สินค้า

ระบบสายดินที่ไม่ต้องบำรุงรักษาสำหรับฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์: การกำหนดคุณสมบัติของอิเล็กโทรดเคมีสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่

คู่มือข้อมูลจำเพาะภาคสนามสำหรับวิศวกร EPC ด้านพลังงานแสงอาทิตย์: วิธีที่อิเล็กโทรดกราวด์เคมี 4,200 ตัวที่จัดส่งไปยังโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 150 เมกะวัตต์ในซาอุดีอาระเบียสามารถรักษาค่าความต้านทานแผ่นรอง 3.1 โอห์มได้ตลอดห้าปีในดินที่มีความต้านทาน 1,800 โอห์ม·เซนติเมตร — และขั้นตอนการจัดซื้อ การติดตั้ง และการตรวจสอบที่ทำให้เราบรรลุเป้าหมายนั้น

สรุปโดยย่อ — คำตอบ 5 ข้อจากประสบการณ์จริงในการใช้งานอิเล็กโทรดเคมีขนาด 150 เมกะวัตต์

  • สินค้าที่จัดส่งจริงคืออะไร?จัดส่งอิเล็กโทรดต่อลงดินทางเคมีจำนวน 4,200 ชุด ให้กับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 150 เมกะวัตต์ในซาอุดีอาระเบีย ในช่วงปี 2020-2022 พร้อมทั้งอิเล็กโทรดสำรองสำหรับการทดสอบซ้ำในปี 2023
  • ข้อมูลภาคสนามแสดงอะไรบ้าง?ค่าความต้านทานเฉลี่ยของแผ่นรองอยู่ที่ 3.1 โอห์ม เทียบกับเป้าหมายที่ออกแบบไว้ที่ 5 โอห์ม โดยแผ่นรองที่แย่ที่สุดมีค่าความต้านทาน 4.7 โอห์ม ในการทดสอบซ้ำเมื่อครบ 5 ปี ในมุมที่แห้งที่สุดของแผงโซลาร์เซลล์
  • ชั้นดินใดที่สนับสนุนแนวคิดนี้?จากการสำรวจแบบหลายชั้น พบว่า 73% ของอิเล็กโทรดอยู่ในช่วง 1,000-2,000 โอห์ม·เซนติเมตร ส่วน 6% ที่แย่ที่สุด มีค่าเกิน 2,500 โอห์ม·เซนติเมตร ซึ่งเราต้องใช้อิเล็กโทรดสองตัวซ้อนกัน
  • มาตรฐานใดบ้างที่สำคัญจริง ๆ? อีไออี 837สำหรับตัวเชื่อมต่อIEC 62561-7สำหรับการถมดินกลับNFPA 70 (NEC) มาตรา 690สำหรับตัวนำด้าน PV และเนมา จีอาร์1สำหรับรูปทรงของแท่งโลหะ
  • อะไรที่ล้มเหลว และแก้ไขอย่างไร?ผลิตภัณฑ์ถมดินที่จัดหาจากซัพพลายเออร์ล็อตหนึ่งในปี 2022 ไม่ผ่านการทดสอบความเสถียรของไอออนในไตรมาสที่ 3 ของเรา (ตัวอย่าง 12 จาก 38 ตัวอย่างสูญเสียความต้านทานมากกว่า 35% หลังจาก 30 วันที่อุณหภูมิ 60°C) เราจึงเปลี่ยนไปใช้การผสมสารประกอบเองภายในบริษัท และทำการทดสอบซ้ำก่อนการจัดส่งครั้งต่อไป
รูปที่ 1 — ท่อทองแดงสำหรับต่อลงดินทางเคมีถูกหย่อนลงไปในหลุมที่เจาะไว้สำหรับฐานอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ในระหว่างการติดตั้งโรงงานในซาอุดีอาระเบียปี 2021 สารประกอบสำหรับถมกลับถูกเติมลงในช่องว่างก่อนที่จะปิดผนึกหลุมตรวจสอบ

ข้อมูลภาคสนามในบทความนี้มาจากโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 150 เมกะวัตต์ในซาอุดีอาระเบีย ซึ่งส่งมาถึงเราในเดือนสิงหาคม 2020 ในฐานะการสอบถามตามปกติ บริษัท EPC ในมาดริดเปลี่ยนจากราคาต่อชิ้นเป็นข้อกำหนดในอีเมลฉบับที่สอง — วิศวกรนำของพวกเขามีประสบการณ์ในโครงการขนาด 50 เมกะวัตต์ในปี 2018 ซึ่งสินค้าคงคลังแท่งรับกระแสไฟฟ้าเกินขีดจำกัดแรงดันสัมผัสในปีที่สาม สิ่งที่ตามมาคือลำดับการจัดซื้อ การติดตั้ง และการตรวจสอบที่ทำให้ได้ค่าเฉลี่ย 3.1 โอห์ม / ค่าสูงสุด 4.7 โอห์ม / โมเดลการทำงานที่ปราศจากการบำรุงรักษาเป็นเวลาห้าปี — และสินค้าจากซัพพลายเออร์ชุดหนึ่งที่เกือบทำให้โมเดลนี้ล้มเหลว

1. ข้อกำหนดที่ไม่ต้องบำรุงรักษา ซึ่งเริ่มต้นจากความล้มเหลวของระบบรดน้ำแบบแท่ง

กรณีตัวอย่างความล้มเหลวคือโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 50 เมกะวัตต์ในประเทศชิลี ซึ่งเริ่มใช้งานในปี 2018 โดยใช้แท่งทองแดงหุ้มฉนวนแบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั่วไป และมีรอบการรดน้ำทุกหกเดือน เมื่อถึงปีที่สาม ค่าแรงดันไฟฟ้าสัมผัสที่แผ่นรองรับอินเวอร์เตอร์หกแผ่นได้เพิ่มขึ้นเกินกว่าค่าที่กำหนดไว้ เนื่องจากไม่ได้ทำการรดน้ำตามกำหนดสองครั้งในปี 2020 (ข้อจำกัดการเดินทางจากสถานการณ์โควิด-19) แท่งโลหะไม่ได้เสียหายทางกายภาพ แต่แห้งไป ค่าความต้านทานของแผ่นรองรับเกิน 5 โอห์มในสามจากหกแผ่น

