Lauka datu specifikācijas rokasgrāmata saules enerģijas ražošanas inženieriem: kā 4200 ķīmiskās zemējuma elektrodi, kas piegādāti uz 150 MW Saūda Arābijas fotoelektrisko staciju, piecu gadu laikā noturēja 3,1 Ω kontaktligzdas pretestību pie 1800 Ω·cm augsnes, un iepirkuma, uzstādīšanas un audita soļi, kas mūs šajā procesā noveda.

Šajā rakstā sniegtie lauka dati ir iegūti no 150 MW Saūda Arābijas fotoelektriskās elektrostacijas, kas pie mums nonāca 2020. gada augustā kā ierasta pieprasījuma. Madridē bāzētais EPC otrajā e-pastā pārgāja no cenas par vienību uz specifikāciju — viņu vadošais inženieris 2018. gadā bija īstenojis 50 MW projektu, kurā dzirdināto stieņu krājumi trešajā gadā bija pārsniedzuši pieskāriena sprieguma robežu. Tālāk ir sniegta iepirkuma, uzstādīšanas un audita secība, kas radīja 3,1 Ω vidējo / ​​4,7 Ω sliktāko / piecu gadu bezapkopes darbības modeli — un vienu piegādātāja partiju, kas gandrīz to sabojāja.

1. Bezapkopes specifikācija, kas sākās ar neveiksmīgu laistāmā stieņa iekārtu

Atsauces atteice bija 50 MW Čīles fotoelektriskā elektrostacija, kas tika nodota ekspluatācijā 2018. gadā ar parastajiem darbināmajiem vara pārklājuma stieņiem un sešu mēnešu laistīšanas ciklu. Līdz trešajam gadam sešu invertora kontaktligzdu pieskāriena sprieguma logs bija pārsniedzis projektēto robežu, jo divas plānotās laistīšanas vizītes 2020. gadā tika izlaistas (COVID-19 ceļošanas ierobežojumi). Stieņi nebija fiziski salūzuši — tie bija izžuvuši. Triju no sešu kontaktligzdu kontaktligzdu pretestība pārsniedza 5 Ω slieksni.

Tā ir darbības sprauga, ko aizpilda ķīmiskās zemējuma elektrods. Mūsu produkts ir ar varu pārklāts tērauda serde (17,2 mm līdz 25,4 mm) 100 mm līdz 150 mm vītņotā gredzenā, kas aizpildīts ar higroskopisku savienojumu — bentonīta mālu, kas sajaukts ar magnija sulfātu un mitruma saglabāšanas piedevu. Savienojums absorbē apkārtējā mitruma līmeni un notur to pie stieņa virsmas; magnija sulfāts uztur tiešo augsnes tilpumu vadītspējīgu. Sekas iekārtas līmenī ir tādas, ka pieskāriena sprieguma logs 25 līdz 30 gadu projektētajā kalpošanas laikā paliek projektētajā robežās, un laistīšanas cikls netiek iekļauts ekspluatācijas un uzturēšanas plānā.

Saūda Arābijas projektā atšķirība starp laistītu stieni un ķīmisko elektrodu bija piecu gadu ekspluatācijas un uzturēšanas saistības, ko EPC ierakstīja aktīvam jau pirmajā dienā. Kad šis karkass ir uzstādīts, piemaksa par vienību kļūst par pamatotu pozīcijas pozīciju.

2. Augsnes pretestības karte, kas noteica 4200 elektrodus

Godīga atbilde uzKad ķīmiskais elektrods vairs nav izvēles iespējair augsnes pretestības karte. Saūda Arābijas rūpnīcai mēs veicām Wenner četru tapu apsekojumu 1,8 km² masīva nospiedumā ar tapām plānotajā elektrodu dziļumā (1,5 m un 3,0 m zondes). Tālāk sniegto sadalījumu es izmantoju, kad EPC uzdod to pašu jautājumu jaunā projektā.

