Кіраўніцтва па спецыфікацыі палявых дадзеных для інжынераў EPC сонечнай энергетыкі: як 4200 хімічных зазямляльных электродаў, дастаўленых на саудаўскую фотаэлектрычную электрастанцыю магутнасцю 150 МВт, на працягу пяці гадоў вытрымлівалі супраціўленне пляцоўкі 3,1 Ом пры таўшчыні глебы 1800 Ом·см, а таксама этапы закупкі, ўстаноўкі і аўдыту, якія дапамаглі нам дасягнуць гэтага.

Палявыя дадзеныя ў гэтым артыкуле паступаюць з саудаўскай фотаэлектрычнай электрастанцыі магутнасцю 150 МВт, якая паступіла да нас у жніўні 2020 года ў якасці звычайнага запыту. У другім электронным лісце мадрыдскі энергакампанент перайшоў ад цаны за адзінку да спецыфікацыі — іх вядучы інжынер перажыў праект магутнасцю 50 МВт у 2018 годзе, дзе запасы палітых стрыжняў перавысілі парог напружання дотыку на трэці год. Ніжэй прыведзена паслядоўнасць закупак, мантажу і аўдыту, якая прывяла да мадэлі працы ў сярэднім 3,1 Ом / найгоршага 4,7 Ом / пяцігадовай мадэлі працы без абслугоўвання — і партыі аднаго пастаўшчыка, якая ледзь не парушыла яе.

1. Спецыфікацыя, якая не патрабуе абслугоўвання і пачалася з няўдалай палітай расліны-стрыжня

Эталоннай аварыяй стала чылійская фотаэлектрычная электрастанцыя магутнасцю 50 МВт, уведзеная ў эксплуатацыю ў 2018 годзе са звычайнымі кіраванымі меднымі стрыжнямі і шасцімесячным цыклам паліву. Да трэцяга года дыяпазон напружання дотыку на шасці інвертарных пляцоўках выйшаў за межы праектнага значэння, бо два запланаваныя візіты на паліў у 2020 годзе былі прапушчаны (абмежаванні на паездкі з-за COVID). Стрыжні не выйшлі з ладу фізічна — яны высахлі. Супраціўленне пляцоўкі перавысіла парог 5 Ом на трох з шасці пляцоўках.

Гэта аперацыйны зазор, які закрывае хімічны зазямляльны электрод. Наш прадукт уяўляе сабой сталёвы стрыжань з медным пакрыццём (17,2 мм - 25,4 мм) унутры шнекападобнага кольца дыяметрам 100 - 150 мм, запоўненага гіграскапічным складам - ​​бентанітавай глінай, змяшанай з сульфатам магнію і вільгацятрывальнай дадаткам. Склад паглынае вільгаць навакольнага асяроддзя і ўтрымлівае яе на паверхні стрыжня; сульфат магнію падтрымлівае праводнасць непасрэднага аб'ёму глебы. Наступствам для раслін з'яўляецца тое, што акно напружання дотыку застаецца ў межах праектнага запасу на працягу 25-30 гадоў праектнага тэрміну службы, а цыкл паліву выключаецца з плана эксплуатацыі і абслугоўвання.

Для саудаўскага праекта розніца паміж палітым стрыжнем і хімічным электродам заключалася ў пяцігадовым абавязацельстве па эксплуатацыі і тэхнічным абслугоўванні, якое энергакампанія ўпісвала ў актыў з першага дня. Пасля таго, як гэтая канструкцыя будзе ўсталявана, прэмія за адзінку становіцца апраўданым пунктам расходаў.

2. Карта супраціўлення глебы, якая вызначыла 4200 электродаў

Шчыры адказ накалі хімічны электрод перастае быць неабавязковым— гэта карта супраціўлення грунту. Для завода ў Саудаўскай Аравіі мы правялі чатырохкантактнае даследаванне Венэра па ўсёй плошчы радыятара плошчай 1,8 км² з кантактамі на запланаванай глыбіні электродаў (зонды 1,5 м і 3,0 м). Прыведзеная ніжэй разбіўка — гэта тое, што я выкарыстоўваю, калі EPC задае такое ж пытанне ў новым праекце.