นั่นคือช่องว่างในการทำงานที่อิเล็กโทรดต่อลงดินทางเคมีช่วยปิดลง ผลิตภัณฑ์ของเราเป็นแกนเหล็กหุ้มทองแดง (17.2 มม. ถึง 25.4 มม.) อยู่ภายในวงแหวนที่เจาะเป็นรูขนาด 100 มม. ถึง 150 มม. ซึ่งบรรจุด้วยสารประกอบดูดความชื้น — ดินเบนโทไนต์ผสมกับแมกนีเซียมซัลเฟตและสารเติมแต่งที่ช่วยกักเก็บความชื้น สารประกอบนี้จะดูดซับความชื้นในอากาศและกักเก็บไว้ที่ผิวของแท่ง ในขณะที่แมกนีเซียมซัลเฟตจะช่วยรักษาสภาพการนำไฟฟ้าของดินโดยรอบ ผลที่ตามมาในระดับโรงงานคือ ช่วงแรงดันสัมผัสจะคงอยู่ในช่วงที่ออกแบบไว้ตลอดอายุการใช้งาน 25 ถึง 30 ปี และรอบการรดน้ำจะไม่อยู่ในแผนการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน

ผลกระทบในทางปฏิบัติสำหรับการจัดซื้อจัดจ้างการเขียนคำว่า “อิเล็กโทรดต่อลงดินแบบเคมี” ลงในรายละเอียดแผ่นรองอินเวอร์เตอร์ จะทำให้รอบการตรวจสอบเป็น 5 ปี แทนที่จะเป็น 6 เดือน การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยนี้ ช่วยลดจำนวนการเข้าตรวจสอบหน้างานประมาณ 1,800 ครั้งต่อปี จากการคาดการณ์การบำรุงรักษาและการดำเนินงานของบริษัท EPC ในกว่า 4,200 จุดทั่วโรงงานในซาอุดีอาระเบีย

สำหรับโครงการในซาอุดีอาระเบีย ความแตกต่างระหว่างแท่งอิเล็กโทรดแบบใช้น้ำกับอิเล็กโทรดเคมีคือข้อผูกพันด้านการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน (O&M) ระยะเวลาห้าปีที่บริษัท EPC ได้ระบุไว้ในสัญญาตั้งแต่วันแรก เมื่อกรอบการทำงานนี้เสร็จสมบูรณ์แล้ว ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมต่อชิ้นก็จะกลายเป็นรายการค่าใช้จ่ายที่สมเหตุสมผล

2. แผนที่ความต้านทานดินที่ตัดสินใจเลือกใช้ขั้วไฟฟ้า 4,200 ตัว

คำตอบที่ตรงไปตรงมาสำหรับคำถามเมื่อไหร่ที่อิเล็กโทรดเคมีจะไม่ใช่อุปกรณ์เสริมอีกต่อไปนี่คือแผนที่ความต้านทานของดิน สำหรับโรงงานในซาอุดีอาระเบีย เราได้ทำการสำรวจแบบ Wenner สี่พินทั่วพื้นที่ติดตั้งอิเล็กโทรดขนาด 1.8 ตารางกิโลเมตร โดยปักพินที่ระดับความลึกของอิเล็กโทรดตามแผน (โพรบ 1.5 เมตร และ 3.0 เมตร) รายละเอียดด้านล่างนี้คือสิ่งที่ผมใช้เมื่อบริษัท EPC ถามคำถามเดียวกันนี้ในโครงการใหม่

แถบค่าความต้านทาน (โอห์ม·เซนติเมตร) ส่วนแบ่งของอิเล็กโทรด สิ่งที่เราระบุไว้
ต่ำกว่า ~500 0% (พื้นที่ในซาอุดีอาระเบียไม่มีดินที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูงเช่นนี้) ไม่เกี่ยวข้อง — พบได้ยากในพื้นที่ปลูกพืชไร่ที่แห้งแล้ง
500 ถึง 1,000 21% อิเล็กโทรดเคมีขนาด 1.5 ม. ต่อแผ่น; ค่าความต้านทานเฉลี่ย 4.2 โอห์ม
1,000 ถึง 2,000 73%(วงดนตรีศูนย์ออกแบบ) อิเล็กโทรดเคมีเดี่ยวขนาด 2.4 ม. ต่อแผ่น; ค่าเฉลี่ยที่อ่านได้3.1 โอห์ม.
มากกว่า 2,000 6% (ส่วนใหญ่เป็นบริเวณมุมตะวันตกเฉียงใต้) ติดตั้งแบบคู่: อิเล็กโทรดขนาด 2.4 เมตรสองตัววางในรูปแบบเดลต้า พร้อมชั้นกรวดเล็กน้อยบนพื้นผิว ค่าความต้านทานที่แย่ที่สุดคือ 4.7 โอห์ม

ตัวเลขที่สำคัญคือค่าความต้านทานที่วัดได้ ณ ความลึกของอิเล็กโทรดที่วางแผนไว้ ไม่ใช่ค่าที่วัดได้บนพื้นผิวในพื้นที่ก่อสร้างของซาอุดีอาระเบีย ค่าความต้านทานไฟฟ้าที่วัดได้จากแท่งวัดสี่ขาบนพื้นผิวอยู่ที่ 380 โอห์ม-เซนติเมตร (ซึ่งน่าจะบ่งชี้ว่าแท่งวัดความต้านทานแบบตอกลงไปก็เพียงพอแล้ว) ค่าที่วัดได้ที่ระดับความลึก 1.5 เมตรอยู่ที่ 1,400 โอห์ม-เซนติเมตร และค่าที่วัดได้ที่ระดับความลึก 3.0 เมตรอยู่ที่ 1,800 โอห์ม-เซนติเมตร หากไม่มีการสำรวจแบบแบ่งชั้น ผู้รับเหมาโครงการจะต้องระบุให้ใช้แท่งวัดความต้านทานแบบตอกลงไปในน้ำ