Svarīgais skaitlis ir pretestības rādījums plānotajā elektroda dziļumā, nevis virsmas rādījums.Saūda Arābijas objektā virsmas četru tapu rādījums bija 380 Ω·cm (tas liecinātu, ka pietiek ar dzītu stieni); 1,5 m rādījums bija 1400 Ω·cm un 3,0 m rādījums bija 1800 Ω·cm. Bez slāņveida apsekojuma EPC būtu noteicis laistīta dzīta stieņa inventarizāciju.

3. Ko mūsu tipa pārbaudes ziņojumā patiesībā nozīmē “bez apkopes”

Šī frāze ir nozares standarts, taču pavirša, tāpēc mēs to pierakstām katram sūtījumam. Mūsu nosūtīšanas dokā esošajam bezapkopes ķīmiskajam zemējuma elektrodam ir četras inženiertehniskās īpašības, kas parādās tipa pārbaudes ziņojumā, un tieši šis ziņojums ir tas, ko energoefektivitātes speciālistam (EPC) vajadzētu pieprasīt pirms pasūtījuma parakstīšanas.

1. Higroskopisks aizbērums (uzIEC 62561-7).Bentonīts, kas savienots ar magnija sulfātu (nevis nātrija hlorīdu, kas bojā ar varu pārklātus serdeņus). 60 °C/30 dienu jonu stabilitātes tests atklāj piegādātāju īsceļus: atbilstošiem savienojumiem pretestības samazinājums ir ≥80 %; 2022. gada piegādātāja partijai tas samazinājās līdz 65 %, izraisot iekšējās savienojumu ražošanas pāreju.
2. Ar vara pārklājumu tērauda serde līdzNEMA GR-1, minimālais apšuvums 254 µm.Kontrolē galvanisko koroziju. Mēs noraidījām 2021. gada piegādātāju, kura apšuvums bija 180 µm biezs — atbilst zemstrāvas signāla zemējuma specifikācijām, bet ir pārāk plāns impulsstrāvas slodzei, ko ESE savienojuma savienojums rada strāvu pārraides laikā.
3. Pastāvīga pārbaudes bedre ar piestiprināmu mērīšanas logu.300 mm × 300 mm × 300 mm polimērs (nevis betons; betons plaisā saustermiskā ciklā). Nolasīšanas skava ļauj ekspluatācijas un uzturēšanas komandai pārbaudīt piektā gada atkārtoto testu 30 sekundēs uz katru spilventiņu.
4. Ekspluatācijas un uzturēšanas plānā nav paredzēta atkārtota laistīšana.Saūda Arābijas rokasgrāmatā ir norādīts uzlikt skavu pirmajā, trešajā un piektajā gadā — nekas pa vidu. Sešu vai divpadsmit mēnešu laistīšanas cikls nozīmē, ka elektrods ir nepareizi norādīts.

Atšķirība starpķīmiskās zemējuma elektrodsunelektrolītiskā jonu zemējuma stienisMūsu līnijā tas ir ģeometrisks, nevis funkcionāls — vara caurule pretstatā ar varu pārklātam tērauda serdeņam, viens un tas pats pildījums. Abas nodrošināja vienādu vidējo pretestību 3,1 Ω, salīdzinot ar 5 Ω mērķi Saūda Arābijas rūpnīcā.

4. Četri standarti, uz kuriem ir atsauces Saūda Arābijas specifikācijā

Saūda Arābijas specifikācijā bija atsauces uz četriem standartiem. Kurš standarts noteica kuru lēmumu, ir tā daļa, ko energoefektivitātes līgumi visbiežāk atstāj netieši norādītu — šeit ir darba shēma.

MV spilventiņiem un POI apakšstacijai,IEEE 80unIEEE 665bija saistošais ierobežojums, nevis neapstrādāta kontaktligzdu pretestība. Abiem vadiem bija jāvienojas par IEEE 837, pirms jebkurš no tiem tika parakstīts.