Важным з'яўляецца паказчык удзельнага супраціўлення на запланаванай глыбіні электрода, а не паказчык на паверхні.На саудаўскай пляцоўцы паверхневыя паказанні чатырохштыфтовага вымярэння склалі 380 Ом·см (што сведчыць аб тым, што дастаткова забітага стрыжня); паказанні на глыбіні 1,5 м склалі 1400 Ом·см, а на глыбіні 3,0 м — 1800 Ом·см. Без папластовага даследавання EPC патрабавала б абводнены інвентар забітага стрыжня.

3. Што насамрэч азначае «не патрабуе абслугоўвання» ў нашай справаздачы аб тыпавых выпрабаваннях

Гэтая фраза з'яўляецца галіновым стандартам, але нядбайна сфармуляваная, таму мы пісьмова фіксуем яе для кожнай адгрузкі. Электрод хімічнага зазямлення, які не патрабуе абслугоўвання, на нашым адпраўным доку мае чатыры інжынерныя ўласцівасці, якія адлюстроўваюцца ў справаздачы аб тыпавых выпрабаваннях, і менавіта гэтую справаздачу павінен запытаць EPC перад падпісаннем замовы на пастаўку.

1. Гіграскапічная засыпка (заМЭК 62561-7).Бентаніт, змяшаны з сульфатам магнію (не хларыдам натрыю, які разбурае стрыжні з медным пакрыццём). Выпрабаванне на іённую стабільнасць пры тэмпературы 60°C / 30 дзён выявіла недахопы пастаўшчыкоў: сумяшчальныя кампазіты маюць зніжэнне супраціўлення ≥80%; партыя пастаўшчыка 2022 года знізілася да 65%, што прывяло да пераходу на ўнутранае кампаундаванне.
2. Меднаплакаваная сталёвая аснова дляNEMA GR-1, мінімальная абалонка 254 мкм.Кантралюе гальванічную карозію. Мы адхілілі пастаўшчыка 2021 года, таўшчыня абалонкі якога складала 180 мкм — гэта адпавядала спецыфікацыям для зазямлення сігналаў нізкага току, але было занадта тонкім для імпульснай токавай нагрузкі, якую нясе заглушка ESE падчас прабою.
3. Пастаянная назіральная яма з вымяральным акном, якое прымацоўваецца да клямараў.Палімер памерам 300 мм × 300 мм × 300 мм (не бетон; бетон расколіны ў выніку засушлівых тэрмічных цыклаў). З дапамогай накладных счытвальнікаў брыгада па эксплуатацыі і тэхнічным абслугоўванні можа праверыць вынікі паўторнага выпрабавання праз пяць гадоў за 30 секунд на кожную пляцоўку.
4. У плане эксплуатацыі і тэхнічнага абслугоўвання не запланавана паўторнае паліванне.У кіраўніцтве па эксплуатацыі Саудаўскай Аравіі рэкамендуецца рабіць замену электрода на першым, трэцім і пятым гадах — нічога сярэдняга. Цыкл паліву на працягу шасці ці дванаццаці месяцаў азначае, што электрод быў падабраны няправільна.

Розніца паміжхімічны зазямляльны электродіэлектралітычны іённы зазямляльны стрыжаньУ нашай лініі геаметрычная, а не функцыянальная — медная трубка супраць сталёвага стрыжня з медным плакіраваннем, аднолькавая засыпка. Абодва матэрыялы забяспечылі аднолькавае сярэдняе супраціўленне 3,1 Ом у параўнанні з мэтавым паказчыкам 5 Ом на заводзе ў Саудаўскай Аравіі.

4. Чатыры стандарты, на якія спасылаюцца ў саудаўскай спецыфікацыі

У саудаўскай спецыфікацыі былі перакрыжаваныя спасылкі на чатыры стандарты. У энергаэфектыўных пагадненнях часцей за ўсё не ўказваецца, які стандарт рэгулюе якое рашэнне — вось рабочая карта.

Для пракладак сярэдняга напружання і падстанцыі пункта ўводу,IEEE 80іIEEE 665былі абмежаваннем прывязкі, а не неапрацаваным супраціўленнем кантактных пляцовак. Абодва лідэры павінны былі ўзгадніць IEEE 837, перш чым падпісаць дамову.