เหตุผลที่เราเพิ่มจำนวนแผ่นรองเป็นสองเท่า 6% แทนที่จะเพิ่มความหนามุมตะวันตกเฉียงใต้ตั้งอยู่เหนือชั้นหินปูนที่ระดับความลึก 3.5 เมตร ซึ่งต้านทานการตอกแท่งสำรวจลงไปอีก แท่งสำรวจสองแท่งในรูปแบบสามเหลี่ยมปากแม่น้ำให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าแท่งสำรวจหนึ่งแท่งที่อยู่ลึกกว่าในดินที่มีชั้นดินต้านทาน

3. ความหมายที่แท้จริงของ “ไม่ต้องบำรุงรักษา” ในรายงานการทดสอบประเภทของเรา

วลีนี้เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมแต่ก็ไม่ค่อยชัดเจนนัก ดังนั้นเราจึงกำหนดเป็นลายลักษณ์อักษรสำหรับทุกการจัดส่ง อิเล็กโทรดต่อลงดินทางเคมีที่ไม่ต้องบำรุงรักษาบนท่าเทียบเรือขนส่งของเรามีคุณสมบัติทางวิศวกรรมสี่ประการที่ปรากฏอยู่ในรายงานการทดสอบประเภท และรายงานนี้เองที่ผู้รับเหมาควรขอตรวจสอบก่อนลงนามในใบสั่งซื้อ

  1. วัสดุอุดช่องว่างที่ดูดซับความชื้น (ต่อIEC 62561-7).เบนโทไนต์ผสมกับแมกนีเซียมซัลเฟต (ไม่ใช่โซเดียมคลอไรด์ ซึ่งจะกัดกร่อนแกนทองแดง) การทดสอบความเสถียรของไอออนที่อุณหภูมิ 60°C / 30 วัน ช่วยตรวจจับทางลัดของซัพพลายเออร์: สารประกอบที่ได้มาตรฐานจะลดความต้านทานได้ ≥80%; สารประกอบจากซัพพลายเออร์ในปี 2022 ลดลงเหลือ 65% ทำให้ต้องเปลี่ยนมาผสมสารประกอบเองภายในบริษัท
  2. แกนเหล็กหุ้มทองแดงเนมา จีอาร์1ชั้นหุ้มขั้นต่ำ 254 ไมโครเมตรช่วยควบคุมการกัดกร่อนแบบกัลวานิก เราปฏิเสธซัพพลายเออร์ในปี 2021 ที่มีชั้นหุ้มหนา 180 ไมโครเมตร ซึ่งอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการต่อสายดินสัญญาณกระแสต่ำ แต่บางเกินไปสำหรับโหลดกระแสอิมพัลส์ที่ขั้วต่อ ESE รับในระหว่างเหตุการณ์ฟ้าผ่า
  3. บ่อตรวจสอบถาวรพร้อมช่องวัดแบบหนีบแผ่นทดสอบทำจากพอลิเมอร์ขนาด 300 มม. × 300 มม. × 300 มม. (ไม่ใช่คอนกรีต เพราะคอนกรีตจะแตกร้าวเมื่ออยู่ในสภาวะแห้งแล้งและเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ) ระบบการอ่านค่าแบบหนีบช่วยให้ทีมงานบำรุงรักษาและปฏิบัติการตรวจสอบการทดสอบซ้ำในปีที่ห้าได้ภายใน 30 วินาทีต่อแผ่น
  4. แผนการบำรุงรักษาและการดำเนินงานไม่ได้ระบุถึงการรดน้ำตามกำหนดการคู่มือของซาอุดีอาระเบียระบุให้ติดตั้งอุปกรณ์วัดกระแสไฟฟ้าแบบหนีบในปีที่หนึ่ง ปีที่สาม และปีที่ห้าเท่านั้น ไม่มีการติดตั้งในระหว่างนั้น หากใช้รอบการรดน้ำหกเดือนหรือสิบสองเดือน แสดงว่าระบุชนิดของอิเล็กโทรดผิดพลาด

ความแตกต่างระหว่างขั้วไฟฟ้ากราวด์เคมีและแท่งกราวด์ไอออนอิเล็กโทรไลติกในสายการผลิตของเรานั้นเป็นเรื่องทางเรขาคณิต ไม่ใช่เชิงฟังก์ชัน — ท่อทองแดงเทียบกับแกนเหล็กหุ้มทองแดง โดยใช้วัสดุอุดช่องว่างแบบเดียวกัน ทั้งสองแบบให้ค่าเฉลี่ยความต้านทาน 3.1 โอห์มเท่ากัน เทียบกับเป้าหมาย 5 โอห์มในโรงงานที่ซาอุดีอาระเบีย

4. มาตรฐานทั้งสี่ที่อ้างอิงโยงกันในข้อกำหนดเฉพาะของซาอุดีอาระเบีย

ข้อกำหนดของซาอุดีอาระเบียอ้างอิงถึงมาตรฐานสี่ฉบับ การที่มาตรฐานใดควบคุมการตัดสินใจใดเป็นส่วนที่ EPC มักละเลยไว้โดยปริยาย — นี่คือแผนผังการทำงาน