5. Kur elektrodi faktiski atradās masīvā

Saūda Arābijas rūpnīcā jautājums “kur man tos novietot” tika atbildēts, izmantojot vienas līnijas diagrammu, kuru EPC pārskatīja trīs reizes pirms pirmā konteinera nosūtīšanas. Ķīmiskie elektrodi tika piegādāti piecās dažādās vietās, un iepirkuma dokumentā bija jānorāda, kurš standarts regulē kuru vietu, jo katrai no tām tika noteikta atšķirīga elektrodu ģeometrija.

2. attēls. Elektrolītisko jonu zemējuma stieņa tipa ķīmiskais elektrods gatavā pārbaudes bedrē Saūda Arābijas rūpnīcas invertora laukumā. Ar vara apvalkoto serdi eksotermiski sametina ar iekārtas zemējuma vadītāju pārbaudes bedres līmenī.

1. Invertora spilventiņi.Sākumā tika izmantots viens elektrods uz katru spilventiņu; tika pievienots otrs elektrods uz 14 spilventiņiem, kur 1,5 m apsekojums pārsniedza 1800 Ω·cm (1316 elektrodi, vidēji 3,1 Ω).
2. MV transformatoru paliktņi.Divi elektrodi uz katras kontaktligzdas plus virsmas grants slānis, kas izstrādāts atbilstoši IEEE 80 pieskāriena un soļsprieguma logam (84 kontaktligzdas, 168 elektrodi).
3. Kombinētās kastes.Viens elektrods kastītē (1890 elektrodi).
4. Galvenā līdzstrāvas iekārtas zemējuma maģistrāles abi gali.Divi elektrodi (1,4 km stumbrs).
5. ESE zibens novadvadu termināļi.24 ESE gaisa termināļi uz masīva perimetra un MV sadales iekārtas korpusa, katrs ar elektrolītiskā jonu zemējuma stieņa savienojumu (impulsstrāvas kapacitāte bija saistošais ierobežojums).

Kopā: 4200 ķīmiskie elektrodi, kas atbilst EPC iepirkumu grafikam un konteineriem, kas izveda no Siņčanas laikā no 2020. gada septembra līdz 2022. gada martam. Kļūda, ko visbiežāk redzu pirmajā pārskatīšanā, ir visu piecu atrašanās vietu veidu uzskatīšana par identiskiem — tie tādi nav. Iepirkuma dokumentā ir jānorāda, kurš standarts regulē kuru atrašanās vietu.

6. Aizpildījuma ķīmiskā sastāva specifikācija, kas faktiski diferencēja piegādātāju

Saūda Arābijas projektā aizpildījuma specifikācija šķīra divus finālistus piedāvājumu sarakstā. Viens no tiem nosūtīja 14 lappušu katalogu ar vienu IEC 62561-7 atsauci uz aizmugurējā vāka. Otrs nosūtīja 38 lappušu tipa testa ziņojumu, kurā bija ietverts pretestības samazinājuma koeficients četros atsauces mitruma apstākļos, 60 °C/30 dienu jonu stabilitātes rezultāts, 90 dienu mitruma saglabāšanas līkne un ESIA posma vides atbilstības deklarācija. Otrais ir piegādātājs, ko EPC iekļauj 25 gadu ekspluatācijas un uzturēšanas plānā.

Iepirkuma formulējumā, ko mēs galu galā uzrakstījām Saūda Arābijas specifikācijai, bija norādītas četras īpašības — tās pašas četras, ko mēs pārbaudām katrā sūtījumā uz vietas, un tās pašas četras, kas ir iekļautas mūsu tipa testa ziņojumā.

