فشلت المشابك الميكانيكية في اختبار التيار النبضي على منضدتنا الداخلية. |
يُعدّ فرق المقاومة البالغ 0.4 أوم بين مثقاب بقطر 75 مم وآخر بقطر 100 مم أكبر متغير تم قياسه في موقع التركيب، وهو المتغير الذي يتحكم فيه مهندس الموقع التابع لشركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات، وليس المصنع أو تركيبة مواد الردم. يمكن ضبط خط الخلط من خلال قسم المواصفات، بينما لا يمكن ضبط المثقاب.
9. كيف يرتبط هذا بالتوسع العالمي للطاقة الشمسية - ولماذا يُعدّ مهمًا لعمليات شراء الهندسة والمشتريات والإنشاءات في عام 2026
لا تُعدّ قيمة 3.1 أوم في محطة السعودية حالةً شاذة. ففي جميع شحناتنا للفترة 2020-2025 إلى محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية واسعة النطاق في الشرق الأوسط وشمال إفريقيا وجنوب غرب الولايات المتحدة وداخل أستراليا، تراوح متوسط مقاومة قواعد التثبيت في التركيبات المُصممة وفقًا للمواصفات الصحيحة بين 2.8 و3.6 أوم، مقابل هدف 5 أوم. ويعود التباين البالغ 0.8 أوم إلى دقة قياسات طبقة التربة وقطر ثقوب الحفر أثناء التركيب. وتُعدّ دقة قياسات قطر ثقوب الحفر أقل أهمية من تجانس التركيب الكيميائي لمواد الردم، وهي نتيجة فاجأت فريق ضمان الجودة لدينا عند مراجعة بيانات إعادة الاختبار بعد خمس سنوات ومقارنتها بسجلات التركيب.
يتم تطبيق نمط بيانات الحقل هذا على عملية بناء قيد التثبيت حاليًا، بواسطةتتبع IEA-PVPSأكثر من 400 جيجاواط من قدرة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجديدة سنوياً.لقطة IEA-PVPS لعام 2024يؤكد أن القيمة الحالية التراكمية قد تجاوزت 2 تيراواط؛الطاقة المتجددة وفقًا لوكالة الطاقة الدولية 2024يتوقع التقرير أن تظل الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق المرافق العامة أكبر مساهم في القدرة المتجددة الجديدة حتى عام 2030. بالنسبة لفرق المشتريات، فقد انتقل التأريض من خط قضيب ومشبك عام إلى فئة مواصفات معترف بها على نطاق المرافق العامة - والموردون الذين يمكنهم إنتاج تقرير اختبار النوع ذي الخصائص الأربع هم الذين يفوزون بالاستفسار.
10. الأسئلة المتكررة من فرق مشتريات الهندسة والمشتريات والإنشاءات
ما هو قطب التأريض الكيميائي لمزرعة الطاقة الشمسية؟
قضيب فولاذي مطلي بالنحاس، مثبت عموديًا ومحاط بمادة ماصة للرطوبة تمتص الرطوبة المحيطة، مما يُثبّت مقاومة القطب الكهربائي لسنوات دون الحاجة إلى ري يدوي. في المصنع السعودي، تم شحن 4200 وحدة خلال الفترة 2020-2022 بمتوسط مقاومة 3.1 أوم في السنة الخامسة.
لماذا يعتبر التأريض الذي لا يحتاج إلى صيانة أمراً مهماً لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية واسعة النطاق؟
تغطي النباتات مساحات تتراوح بين عشرات ومئات الهكتارات، مع وجود آلاف مواقع الأقطاب الكهربائية. يؤدي استخدام قطب كهربائي تقليدي مع دورة ري مدتها ستة أو اثني عشر شهرًا إلى ترك المنشأة دون حماية في حال تأخر الري. أما التأريض الذي لا يحتاج إلى صيانة فيلغي هذه الدورة.
ما هي مقاومة التربة التي تعتبر عالية جدًا بالنسبة لقضيب مدفوع وحده؟
عند تجاوز المقاومة 1000 أوم.سم تقريبًا، لا يمكن لقضيب نحاسي واحد مغلف أن يصل إلى أقل من 5 أوم عند نقطة التوصيل بشكل موثوق إلا باستخدام عدد كبير جدًا من القضبان أو تركيبات عميقة للغاية. في المصنع السعودي، كانت 73% من المصفوفة ضمن نطاق 1000-2000 أوم.سم؛ أما النسبة المتبقية البالغة 6% التي تتجاوز 2000 أوم.سم فقد زُوّدت بأقطاب كهربائية ذات نمط دلتا.