มาตรฐาน สิ่งที่มันปกครอง สิ่งที่ EPC แสดงให้เห็น
อีไออี 837 การเชื่อมต่อแบบคายความร้อนจากแต่ละขั้วไฟฟ้าไปยังตัวนำลงดินของอุปกรณ์ รายการตัวเชื่อมต่อสำหรับขนาดตัวนำที่ใช้ (เราใช้ 4/0 AWG สำหรับแกนหลัก และ 2 AWG สำหรับแผ่นแต่ละแผ่น); รายงานการทดสอบการเชื่อมต่อสายเคเบิลกับแท่งโลหะ
IEC 62561-7 ตัววัสดุถมดินนั่นเอง รายงานผลการทดสอบ: ค่าสัมประสิทธิ์การลดลงของความต้านทานที่ความชื้นอ้างอิงบวก 60°C / ผลการทดสอบความเสถียรของไอออนิกเป็นเวลา 30 วันสิ่งที่มักขาดหายไปจากใบเสนอราคาของคู่แข่ง.
NFPA 70 (NEC) มาตรา 690 การกำหนดขนาดตัวนำลงดินของอุปกรณ์จากโครงแผงโซลาร์เซลล์ไปยังขั้วไฟฟ้า ขนาดของตัวนำเป็นไปตามตาราง NEC 690 และขั้วต่ออิเล็กโทรดเป็นไปตามมาตรฐานส่วนประกอบที่เป็นที่ยอมรับ (UL 467 ในบริบทของสหรัฐอเมริกา แม้ว่าโรงงานจะตั้งอยู่ในซาอุดีอาระเบียก็ตาม — บริษัท EPC ใช้มาตรฐานของสหรัฐอเมริกาเป็นเกณฑ์พื้นฐานในการตรวจสอบ)
เนมา จีอาร์1 ขนาดของแท่งโลหะ ความหนาของชั้นทองแดง และความตรงของแท่ง ใบรับรองจากโรงงาน: เส้นผ่านศูนย์กลาง ±0.1 มม., ความหนาของทองแดง ≥254 µm, ความตรง ≤1 มม. / 300 มม.

สำหรับแผ่น MV และสถานีย่อย POIอีไออี 80และอีไออี 665ข้อจำกัดในการยึดติดต่างหากที่เป็นปัจจัยสำคัญ ไม่ใช่ความต้านทานของแผ่นรองดิบ ทั้งสองฝ่ายต้องเห็นพ้องต้องกันในมาตรฐาน IEEE 837 ก่อนที่จะลงนามอนุมัติ

เงื่อนไขที่เกือบทำให้กำหนดการต้องล้มเหลวผลการทดสอบความเสถียรของไอออนตามมาตรฐาน IEC 62561-7 พบว่ามีการคงสภาพของสารประกอบเพียง 65% ในล็อตแรกจากซัพพลายเออร์เมื่อกลางปี ​​2022 ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ 80% ของเรา เราจึงระงับการจัดส่งไว้หกสัปดาห์ในระหว่างการตรวจสอบคุณภาพสายการผลิตสารประกอบภายในองค์กร โดยระยะเวลาการยอมรับคุณภาพ 90 วันของ EPC สามารถรองรับความล่าช้านี้ได้

5. ตำแหน่งที่วางอิเล็กโทรดบนอาร์เรย์

ในโรงงานของซาอุดีอาระเบีย คำถามที่ว่า “ฉันควรวางพวกมันไว้ที่ไหน” ได้รับคำตอบจากแผนภาพเส้นเดียวที่บริษัท EPC แก้ไขถึงสามครั้งก่อนที่จะมีการจัดส่งตู้คอนเทนเนอร์แรก อิเล็กโทรดเคมีถูกจัดวางในตำแหน่งที่แตกต่างกันห้าประเภท และเอกสารจัดซื้อจัดจ้างต้องระบุว่ามาตรฐานใดใช้บังคับกับตำแหน่งใด เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของอิเล็กโทรดเดียวกันถูกกำหนดแตกต่างกันสำหรับแต่ละตำแหน่ง


รูปที่ 2 — อิเล็กโทรดเคมีแบบแท่งอิเล็กโทรไลต์ไอออนกราวด์ในบ่อตรวจสอบที่สร้างเสร็จแล้ว ณ ฐานอินเวอร์เตอร์ของโรงงานในซาอุดีอาระเบีย แกนทองแดงหุ้มถูกเชื่อมด้วยความร้อนสูงเข้ากับตัวนำกราวด์ของอุปกรณ์ที่ระดับบ่อตรวจสอบ
  1. แผ่นรองอินเวอร์เตอร์เริ่มต้นที่หนึ่งตัวต่อแผ่นรอง; เพิ่มตัวที่สองใน 14 แผ่นรองที่ค่าความต้านทานในการสำรวจ 1.5 เมตรสูงกว่า 1,800 โอห์ม·เซนติเมตร (อิเล็กโทรด 1,316 ตัว ค่าเฉลี่ย 3.1 โอห์ม)
  2. แผ่นรองหม้อแปลง MVแผ่นอิเล็กโทรดสองแผ่นต่อแผ่น พร้อมชั้นกรวดบนพื้นผิว ออกแบบตามมาตรฐาน IEEE 80 สำหรับแรงดันสัมผัสและแรงดันก้าวเดิน (84 แผ่น, 168 อิเล็กโทรด)
  3. กล่องรวมชิ้นส่วนหนึ่งอิเล็กโทรดต่อกล่อง (รวม 1,890 อิเล็กโทรด)
  4. ปลายทั้งสองด้านของท่อต่อลงดินหลักของอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรงขั้วไฟฟ้าสองขั้ว (ลำต้นยาว 1.4 กม.)
  5. ขั้วต่อสายดินป้องกันฟ้าผ่า ESEติดตั้งหัวต่อ ESE 24 จุดบริเวณขอบเขตของแผงโซลาร์เซลล์และตัวเรือนสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลาง โดยแต่ละจุดต่อกับแท่งกราวด์ไอออนแบบอิเล็กโทรไลต์ (ความสามารถในการรับกระแสอิมพัลส์เป็นข้อจำกัดสำคัญ)

รวมทั้งหมด: อิเล็กโทรดเคมี 4,200 ชิ้น ตรงกับตารางการจัดซื้อของ EPC และตู้คอนเทนเนอร์ที่ออกจากซินชางระหว่างเดือนกันยายน 2020 ถึงมีนาคม 2022 ข้อผิดพลาดที่ผมเห็นบ่อยที่สุดในการแก้ไขครั้งแรกคือการถือว่าสถานที่ทั้งห้าประเภทเหมือนกันทั้งหมด ซึ่งไม่เป็นเช่นนั้น เอกสารการจัดซื้อต้องระบุว่ามาตรฐานใดใช้บังคับกับสถานที่ใด