• Pretestības samazināšanas koeficients (saskaņā ar IEC 62561-7).Standarts: 12:1 pie 20% atsauces mitruma.
• Ilgtermiņa jonu stabilitāte (60°C/30 dienu atkārtota pārbaude).Magnija sulfāts virs nātrija hlorīda (hlorīds iedarbojas uz vara pārklātiem serdeņiem); robežvērtība ≥80 % saglabāšanas. 2022. gada piegādātāja partijas rezultāts bija 65 % — tas ir iekšējas ražošanas sākuma rādītājs.
• Mitruma saglabāšana 90 dienu žāvēšanas cikla laikā.73 % noturība pēc 90 dienām 35 °C temperatūrā / 30 % relatīvais mitrums — datu punkts, ko EPC izmantoja, lai noteiktu atkārtotas pārbaudes nepieciešamību pēc pieciem gadiem.
• Vides atbilstība ESIA.Atbilst standarta filtrāta pārbaudes kritērijiem, ja regulēto metālu koncentrācija ir zem 1 mg/l.

Rūpnīca, kurā ir redzams četru īpašību tipa pārbaudes ziņojums, ir tā, ko EPC ieraksta 25 gadu ekspluatācijas un uzturēšanas plānā; tā, kurā ir tikai stieņu izmēru lapa, parādās otrajā gadā ar e-pastu par "jaunu uzlabotu savienojumu".

7. Kā mēs definējām sešu soļu procedūru Saūda Arābijas EPC

Sešu soļu specifikācijas procedūra, ko mēs izgājām cauri EPC, ir tāda pati, kādu mēs izmantojam katrā liela mēroga fotoelektrisko iekārtu projektā. Tas nav vispārīgs saraksts — katram solim ir pievienots lēmums, kas EPC inženierim jāpieņem savā konkrētajā projektā.

1. Veiciet Vennera četru tapu augsnes pretestības mērīšanu visā plānotajā nospiedumā.Ieraksts fiksēts 1,5 m un 3,0 m zondēšanas dziļumā. Virsmas un dziļuma atšķirība Saūda Arābijas objektā bija 4× (380 Ω·cm pret 1800 Ω·cm).
2. Iestatiet mērķa pretestību katram kontaktam no projekta vienas līnijas diagrammas.Saūda Arābijas EPC noteica 5 Ω uz katru invertora laukumu un 1 Ω visam ekvipotenciālajam tīklam; abas vērtības saglabājās līdz piektā gada atkārtotajai pārbaudei.
3. Rakstveidā norādiet aizpildījuma ķīmisko sastāvu, pievienojot četru īpašību tipa testa ziņojumu.2022. gada piegādātāja partija bija testa gadījums — ziņojumā tika konstatēta 65 % noturība pirms nosūtīšanas.
4. Nofiksējiet stieņa ģeometriju un savienotāja standartu.17,2 mm × 2,4 m vara apvalks invertora kontaktligzdām; 25,4 mm × 2,4 m elektrolītisko jonu ģeometrija MV kontaktligzdām un zibensdrošības savienojumiem. Eksotermiski metināti savienotāji arIEEE 837, bez mehāniskām skavām.
5. Uzstādīt neskartā augsnē ar 100 mm vertikālu urbi.Viens un tas pats urbis visā montāžas laukumā — nav nepieciešami īpaši instrumenti. Pirms pārbaudes bedres noslēgšanas aizberiet gredzenveida telpu; izvairieties no uzstādīšanas stāvošā ūdenī (šajā objektā ieteicams ievērot 14 dienu sausuma periodu pirms uzstādīšanas).
6. Pārbaudiet ar potenciāla krituma testu nodošanas ekspluatācijā laikā un pēc pieciem gadiem.Saskaņā ar IEEE 81 metožu saimi; baļķu pretestība, augsnes temperatūra un mitrums. Saūda Arābijas rūpnīcas piektā gada atkārtotajā testā vidēji tika iegūti 3,1 Ω rezultāti, bet sliktākais blīvējuma rādītājs bija 4,7 Ω.

