Các sản phẩm

Hệ thống tiếp địa không cần bảo trì cho các trang trại năng lượng mặt trời: Lựa chọn điện cực hóa học cho các dự án điện mặt trời quy mô lớn

Hướng dẫn chi tiết về dữ liệu thực địa dành cho kỹ sư EPC năng lượng mặt trời: Làm thế nào 4.200 điện cực tiếp địa hóa học được vận chuyển đến một nhà máy điện mặt trời 150 MW ở Ả Rập Xê Út duy trì điện trở tiếp xúc 3,1 Ω trong hơn 5 năm ở điều kiện đất có điện trở suất 1.800 Ω·cm — và các bước mua sắm, lắp đặt và kiểm toán đã giúp chúng ta đạt được điều đó.

Tóm tắt — Năm câu trả lời từ một dự án triển khai điện cực hóa học 150 MW thực tế.

  • Thực tế thì hàng hóa được vận chuyển là gì?Cung cấp 4.200 điện cực tiếp địa hóa học cho một nhà máy điện mặt trời 150 MW ở Ả Rập Xê Út trong giai đoạn lắp đặt 2020-2022, cộng thêm các điện cực thay thế cho lần kiểm tra lại năm 2023.
  • Dữ liệu thực địa cho thấy điều gì?Điện trở trung bình của các tấm tiếp xúc đạt 3,1 Ω so với mục tiêu thiết kế 5 Ω, với giá trị đo được thấp nhất là 4,7 Ω trong lần kiểm tra lại sau 5 năm ở góc mảng khô nhất.
  • Vùng đất nào đã chứng minh điều đó?Khảo sát theo lớp cho thấy 73% điện cực nằm trong dải 1.000-2.000 Ω·cm; 6% trường hợp xấu nhất có điện trở trên 2.500 Ω·cm, buộc chúng tôi phải ghép đôi điện cực.
  • Những tiêu chuẩn nào thực sự quan trọng? IEEE 837dành cho các đầu nối,IEC 62561-7để lấp đầy,Điều 690 của NFPA 70 (NEC)đối với dây dẫn phía PV vàNEMA GR-1về hình dạng hình học của thanh.
  • Nguyên nhân gây ra lỗi là gì và cách khắc phục là gì?Một lô vật liệu trám khe do nhà cung cấp nhập về năm 2022 đã không đạt yêu cầu trong lần kiểm tra lại độ ổn định ion quý 3 của chúng tôi (12 trong số 38 mẫu bị giảm điện trở suất hơn 35% sau 30 ngày ở 60°C); chúng tôi đã chuyển sang tự pha chế và kiểm tra lại trước khi giao hàng tiếp theo.
Hình 1 — Một điện cực tiếp đất hóa học dạng ống đồng đang được hạ xuống hố khoan tại bệ đặt biến tần quang điện quy mô lớn trong quá trình lắp đặt nhà máy tại Ả Rập Xê Út năm 2021. Hợp chất lấp đầy được dùng để lấp đầy khoảng trống giữa hai đầu trước khi hố kiểm tra được bịt kín.

Dữ liệu thực địa trong bài viết này đến từ một nhà máy điện mặt trời 150 MW của Ả Rập Xê Út mà chúng tôi nhận được vào tháng 8 năm 2020 trong một yêu cầu thường lệ. Nhà thầu EPC có trụ sở tại Madrid đã chuyển từ giá mỗi sản phẩm sang thông số kỹ thuật trong email thứ hai — kỹ sư trưởng của họ đã từng trải qua một dự án 50 MW vào năm 2018, trong đó lượng thanh gia nhiệt đã vượt quá giới hạn điện áp tiếp xúc vào năm thứ ba. Sau đây là trình tự mua sắm, lắp đặt và kiểm toán đã tạo ra mô hình vận hành không cần bảo trì trong 5 năm với điện trở trung bình 3,1 Ω / điện trở cao nhất 4,7 Ω — và lô hàng của một nhà cung cấp suýt nữa đã phá vỡ mô hình đó.

1. Thông số kỹ thuật không cần bảo trì bắt nguồn từ một hệ thống lọc nước dạng thanh thất bại

Sự cố được ghi nhận là tại một nhà máy điện mặt trời 50 MW của Chile, được đưa vào vận hành năm 2018, sử dụng các thanh đồng bọc dẫn động thông thường và chu kỳ tưới nước sáu tháng một lần. Đến năm thứ ba, điện áp tiếp xúc tại sáu điểm nối biến tần đã vượt quá giới hạn thiết kế do hai lần tưới nước theo lịch trình năm 2020 bị bỏ qua (do hạn chế đi lại vì COVID). Các thanh đồng không bị hỏng về mặt vật lý mà chỉ bị khô. Điện trở của ba trong sáu điểm nối đã vượt quá ngưỡng 5 Ω.

Đó chính là khoảng trống vận hành mà điện cực nối đất hóa học khắc phục. Sản phẩm của chúng tôi là lõi thép bọc đồng (17,2 mm đến 25,4 mm) nằm bên trong một vòng xoắn ốc có đường kính từ 100 mm đến 150 mm, được lấp đầy bằng một hợp chất hút ẩm — đất sét bentonit trộn với magie sulfat và chất phụ gia giữ ẩm. Hợp chất này hấp thụ độ ẩm môi trường và giữ nó trên bề mặt thanh; magie sulfat giữ cho thể tích đất xung quanh có khả năng dẫn điện. Kết quả ở cấp độ nhà máy là phạm vi điện áp tiếp xúc luôn nằm trong giới hạn thiết kế trong suốt vòng đời thiết kế từ 25 đến 30 năm, và chu kỳ tưới nước được loại bỏ khỏi kế hoạch vận hành và bảo trì.