6. คุณสมบัติทางเคมีของวัสดุถมกลับที่ทำให้ผู้จำหน่ายแตกต่างจากรายอื่นอย่างแท้จริง

ในโครงการของซาอุดีอาระเบีย ข้อกำหนดเกี่ยวกับการถมดินเป็นตัวแยกผู้เข้ารอบสุดท้ายสองรายออกจากกัน รายหนึ่งส่งแคตตาล็อก 14 หน้า โดยมีเพียงการอ้างอิงมาตรฐาน IEC 62561-7 เพียงข้อเดียวที่ปกหลัง ส่วนอีกรายส่งรายงานการทดสอบประเภท 38 หน้า ซึ่งครอบคลุมปัจจัยการลดความต้านทานที่สภาวะความชื้นอ้างอิงสี่ระดับ ผลการทดสอบความเสถียรของไอออนที่ 60°C / 30 วัน เส้นโค้งการกักเก็บความชื้น 90 วัน และคำแถลงการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมของ ESIA และรายที่สองนี้คือซัพพลายเออร์ที่บริษัท EPC ระบุไว้ในแผนการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน 25 ปี

ภาษาที่ใช้ในการจัดซื้อจัดจ้างที่เราเขียนขึ้นสำหรับข้อกำหนดของซาอุดีอาระเบียระบุคุณสมบัติสี่ประการ ซึ่งเป็นคุณสมบัติสี่ประการเดียวกันกับที่เราทดสอบภายในบริษัทสำหรับทุกการจัดส่ง และเป็นคุณสมบัติสี่ประการเดียวกันกับที่ปรากฏในรายงานการทดสอบประเภทของเรา

  • ปัจจัยลดความต้านทาน (ตามมาตรฐาน IEC 62561-7)มาตรฐาน: 12:1 ที่ความชื้นอ้างอิง 20%
  • ความเสถียรของไอออนในระยะยาว (60°C / ทดสอบซ้ำ 30 วัน)ใช้แมกนีเซียมซัลเฟตแทนโซเดียมคลอไรด์ (คลอไรด์กัดกร่อนแกนทองแดง); เกณฑ์การคงสภาพ ≥80% ล็อตจากซัพพลายเออร์ปี 2022 มีอัตราการคงสภาพเพียง 65% ซึ่งเป็นสาเหตุให้ต้องผสมสารเองภายในบริษัท
  • รักษาความชุ่มชื้นได้ตลอดระยะเวลาการแห้งตัว 90 วันอัตราการคงสภาพ 73% หลังจาก 90 วันที่อุณหภูมิ 35°C / ความชื้นสัมสัมพัทธ์ 30% — ซึ่งเป็นข้อมูลที่ EPC ใช้ในการกำหนดการทดสอบซ้ำในปีที่ห้า
  • การปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมของ ESIAผ่านการทดสอบมาตรฐานด้านการวิเคราะห์น้ำชะล้าง โดยมีปริมาณโลหะหนักต่ำกว่า 1 มิลลิกรัมต่อลิตร

โรงงานที่แสดงรายงานการทดสอบคุณสมบัติสี่ประการคือโรงงานที่ผู้รับเหมาบำรุงรักษาและซ่อมแซม (EPC) เขียนไว้ในแผนการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน 25 ปี ส่วนโรงงานที่มีเพียงเอกสารแสดงขนาดแท่งเหล็กนั้น จะปรากฏขึ้นในปีที่สองพร้อมอีเมลแจ้งว่า "สารประกอบใหม่ที่ได้รับการปรับปรุง"

ภาพที่ 3 — เจลและเม็ดดูดความชื้นที่ใช้ภายในและรอบๆ ขั้วไฟฟ้ากราวด์เคมี ส่วนผสมของเบนโทไนต์และอิเล็กโทรไลต์เป็นสิ่งที่ช่วยกักเก็บความชื้นไว้กับแท่งโลหะและรักษาค่าความต้านทานการสัมผัสกับดินให้คงที่ตลอดฤดูแล้ง

7. วิธีการที่เรากำหนดขั้นตอนหกขั้นตอนสำหรับโครงการ EPC ของซาอุดีอาระเบีย

ขั้นตอนการกำหนดคุณสมบัติหกขั้นตอนที่เราได้อธิบายให้ EPC ฟังนั้น เป็นขั้นตอนเดียวกันกับที่เราใช้ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ทุกโครงการ นี่ไม่ใช่รายการทั่วไป แต่ละขั้นตอนมีข้อตัดสินใจที่วิศวกร EPC ต้องตัดสินใจสำหรับโครงการเฉพาะของตนเอง