8. Izmēru bloks, kuru mēs pirmajā reizē neizdevās pareizi noteikt

Pirmie 200 elektrodi Saūda Arābijas rūpnīcā tika piegādāti ar 75 mm urbi (EPC objekta inženieris to bija izmantojis iepriekšējā piedziņas stieņu projektā), un lauka rādījumi bija 5,8 Ω vidēji pret 5 Ω mērķi — savienojumam nebija vietas hidratācijai. Atlikušajiem 4000 elektrodiem mēs pārgājām uz 100 mm, un vidējais rādītājs samazinājās līdz 3,1 Ω. 200 pārāk mazie caurumi netika atkārtoti urbti; tie ir 6% spilventiņu diapazonā “virs 2000 Ω·cm”, kuriem tika veikta dubulto elektrodu apstrāde.

0,4 Ω starpība starp 75 mm un 100 mm urbi ir lielākais vienīgais mainīgais lielums uzstādīšanas pusē, ko esam izmērījuši, un to kontrolē EPC objekta inženieris, nevis rūpnīca vai aizpildījuma ķīmija. Maisīšanas līniju var pievilkt no specifikāciju galda; urbi nevar.

9. Kā tas ir saistīts ar globālo saules enerģijas izbūvi un kāpēc tas ir svarīgi EPC iepirkumiem 2026. gadā

Saūda Arābijas rūpnīcas 3,1 Ω nav izņēmums. Visās mūsu 2020.–2025. gada piegādēs komunālo pakalpojumu mēroga fotoelektriskajām iekārtām Tuvajos Austrumos, Ziemeļāfrikā, ASV dienvidrietumos un Austrālijas iekšzemē vidējā kontaktligzdu pretestība pareizi norādītajās instalācijās ir bijusi 2,8–3,6 Ω diapazonā, salīdzinot ar 5 Ω mērķi. 0,8 Ω izkliedi nosaka augsnes josla un urbuma diametra disciplīna uzstādīšanas pusē. Aizpildījuma ķīmiskā sastāva konsistencei ir mazāka nozīme nekā urbuma diametra disciplīnai — atklājums, kas pārsteidza mūsu kvalitātes nodrošināšanas komandu, kad mēs revidējām piektā gada atkārtotās testēšanas datus, salīdzinot tos ar uzstādīšanas ierakstiem.

Šis lauka datu modelis atbilst pašlaik instalētajai izbūveiIEA-PVPS izsekošana, krietni vairāk nekā 400 GW jaunas FV jaudas gadā.IEA-PVPS momentuzņēmums 2024. gadamapstiprina, ka kumulatīvā PV ir pārsniegusi 2 TW;IEA atjaunojamie energoresursi 2024Ziņojumā prognozēts, ka komunālo pakalpojumu mēroga fotoelektriskās iekārtas līdz 2030. gadam joprojām būs lielākais ieguldījums jaunās atjaunojamās enerģijas jaudās. Iepirkumu komandām zemējums ir pārgājis no vispārīgas stieņu un skavu līnijas uz atzītu komunālo pakalpojumu mēroga specifikācijas kategoriju, un piegādātāji, kas var sagatavot četru īpašumu tipa testa ziņojumu, ir tie, kas uzvar konkursā.

10. Bieži uzdotie jautājumi no EPC iepirkumu komandām

Kas ir saules enerģijas saimniecības ķīmiskās zemēšanas elektrods?

Ar varu pārklāts tērauda stienis, kas vertikāli uzstādīts un ko ieskauj higroskopisks aizpildījuma maisījums, kas absorbē apkārtējā mitruma daudzumu, stabilizējot elektroda pretestību vairāku gadu garumā bez manuālas laistīšanas. Saūda Arābijas rūpnīcā 2020.–2022. gadā tika piegādāti 4200 stieņi ar vidējo pretestību 3,1 Ω piektajā gadā.

Kāpēc bezapkopes zemējums ir svarīgs komunālo pakalpojumu mēroga fotoelektriskajām sistēmām?

Augi klāj desmitiem līdz simtiem hektāru, un tajos ir tūkstošiem elektrodu. Tradicionāls elektrods sešu vai divpadsmit mēnešu laistīšanas ciklā atstāj resursu neaizsargātu, ja grafiks nobīdās. Bezapkopes zemējums novērš ciklu.