5. Дзе электроды насамрэч знаходзіліся ў масіве

На заводзе ў Саудаўскай Аравіі на пытанне «куды іх паставіць?» адказ быў атрыманы з дапамогай адналінейнай схемы, якую энергаэфектыўны сертыфікат пераглядаў тры разы перад адгрузкай першага кантэйнера. Хімічныя электроды размяшчаліся ў пяці розных тыпах месцаў, і ў дакуменце па закупцы павінна было быць указана, які стандарт рэгулюе якое месцазнаходжанне, бо адна і тая ж геаметрыя электродаў была зададзена па-рознаму для кожнага тыпу месца.

Малюнак 2 — Хімічны электрод тыпу электралітычнага іённага зазямляльнага стрыжня ў гатовай інспекцыйнай яме на інвертарнай пляцоўцы завода ў Саудаўскай Аравіі. Медны стрыжань экзатэрмічна прывараны да правадніка зазямлення абсталявання на ўзроўні інспекцыйнай ямы.

1. Інвертарныя пракладкі.Спачатку па адным электродзе на пляцоўку; дадалі другі на 14 пляцоўках, дзе апытанне на адлегласці 1,5 м перавышала 1800 Ом·см (1316 электродаў, у сярэднім 3,1 Ом).
2. Пляцоўкі трансфарматараў сярэдняга напружання.Два электроды на пляцоўку плюс павярхоўны жвіровы пласт, распрацаваныя ў адпаведнасці з акном дотыку і крокавай напругі IEEE 80 (84 пляцоўкі, 168 электродаў).
3. Камбінаваныя скрынкі.Адзін электрод у скрынцы (1890 электродаў).
4. Абодва канцы галоўнай магістралі зазямлення абсталявання пастаяннага току.Два электроды (ствал 1,4 км).
5. Заключэнні маланкаадводаў ESE.24 паветраныя клемы ESE па перыметры рашоткі і корпусе размеркавальнага прыбора сярэдняга напружання, кожная з якіх мела стрыжань зазямлення з электралітычнай іённай наканечнасцю (абяцальнай умовай была імпульсная токавая здольнасць).

Усяго: 4200 хімічных электродаў, што адпавядае графіку закупак EPC і кантэйнерам, якія пакінулі Сіньчан у перыяд з верасня 2020 года па сакавік 2022 года. Памылка, якую я часцей за ўсё бачу ў першай рэдакцыі, заключаецца ў тым, што ўсе пяць тыпаў месцаў разглядаюцца як аднолькавыя — гэта не так. У дакуменце аб закупках павінна быць указана, які стандарт рэгулюе якое месца.

6. Спецыфікацыя хіміі засыпкі, якая сапраўды адрознівала пастаўшчыка

У праекце ў Саудаўскай Аравіі двух фіналістаў у спісе заявак падзяліла спецыфікацыя засыпкі. Адзін даслаў 14-старонкавы каталог з адной спасылкай на IEC 62561-7 на адваротным баку вокладкі. Другі даслаў 38-старонкавы справаздачу аб тыпавых выпрабаваннях, які ахоплівае каэфіцыент зніжэння супраціўлення пры чатырох эталонных умовах вільготнасці, вынік іённай стабільнасці 60°C / 30 дзён, крывую ўтрымання вільгаці на працягу 90 дзён і заяву аб адпаведнасці экалагічным патрабаванням на этапе ESIA. Другі — пастаўшчык, якога EPC уключае ў 25-гадовы план эксплуатацыі і тэхнічнага абслугоўвання.

У палажэнні закупак, якое мы ў выніку напісалі для саудаўскай спецыфікацыі, былі пералічаны чатыры ўласцівасці — тыя ж чатыры, якія мы тэстуем самі для кожнай пастаўкі, і тыя ж чатыры, якія згадваюцца ў нашай справаздачы аб тыпавых выпрабаваннях.