  1. ทำการสำรวจความต้านทานดินด้วยเครื่องวัดความต้านทานดินแบบสี่ขาของ Wenner ทั่วพื้นที่ที่วางแผนไว้บันทึกค่าที่ระดับความลึก 1.5 เมตร และ 3.0 เมตร ความคลาดเคลื่อนระหว่างค่าที่วัดได้บนพื้นผิวกับค่าที่วัดได้ในระดับความลึก ณ จุดสำรวจในซาอุดีอาระเบีย คือ 4 เท่า (380 โอห์ม·เซนติเมตร เทียบกับ 1,800 โอห์ม·เซนติเมตร)
  2. กำหนดค่าความต้านทานเป้าหมายต่อแผ่นจากแผนภาพเส้นเดียวของโครงการบริษัท Saudi EPC กำหนดค่าความต้านทานไว้ที่ 5 โอห์มต่อแผ่นอินเวอร์เตอร์ และ 1 โอห์มสำหรับโครงข่ายศักย์ไฟฟ้ารวม โดยค่าทั้งสองนี้คงที่ตลอดการทดสอบซ้ำในปีที่ห้า
  3. ระบุองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุถมกลับเป็นลายลักษณ์อักษร พร้อมแนบรายงานการทดสอบคุณสมบัติทั้งสี่ประการมาด้วยกลุ่มซัพพลายเออร์ปี 2022 เป็นกรณีศึกษา โดยรายงานพบว่ามีอัตราการเก็บรักษาสินค้าไว้ถึง 65% ก่อนการจัดส่ง
  4. ล็อครูปทรงเรขาคณิตของก้านและมาตรฐานของตัวเชื่อมต่อขั้วต่อทองแดงหุ้มขนาด 17.2 มม. × 2.4 ม. สำหรับขั้วต่ออินเวอร์เตอร์; ขั้วต่อแบบอิเล็กโทรไลติกไอออนขนาด 25.4 มม. × 2.4 ม. สำหรับขั้วต่อแรงดันปานกลางและขั้วต่อป้องกันฟ้าผ่า ขั้วต่อเชื่อมด้วยความร้อนสูงอีไออี 837ไม่มีแคลมป์กลไก
  5. ติดตั้งในดินที่ไม่ถูกรบกวน โดยใช้สว่านเจาะดินแนวตั้งขนาด 100 มม.ใช้ดอกสว่านตัวเดียวกันตลอดทั้งชุดท่อ — ไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษใดๆ ถมช่องว่างให้เต็มก่อนปิดผนึกบ่อตรวจสอบ หลีกเลี่ยงการติดตั้งในบริเวณที่มีน้ำขัง (โดยทั่วไปแล้วควรเว้นช่วงแห้ง 14 วันก่อนการติดตั้ง)
  6. ตรวจสอบด้วยการทดสอบการลดลงของศักยภาพเมื่อเริ่มใช้งานและเมื่อครบห้าปีตามมาตรฐาน IEEE 81 วิธีการวัดความต้านทานแบบลอการิทึม อุณหภูมิของดิน และความชื้น ผลการทดสอบซ้ำในปีที่ห้าของโรงงานในซาอุดีอาระเบียได้ค่าเฉลี่ย 3.1 โอห์ม โดยแผ่นที่มีค่าความต้านทานสูงสุดอยู่ที่ 4.7 โอห์ม

8. แพทเทิร์นวัดขนาดที่เราทำผิดพลาดในครั้งแรก

อิเล็กโทรด 200 ตัวแรกที่ส่งไปยังโรงงานในซาอุดีอาระเบียถูกจัดส่งโดยใช้ดอกสว่านขนาด 75 มม. (วิศวกรประจำไซต์งานของ EPC เคยใช้ในโครงการแท่งตอกก่อนหน้านี้) และค่าความต้านทานเฉลี่ยที่วัดได้ในภาคสนามอยู่ที่ 5.8 โอห์ม เทียบกับเป้าหมายที่ 5 โอห์ม ซึ่งหมายความว่าสารประกอบไม่มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการดูดซับน้ำ เราจึงเปลี่ยนไปใช้ดอกสว่านขนาด 100 มม. สำหรับอิเล็กโทรดที่เหลืออีก 4,000 ตัว และค่าเฉลี่ยลดลงเหลือ 3.1 โอห์ม รูเจาะ 200 รูที่มีขนาดเล็กเกินไปไม่ได้ถูกเจาะใหม่ พวกมันคิดเป็น 6% ของแผ่นรองในกลุ่ม "มากกว่า 2,000 โอห์ม·ซม." ที่ได้รับการติดตั้งอิเล็กโทรดสองตัว

พารามิเตอร์ พื้นที่ใช้งาน (โรงงานในซาอุดีอาระเบีย) ทำไม
เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลาง 17.2 มม. (แผ่นรองอินเวอร์เตอร์); 25.4 มม. (แผ่นรอง MV, ขั้วต่อ ESE) ต่อเนมา จีอาร์1 แกนเจาะขนาดเล็กจะจำกัดความแข็งแรงเชิงกลระหว่างการติดตั้งด้วยสว่านเจาะ
ความยาว 2.4 ม. ที่ระดับความลึกต่ำกว่า 1.5 เมตร การเปลี่ยนแปลงความชื้นตามฤดูกาลเป็นปัจจัยหลัก โดยค่าความต้านทานไฟฟ้าที่พื้นผิว 380 โอห์ม-เซนติเมตร จะเป็นข้อมูลเพียงจุดเดียวหากเราสำรวจในระดับความลึกตื้น
เส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ อย่างน้อย 100 มม. ที่ระดับความลึกต่ำกว่า 100 มม. ช่องว่างระหว่างท่อจะไม่เกิดการไฮเดรชั่น การทดลองครั้งแรกที่ระดับความลึก 75 มม. ในบริเวณนี้ มีค่าใช้จ่ายเฉลี่ย 0.4 โอห์ม
บ่อตรวจสอบและจุดเชื่อมต่อ บ่อโพลีเมอร์ขนาด 300 มม. × 300 มม. × 300 มม.; ตัวเชื่อมต่อเชื่อมด้วยความร้อนตามมาตรฐาน IEEE 837 พอลิเมอร์มีประสิทธิภาพเหนือกว่าคอนกรีตในการทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในสภาวะแห้งแล้ง ส่วนแคลมป์เชิงกลนั้นไม่ผ่านการทดสอบกระแสไฟฟ้าแบบฉับพลันในห้องปฏิบัติการภายในของเรา

ความแตกต่าง 0.4 โอห์มระหว่างดอกสว่านขนาด 75 มม. และ 100 มม. เป็นตัวแปรด้านการติดตั้งที่ใหญ่ที่สุดที่เราวัดได้ และเป็นตัวแปรที่วิศวกรประจำไซต์งานของ EPC ควบคุม ไม่ใช่โรงงานหรือส่วนผสมทางเคมีของวัสดุถม สายการผลิตสามารถปรับให้เข้มงวดขึ้นได้จากโต๊ะฝ่ายกำหนดสเปค แต่ดอกสว่านปรับไม่ได้