ما هي المعايير التي تنطبق على التأريض الكيميائي في محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
IEEE 837للموصلات،IEEE 80 / IEEE 665لتصميم محطات التحويل الفرعية،IEC 62561-7بالنسبة لمركبات التأريض، والمادة 690 من معيار NFPA 70 (NEC)لتأريض نظام الخلايا الكهروضوئية.NEMA GR-1يغطي القضيب نفسه.
كم يدوم عمر القطب الكيميائي أثناء الاستخدام؟
يُوفر القطب الكهربائي المُصمم بشكل صحيح نطاق مقاومة ثابتًا طوال فترة التصميم التي تتراوح بين 25 و30 عامًا. ويُساهم غلاف النحاس في الحد من التآكل الجلفاني، بينما تبقى مادة الردم فعّالة نظرًا لخاصيتها الاسترطابية. ولم تتم إعادة ترطيب الأقطاب الكهربائية البالغ عددها 4200 قطبًا في المحطة السعودية منذ تركيبها.
هل تفي الأقطاب الكيميائية بمتطلبات NEC 690؟
نعم.المادة 690 من معيار NFPA 70 (NEC)يغطي تأريض نظام الخلايا الكهروضوئية؛ وهو قطب كيميائي ذو قلب مغلف بالنحاس وIEEE 837التجهيزات تلبي المتطلبات.
كيف تختلف التركيبة الكيميائية لمادة الردم عن البنتونيت وحده؟
البنتونيت النقي مادة ماصة للرطوبة، لكنها تفقد محتواها الأيوني في المواسم الجافة. أما مادة الردم التي لا تحتاج إلى صيانة فتضيف مجموعة من الأملاح الإلكتروليتية (عادةً كبريتات المغنيسيوم) بالإضافة إلى مادة مضافة للاحتفاظ بالرطوبة.
أين ينبغي وضع الأقطاب الكيميائية على مصفوفة الخلايا الكهروضوئية؟
في المحطة السعودية: 1316 في منصات العاكس، و168 في منصات الجهد المتوسط، و1890 في صناديق التجميع، و2 في طرفي خط التيار المستمر الرئيسي بطول 1.4 كم، و24 في نقاط إنهاء الحماية من الصواعق - أي ما مجموعه 4200. تختلف الأشكال الهندسية باختلاف الموقع.
ما الفرق بين القطب الكيميائي وقضيب التأريض الأيوني الإلكتروليتي؟
تُستخدم هذه المصطلحات بشكل متبادل في العديد من جداول البيانات.خطنايستخدم القطب الكيميائي أنبوبًا نحاسيًا؛قضيب أرضي أيوني إلكتروليتييستخدم قلبًا مغلفًا بالنحاس.
11. الختام - ما طلبناه من شركة الهندسة والمشتريات والإنشاءات السعودية في اليوم الأول
إذا كنت مهندس مشروع EPC ولديك وثيقة الشراء مفتوحة، فإن الحد الأدنى الذي يسمح لنا بتقديم عرض سعر دون الحاجة إلى فترة توضيح مدتها ستة أسابيع هو نفس العناصر الستة التي أرسلها فريق مدريد في أغسطس 2020: مخطط الخط الواحد مع مواقع الأقطاب الكهربائية، ومسح وينر الطبقي على العمق المخطط له، وأهداف المقاومة لكل وسادة ولكل شبكة، ومعيار الموصل (عادةًIEEE 837)، معيار مركب الردم (IEC 62561-7) وقيود تقييم الأثر البيئي والاجتماعي.
بالنسبة للمشاريع الجارية، فإن المسار الأسرع هوصفحة منتج قطب التأريض الكيميائي، القضيب أرضي أيوني إلكتروليتيووحدة أرضيةالصفحات، أوأفضل 5مدونة.اتصل بقسم التصدير لدينالإجراء محادثة مباشرة.
تاريخ النشر: 28 سبتمبر 2026