• Каэфіцыент зніжэння ўдзельнага супраціўлення (паводле IEC 62561-7).Стандарт: 12:1 пры 20% эталоннай вільготнасці.
• Доўгатэрміновая іённая стабільнасць (60°C / 30-дзённае паўторнае выпрабаванне).Сульфат магнію над хларыдам натрыю (хларыд разбурае медныя стрыжні); парог утрымання ≥80%. Партыя пастаўшчыка 2022 года вярнулася з утрыманнем 65% — гэта стала пачаткам для ўласнага кампаундавання.
• Захаванне вільгаці на працягу 90-дзённага цыклу высыхання.73% затрымкі пасля 90 дзён пры тэмпературы 35°C / 30% адноснай вільготнасці — гэты паказчык выкарыстаў EPC для ўстанаўлення паўторнага тэставання праз пяць гадоў.
• Адпаведнасць патрабаванням да аховы навакольнага асяроддзя пры ESIA.Праходзіць стандартную панэль фільтрата ніжэй за 1 мг/л для рэгуляваных металаў.

Завод, які паказвае справаздачу аб тыпавых выпрабаваннях для чатырох уласцівасцей, — гэта той, які EPC уносіць у 25-гадовы план эксплуатацыі і тэхнічнага абслугоўвання; той, у якога ёсць толькі ліст з памерамі стрыжняў, з'яўляецца на другі год з электронным лістом аб «новым палепшаным компаунде».

7. Як мы распрацавалі шасціэтапную працэдуру для саудаўскай энергетычнай карты

Шасціэтапная працэдура спецыфікацыі, якую мы прайшлі для EPC, такая ж, як і для кожнага праекта энергаэфектыўных сонечных электрастанцый. Гэта не агульны спіс — кожны крок мае рашэнне, якое павінен прыняць інжынер EPC па сваім канкрэтным праекце.

1. Правядзіце чатырохкантактнае даследаванне супраціўлення грунту метадам Венэра па ўсёй запланаванай зоне размяшчэння.Рэкорд на глыбінях зондавання 1,5 м і 3,0 м. Розніца паміж паверхняй і глыбінёй на ўчастку ў Саудаўскай Аравіі склала 4× (380 Ом·см супраць 1800 Ом·см).
2. Усталюйце мэтавае супраціўленне для кожнай пляцоўкі з дапамогай адналінейнай дыяграмы праекта.Саудаўскі энергетычны камітэт усталяваў супраціўленне 5 Ом на кожную пляцоўку інвертара і 1 Ом для агульнай эквіпатэнцыяльнай сеткі; абодва паказчыкі вытрымліваліся на працягу пяці гадоў паўторнага тэсціравання.
3. Пакажыце хімічны склад засыпкі ў пісьмовай форме, далучыўшы справаздачу аб выпрабаваннях тыпу на чатыры ўласцівасці.Партыя пастаўшчыкоў 2022 года была тэставым прыкладам — у справаздачы было зафіксавана захаванне 65% да адгрузкі.
4. Зафіксуйце геаметрыю стрыжня і стандарт раздыма.17,2 мм × 2,4 м з медным пакрыццём для кантактных пляцовак інвертара; 25,4 мм × 2,4 м з электралітычнай іённай геаметрыяй для кантактных пляцовак сярэдняга напружання і маланкавых замыканняў. Экзатэрмічна звараныя раздымы дляIEEE 837, без механічных заціскаў.
5. Усталёўваць у непарушаную глебу з дапамогай вертыкальнага шнека дыяметрам 100 мм.Той жа шнек па ўсім масіве — без спецыяльных інструментаў. Засыпце кольца перад герметызацыяй назіральнай ямы; пазбягайце ўстаноўкі праз стаячую ваду (на гэтым аб'екце рэкамендуецца 14-дзённы сухі перыяд перад устаноўкай).
6. Праверце з дапамогай выпрабавання на падзенне напружання пры ўводзе ў эксплуатацыю і праз пяты год.Згодна з сямействам метадаў IEEE 81: супраціўленне лагаў, тэмпература глебы і вільготнасць. Паўторныя выпрабаванні на заводзе ў Саудаўскай Аравіі праз пяць гадоў паказалі сярэдняе значэнне 3,1 Ом з найгоршым значэннем пракладкі 4,7 Ом.