9. ความเชื่อมโยงกับการขยายโครงข่ายพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลก และเหตุใดจึงมีความสำคัญต่อการจัดซื้อจัดจ้างแบบ EPC ในปี 2026

ค่าความต้านทาน 3.1 โอห์มของโรงไฟฟ้าในซาอุดีอาระเบียไม่ใช่ค่าผิดปกติ จากการจัดส่งแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ในตะวันออกกลาง แอฟริกาเหนือ สหรัฐอเมริกาตะวันตกเฉียงใต้ และออสเตรเลียตอนใน ระหว่างปี 2020-2025 ค่าความต้านทานเฉลี่ยของแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งอย่างถูกต้องตามข้อกำหนดนั้นอยู่ในช่วง 2.8 ถึง 3.6 โอห์ม เทียบกับเป้าหมายที่ 5 โอห์ม ความคลาดเคลื่อน 0.8 โอห์มนั้นเกิดจากความสม่ำเสมอของชั้นดินและขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะในการติดตั้ง ความสม่ำเสมอขององค์ประกอบทางเคมีของดินถมมีความสำคัญน้อยกว่าความสม่ำเสมอของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้ทีมควบคุมคุณภาพของเราประหลาดใจเมื่อเราตรวจสอบข้อมูลการทดสอบซ้ำในปีที่ห้าเทียบกับบันทึกการติดตั้ง

รูปแบบข้อมูลภาคสนามนั้นสอดคล้องกับการติดตั้งระบบที่กำลังดำเนินการอยู่ในขณะนี้ โดยการติดตาม IEA-PVPSโดยมีกำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่มากกว่า 400 กิกะวัตต์ต่อปีภาพรวม IEA-PVPS ปี 2024ยืนยันว่ามูลค่าปัจจุบันสะสมได้ทะลุ 2 TW แล้ว;IEA พลังงานหมุนเวียน 2024รายงานคาดการณ์ว่าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่จะยังคงเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนใหม่ที่ใหญ่ที่สุดไปจนถึงปี 2030 สำหรับทีมจัดซื้อจัดจ้าง ระบบสายดินได้เปลี่ยนจากสายดินแบบแท่งและแคลมป์ทั่วไปไปเป็นข้อกำหนดเฉพาะสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ และซัพพลายเออร์ที่สามารถจัดทำรายงานการทดสอบตามคุณสมบัติทั้งสี่ประการได้จะเป็นผู้ชนะการประมูล

ผลกระทบในทางปฏิบัติสำหรับการจัดซื้อจัดจ้างเมื่อโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดหลายร้อยเมกะวัตต์เป็นพื้นฐานในการออกแบบ ระบบสายดินจึงไม่ใช่เพียงแค่สินค้าที่ซื้อเป็นชิ้นๆ อีกต่อไป แต่เป็นการผูกพันด้านการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน (O&M) เป็นระยะเวลา 25-30 ปี ซึ่งบริษัทรับเหมาก่อสร้าง (EPC) จะระบุไว้ในสัญญาตั้งแต่วันแรก และอิเล็กโทรดเคมีช่วยให้การผูกพันดังกล่าวมีความสมเหตุสมผลในการขอสินเชื่อโครงการ

10. คำถามที่พบบ่อยจากทีมจัดซื้อจัดจ้างของ EPC

ขั้วไฟฟ้ากราวด์เคมีสำหรับฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

แท่งเหล็กหุ้มทองแดงที่ติดตั้งในแนวตั้งและล้อมรอบด้วยวัสดุอุดช่องว่างที่ดูดซับความชื้นจากสภาพแวดล้อม ช่วยรักษาระดับความต้านทานของอิเล็กโทรดให้คงที่ได้นานหลายปีโดยไม่ต้องรดน้ำด้วยตนเอง ในโรงงานที่ซาอุดีอาระเบีย มีการจัดส่งแท่งเหล็กดังกล่าวจำนวน 4,200 แท่งในช่วงปี 2020-2022 โดยมีค่าเฉลี่ย 3.1 โอห์ม ในปีที่ห้า

เหตุใดการต่อสายดินที่ไม่ต้องบำรุงรักษาจึงมีความสำคัญสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่?

พืชพรรณปกคลุมพื้นที่หลายสิบถึงหลายร้อยเฮกตาร์ โดยมีจุดติดตั้งอิเล็กโทรดนับพันจุด การใช้อิเล็กโทรดแบบดั้งเดิมที่มีรอบการรดน้ำหกหรือสิบสองเดือน จะทำให้ทรัพย์สินไม่ได้รับการปกป้องหากตารางการรดน้ำคลาดเคลื่อน ระบบสายดินที่ไม่ต้องบำรุงรักษาจะช่วยขจัดวงจรดังกล่าว

ค่าความต้านทานของดินระดับใดสูงเกินไปสำหรับการใช้แท่งวัดความต้านทานเพียงอย่างเดียว?

ที่ค่าความต้านทานประมาณ 1,000 โอห์ม·เซนติเมตร แท่งทองแดงหุ้มฉนวนเดี่ยวๆ ไม่สามารถให้ค่าความต้านทานต่ำกว่า 5 โอห์มที่ฐานได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยไม่ต้องใช้จำนวนแท่งที่มากเกินไปหรือติดตั้งในระดับที่ลึกมาก ในโรงงานที่ซาอุดีอาระเบีย 73% ของแผงโซลาร์เซลล์อยู่ในช่วง 1,000-2,000 โอห์ม·เซนติเมตร ส่วน 6% ที่สูงกว่า 2,000 โอห์ม·เซนติเมตร ใช้ขั้วไฟฟ้าแบบเดลต้า

มาตรฐานใดบ้างที่ใช้บังคับกับการต่อสายดินทางเคมีในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์?