Kāda augsnes pretestība ir pārāk augsta tikai dzītam stienim?

Virs aptuveni 1000 Ω·cm viens ar varu pārklāts stienis nevar droši sasniegt pretestību zem 5 Ω kontaktligzdā bez nepamatoti liela stieņu skaita vai ļoti dziļas uzstādīšanas. Saūda Arābijas rūpnīcā 73% no masīva atradās 1000–2000 Ω·cm diapazonā; 6% virs 2000 Ω·cm bija ar delta rakstu elektrodiem.

Kādi standarti attiecas uz ķīmisku zemējumu fotoelektriskajās iekārtās?

IEEE 837savienotājiem,IEEE 80 / IEEE 665apakšstacijas stila projektēšanai,IEC 62561-7zemējuma savienojumiem unNFPA 70 (NEC) 690. pantsPV sistēmas zemēšanai.NEMA GR-1nosedz pašu stieni.

Cik ilgi kalpo ķīmiskais elektrods?

Pareizi izvēlēts elektrods nodrošina stabilu pretestības logu visam 25 līdz 30 gadu projektētajam kalpošanas laikam. Vara apšuvums kontrolē galvanisko koroziju; aizbērums saglabājas aktīvs, jo tas ir higroskopisks. Saūda Arābijas rūpnīcas 4200 elektrodi kopš uzstādīšanas nav atkārtoti laistīti.

Vai ķīmiskie elektrodi atbilst NEC 690 prasībām?

Jā.NFPA 70 (NEC) 690. pantsaptver PV sistēmas zemējumu; ķīmisku elektrodu ar vara pārklātu serdi unIEEE 837armatūra atbilst prasībām.

Kā aizpildījuma ķīmiskā sastāva atšķiras no bentonīta vien?

Tīrs bentonīts ir higroskopisks, bet sausos gadalaikos samazina jonu saturu. Bezapkopes aizbērums pievieno elektrolīta sāls paketi (parasti magnija sulfātu) un mitruma saglabāšanas piedevu.

Kur PV masīvā jānovieto ķīmiskie elektrodi?

Saūda Arābijas rūpnīcā: 1316 invertora laukumos, 168 MV laukumos, 1890 kombinatoru kārbās, 2 abos 1,4 km garā līdzstrāvas maģistrāles galos, 24 ESE zibens pieslēgumos — kopā 4200. Ģeometrija atšķiras atkarībā no atrašanās vietas.

Kāda ir atšķirība starp ķīmisko elektrodu un elektrolītisko jonu zemējuma stieni?

Daudzās datu lapās tiek lietots savstarpēji aizvietojams.mūsu līnijaķīmiskajā elektrodā tiek izmantota vara caurule;elektrolītiskā jonu zemējuma stienisizmanto ar varu pārklātu kodolu.

11. Noslēgums — Ko mēs lūdzām Saūda Arābijas EPC mums atsūtīt pirmajā dienā

Ja esat EPC projekta inženieris ar atvērtu iepirkuma dokumentu, minimums, kas ļauj mums iesniegt piedāvājumu bez sešu nedēļu skaidrojuma cikla, ir tie paši seši vienumi, ko Madrides komanda nosūtīja 2020. gada augustā: vienlīnijas diagramma ar elektrodu atrašanās vietām, slāņveida Vennera apsekojums plānotajā dziļumā, pretestības mērķi katram kontaktligzdai un katram režģim, savienotāja standarts (parastiIEEE 837), aizpildījuma maisījuma standarts (IEC 62561-7) un ESIA ierobežojumi.

Aktīvam projektam ātrākais ceļš irķīmiskās zemējuma elektroda produkta lapa, theelektrolītiskā jonu zemējuma stienisunzemes modulislapas vai5 labākieemuārs.Sazinieties ar mūsu eksporta nodaļutiešai sarunai.