8. Памер блока, які мы не зразумелі з першага разу

Першыя 200 электродаў на заводзе ў Саудаўскай Аравіі былі адпраўлены са шнекам 75 мм (інжынер EPC выкарыстоўваў яго ў папярэднім праекце з забітым стрыжнем), і палявыя паказанні ў сярэднім склалі 5,8 Ом пры мэтавым значэнні 5 Ом — у злучэння не заставалася месца для гідратацыі. Мы перайшлі на 100 мм для астатніх 4000 электродаў, і сярэдняе значэнне ўпало да 3,1 Ом. 200 адтулін меншага памеру не былі паўторна прасвідраваны шнекам; гэта 6% пляцовак у дыяпазоне «вышэй за 2000 Ом·см», якія прайшлі апрацоўку падвойнымі электродамі.

Розніца ў 0,4 Ом паміж шнекам 75 мм і 100 мм — гэта самая вялікая зменная на баку ўстаноўкі, якую мы вымералі, і гэта зменная, якую кантралюе інжынер будаўнічай пляцоўкі EPC, а не завод ці хімічны склад засыпкі. Лінію кампаундавання можна зацягнуць са стала спецыфікацый; шнек — не.

9. Як гэта звязана з глабальным будаўніцтвам сонечнай энергіі — і чаму гэта важна для закупак EPC у 2026 годзе

Паказчык 3,1 Ом на заводзе ў Саудаўскай Аравіі не з'яўляецца выключэннем. У перыяд з 2020 па 2025 год, калі мы пастаўлялі фотаэлектрычныя электрастанцыі на Блізкі Усход, у Паўночную Афрыку, на паўднёвы захад ЗША і ва ўнутраную частку Аўстраліі, сярэдні супраціў пляцоўкі на правільна зададзеных устаноўках склаў ад 2,8 да 3,6 Ом пры мэтавым значэнні 5 Ом. Роскід у 0,8 Ом абумоўлены паласой грунту і дысцыплінай дыяметра адтуліны шнека на баку ўстаноўкі. Паслядоўнасць хімічнага складу засыпкі мае меншае значэнне, чым дысцыпліна дыяметра адтуліны шнека — гэта выснова здзівіла нашу каманду па кантролі якасці, калі мы параўноўвалі дадзеныя паўторных выпрабаванняў за пяць гадоў са запісамі аб устаноўках.

Гэты шаблон палявых дадзеных супадае з нарошчваннем, якое зараз усталёўваецца,Адсочванне IEA-PVPS, значна больш за 400 ГВт новых фотаэлектрычных магутнасцей у год.Здымак IEA-PVPS за 2024 годпацвярджае, што сукупны PV перавысіў 2 TW;Аднаўляльныя крыніцы энергіі МЭА 2024Згодна з дакладам, фотаэлектрычныя энергетычныя сістэмы маштабу камунальных службаў застануцца найбольшым унёскам у новыя магутнасці аднаўляльных крыніц энергіі да 2030 года. Для каманд па закупках зазямленне перайшло з агульнай лініі са стрыжнямі і заціскамі ў прызнаную катэгорыю спецыфікацый маштабу камунальных службаў, і пастаўшчыкі, якія могуць падрыхтаваць справаздачу аб выпрабаваннях тыпу для чатырох уласцівасцей, з'яўляюцца тымі, хто выйграе запыт.

10. Часта задаваныя пытанні ад каманд па закупках EPC

Што такое хімічны зазямляльны электрод для сонечнай электрастанцыі?

Меддзены сталёвы стрыжань, усталяваны вертыкальна і акружаны гіграскапічным кампазітам для засыпкі, які паглынае навакольнае вільгаць, стабілізуючы супраціўленне электродаў на працягу многіх гадоў без ручнога паліву. На заводзе ў Саудаўскай Аравіі ў 2020-2022 гадах было адгружана 4200 адзінак з сярэднім супраціўленнем 3,1 Ом на пяты год.

Чаму зазямленне, якое не патрабуе тэхнічнага абслугоўвання, важна для энергаблокаў шырокага маштабу?

Расліны займаюць дзясяткі і сотні гектараў з тысячамі месцаў размяшчэння электродаў. Традыцыйны электрод з шасці- ці дванаццацімесячным цыклам паліву не абараняе аб'ект, калі графік зрушваецца з месца. Зазямленне, якое не патрабуе тэхнічнага абслугоўвання, ліквідуе гэты цыкл.