อีไออี 837สำหรับตัวเชื่อมต่ออีไออี 80 / อีไออี 665สำหรับการออกแบบสไตล์สถานีไฟฟ้าย่อยIEC 62561-7สำหรับสารประกอบที่ต่อลงดิน และNFPA 70 (NEC) มาตรา 690สำหรับการต่อสายดินของระบบ PVเนมา จีอาร์1ครอบแท่งโลหะนั้นไว้

อิเล็กโทรดเคมีมีอายุการใช้งานนานเท่าใด?

อิเล็กโทรดที่มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดจะให้ค่าความต้านทานที่คงที่ตลอดอายุการใช้งาน 25-30 ปี การหุ้มด้วยทองแดงช่วยควบคุมการกัดกร่อนแบบกัลวานิก และวัสดุถมกลับยังคงมีฤทธิ์อยู่เนื่องจากดูดซับความชื้น อิเล็กโทรดจำนวน 4,200 ตัวของโรงงานในซาอุดีอาระเบียไม่จำเป็นต้องเติมน้ำอีกเลยนับตั้งแต่ติดตั้ง

อิเล็กโทรดเคมีตรงตามข้อกำหนดของ NEC 690 หรือไม่?

ใช่.NFPA 70 (NEC) มาตรา 690ครอบคลุมการต่อลงดินของระบบ PV; อิเล็กโทรดเคมีที่มีแกนหุ้มด้วยทองแดงและอีไออี 837อุปกรณ์ดังกล่าวตรงตามข้อกำหนด

องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุถมกลับแตกต่างจากเบนโทไนต์เพียงอย่างเดียวอย่างไร?

เบนโทไนต์บริสุทธิ์ดูดซับความชื้นได้ดี แต่ปริมาณไอออนจะลดลงในฤดูแล้ง การถมกลับแบบไม่ต้องบำรุงรักษาจะเพิ่มส่วนผสมของเกลืออิเล็กโทรไลต์ (โดยทั่วไปคือแมกนีเซียมซัลเฟต) และสารเติมแต่งที่ช่วยกักเก็บความชื้น

ควรวางอิเล็กโทรดเคมีไว้ที่ใดบนแผงโซลาร์เซลล์?

ในโรงงานที่ซาอุดีอาระเบีย: 1,316 ตัวที่จุดต่ออินเวอร์เตอร์, 168 ตัวที่จุดต่อแรงดันปานกลาง (MV), 1,890 ตัวที่กล่องรวมสาย, 2 ตัวที่ปลายทั้งสองด้านของสายส่งกระแสตรงยาว 1.4 กม., 24 ตัวที่จุดต่อสายดินป้องกันฟ้าผ่าทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ — รวมทั้งหมด 4,200 ตัว รูปทรงของขั้วต่อแตกต่างกันไปตามตำแหน่ง

ขั้วไฟฟ้าเคมีกับแท่งกราวด์ไอออนอิเล็กโทรไลติกแตกต่างกันอย่างไร?

มีการใช้คำเหล่านี้สลับกันได้ในเอกสารข้อมูลจำเพาะหลายฉบับสายของเราขั้วไฟฟ้าเคมีใช้ท่อทองแดง;แท่งกราวด์ไอออนอิเล็กโทรไลติกใช้แกนหุ้มด้วยทองแดง

11. สรุป — สิ่งที่เราขอให้ Saudi EPC ส่งให้เราในวันแรก

หากคุณเป็นวิศวกรโครงการ EPC ที่เปิดเอกสารจัดซื้อจัดจ้างอยู่ สิ่งที่จำเป็นขั้นต่ำที่จะทำให้เราสามารถเสนอราคาได้โดยไม่ต้องรอการชี้แจงเพิ่มเติมเป็นเวลาหกสัปดาห์ คือ รายการทั้งหกรายการเดียวกับที่ทีมงานมาดริดส่งมาในเดือนสิงหาคม 2020 ได้แก่ แผนภาพเส้นเดียวพร้อมตำแหน่งอิเล็กโทรด การสำรวจ Wenner แบบหลายชั้นที่ระดับความลึกที่วางแผนไว้ เป้าหมายความต้านทานต่อแผ่นและต่อกริด และมาตรฐานตัวเชื่อมต่อ (โดยทั่วไป)อีไออี 837) มาตรฐานสารประกอบถมกลับ (IEC 62561-7) และข้อจำกัดของ ESIA

สำหรับโครงการที่กำลังดำเนินอยู่ วิธีที่เร็วที่สุดคือ...หน้าผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรดต่อลงดินทางเคมี,แท่งกราวด์ไอออนอิเล็กโทรไลติกและโมดูลภาคพื้นดินหน้า หรือ5 อันดับแรกบล็อกติดต่อฝ่ายส่งออกของเราสำหรับการสนทนาโดยตรง

เกี่ยวกับผู้เขียน — เจน หยาง
ผู้จัดการฝ่ายขาย การค้าต่างประเทศด้านระบบสายดินและป้องกันฟ้าผ่า บริษัท ซินชาง ชิบัง นิว แมททีเรียล จำกัด (ชิบัง) — มีประสบการณ์ส่งออก 12 ปี สนับสนุนลูกค้า EPC และตัวแทนจำหน่ายในต่างประเทศด้านโครงการป้องกันฟ้าผ่าและระบบสายดิน ชิบังผลิตผลิตภัณฑ์ระบบสายดินและป้องกันฟ้าผ่ามานานกว่า 17 ปี จากโรงงานในอำเภอซินชาง มณฑลเจ้อเจียง ประเทศจีน พร้อมบริการส่งออกครบวงจร ครอบคลุมการตรวจสอบคุณภาพ การจัดการด้านโลจิสติกส์ และเอกสารการส่งออก ข้อมูลภาคสนามในบทความนี้มาจากโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 150 เมกะวัตต์ในซาอุดีอาระเบีย ซึ่งเจนบริหารจัดการระหว่างปี 2020 ถึง 2025 ติดต่อได้ที่ลิงก์อิน, เฟซบุ๊ก, หรือX.

วันที่เผยแพร่: 28 กันยายน 2026