Якое ўдзельнае супраціўленне грунту занадта высокае толькі для забітага стрыжня?

Пры напружанні вышэй за прыкладна 1000 Ом·см адзін стрыжань з медным пакрыццём не можа надзейна дасягнуць супраціўлення ніжэй за 5 Ом на пляцоўцы без недарэчнай колькасці стрыжняў або іх вельмі глыбокай усталёўкі. На заводзе ў Саудаўскай Аравіі 73% антэны знаходзілася ў дыяпазоне 1000-2000 Ом·см; 6% вышэй за 2000 Ом·см мелі электроды з дэльта-малюнкам.

Якія стандарты прымяняюцца да хімічнага зазямлення фотаэлектрычных электрастанцый?

IEEE 837для раздымаў,IEEE 80 / IEEE 665для праектавання ў стылі падстанцыі,МЭК 62561-7для зазямляльных злучэнняў іNFPA 70 (NEC) Артыкул 690для зазямлення фотаэлектрычнай сістэмы.NEMA GR-1пакрывае саму штангу.

Як доўга служыць хімічны электрод?

Правільна падабраны электрод забяспечвае стабільнае дыяпазон супраціву на працягу ўсяго разліковага тэрміну службы ад 25 да 30 гадоў. Медная абалонка кантралюе гальванічную карозію; засыпка застаецца актыўнай, таму што яна гіграскапічная. 4200 электродаў завода ў Саудаўскай Аравіі не паліваліся вадой з моманту ўстаноўкі.

Ці адпавядаюць хімічныя электроды патрабаванням NEC 690?

Так.NFPA 70 (NEC) Артыкул 690ахоплівае зазямленне фотаэлектрычнай сістэмы; хімічны электрод з медным стрыжнем іIEEE 837фурнітура задавальняе патрабаванні.

Чым адрозніваецца хімічны склад засыпкі ад простага бентаніту?

Чысты бентаніт гіграскапічны, але ў сухія сезоны яго іёны змяншаюцца. Засыпка, якая не патрабуе абслугоўвання, дадае пакет электраліта (звычайна сульфат магнію) і дабаўку для ўтрымання вільгаці.

Дзе на фотаэлектрычнай батарэі варта размяшчаць хімічныя электроды?

На заводзе ў Саудаўскай Аравіі: 1316 на пляцоўках інвертараў, 168 на пляцоўках сярэдняга напружання, 1890 на аб'яднальных скрынях, 2 на абодвух канцах магістралі пастаяннага току даўжынёй 1,4 км, 24 на канцах маланак ESE — усяго 4200. Геаметрыя адрозніваецца ў залежнасці ад месцазнаходжання.

У чым розніца паміж хімічным электродам і электралітычным іённым зазямляльным стрыжнем?

Выкарыстоўваецца як узаемазаменны ў многіх табліцах дадзеных. Унаша лінія, хімічны электрод выкарыстоўвае медную трубку;электралітычны іённы зазямляльны стрыжаньвыкарыстоўвае стрыжань, пакрыты меддзю.

11. Заключэнне — што мы папрасілі даслаць нам у Саудаўскага EPC у першы дзень

Калі вы з'яўляецеся інжынерам праекта EPC з адкрытым дакументам па закупках, мінімум, які дазваляе нам прадаставіць цану без шасцітыднёвага цыкла ўдакладненняў, - гэта тыя ж шэсць пунктаў, якія каманда з Мадрыда даслала ў жніўні 2020 года: адналінейная дыяграма з размяшчэннем электродаў, шматслаёвая здымка Венэра на запланаванай глыбіні, мэтавыя значэнні супраціўлення для кожнай пляцоўкі і кожнай сеткі, стандарт раздыма (звычайнаIEEE 837), стандарт засыпной сумесі (МЭК 62561-7), і абмежаванні Ацэнкі ўздзеяння на навакольнае асяроддзе (ESIA).

Для жывога праекта самы хуткі шлях — гэтастаронка прадукту з хімічнымі зазямляльнымі электродамі, гэтыэлектралітычны іённы зазямляльны стрыжаньіназемны модульстаронкі, абоТоп-5блог.Звяжыцеся з нашым аддзелам экспартудля непасрэднай размовы.