Hậu quả thực tiễn đối với hoạt động mua sắm.Việc ghi chú "điện cực nối đất hóa học" vào chi tiết tấm lót biến tần đồng nghĩa với việc cam kết chu kỳ kiểm tra 5 năm thay vì 6 tháng. Trên 4.200 vị trí tại nhà máy ở Ả Rập Xê Út, sự thay đổi duy nhất đó đã giúp giảm khoảng 1.800 lượt kiểm tra tại chỗ mỗi năm so với dự báo chi phí vận hành và bảo trì của nhà thầu EPC.

Đối với dự án ở Ả Rập Xê Út, sự khác biệt giữa thanh gia nhiệt ngâm nước và điện cực hóa học nằm ở cam kết vận hành và bảo trì (O&M) 5 năm mà nhà thầu EPC đưa vào hợp đồng ngay từ ngày đầu tiên. Một khi điều khoản đó được đưa ra, khoản phí chênh lệch trên mỗi sản phẩm trở thành một khoản mục có thể biện minh được.

2. Bản đồ điện trở suất đất đã quyết định lựa chọn 4.200 điện cực

Câu trả lời trung thực choKhi nào thì điện cực hóa học không còn là tùy chọn nữa?Đây là bản đồ điện trở suất của đất. Đối với nhà máy ở Ả Rập Xê Út, chúng tôi đã thực hiện khảo sát bốn điểm Wenner trên toàn bộ diện tích mảng điện cực 1,8 km² với các điểm đo ở độ sâu điện cực đã được lên kế hoạch (đầu dò 1,5 m và 3,0 m). Bảng phân tích bên dưới là những gì tôi sử dụng khi một nhà thầu EPC hỏi cùng một câu hỏi về một dự án mới.

Dải điện trở suất (Ω·cm) Tỷ lệ điện cực Những gì chúng tôi đã chỉ định
Dưới ~500 0% (Địa điểm khảo sát ở Ả Rập Xê Út không có loại đất nào dẫn điện tốt như vậy) Không áp dụng — hiếm gặp ở các địa điểm lắp đặt hệ thống quang điện mặt trời vùng khô hạn.
500 đến 1.000 21% Mỗi miếng đệm có một điện cực hóa học dài 1,5 m; giá trị đo trung bình là 4,2 Ω.
1.000 đến 2.000 73%(ban nhạc trung tâm thiết kế) Một điện cực hóa học đơn 2,4 m trên mỗi miếng đệm; giá trị trung bình3,1 Ω.
Trên 2.000 6% (chủ yếu ở góc tây nam) Ghép đôi: hai điện cực 2,4 m theo hình tam giác cộng với một lớp sỏi nhỏ trên bề mặt; giá trị đo thấp nhất là 4,7 Ω.

Con số quan trọng là giá trị điện trở suất đo được ở độ sâu dự kiến ​​của điện cực, chứ không phải giá trị đo được trên bề mặt.Tại công trường ở Ả Rập Xê Út, kết quả đo điện trở bề mặt bằng phương pháp bốn chân cho thấy giá trị 380 Ω·cm (cho thấy chỉ cần một thanh dẫn điện là đủ); kết quả đo ở độ sâu 1,5 m là 1.400 Ω·cm và ở độ sâu 3,0 m là 1.800 Ω·cm. Nếu không có khảo sát theo lớp, nhà thầu EPC sẽ yêu cầu sử dụng phương pháp kiểm kê thanh dẫn điện có tưới nước.

Vì sao chúng tôi lại dùng gấp đôi 6% số miếng đệm thay vì làm dày thêm?Góc tây nam nằm trên một lớp đá vôi cứng ở độ sâu 3,5 m, lớp đá này cản trở việc đóng cọc sâu hơn. Hai thanh cọc bố trí theo hình tam giác cho hiệu quả tốt hơn một thanh cọc sâu hơn trên các loại đất nhiều lớp có lớp nền cứng.

3. Ý nghĩa thực sự của cụm từ “Không cần bảo trì” trong báo cáo thử nghiệm của chúng tôi

Cụm từ này là tiêu chuẩn ngành nhưng không chính xác, vì vậy chúng tôi ghi rõ bằng văn bản cho mỗi lô hàng. Điện cực tiếp đất hóa học không cần bảo trì trên cầu cảng của chúng tôi có bốn đặc tính kỹ thuật được thể hiện trong báo cáo thử nghiệm loại, và báo cáo đó là thứ mà nhà thầu EPC nên yêu cầu xem trước khi ký đơn đặt hàng.

  1. Vật liệu lấp đầy hút ẩm (mỗiIEC 62561-7).Bentonit được trộn với magie sulfat (không phải natri clorua, vì natri clorua ăn mòn lõi bọc đồng). Thử nghiệm độ ổn định ion ở 60°C/30 ngày giúp phát hiện những sai sót của nhà cung cấp: các hợp chất đạt tiêu chuẩn phải giữ được độ giảm điện trở suất ≥80%; lô hàng của nhà cung cấp năm 2022 chỉ đạt 65%, dẫn đến việc chuyển sang tự pha chế hỗn hợp nội bộ.
  2. Lõi thép mạ đồngNEMA GR-1Lớp phủ tối thiểu 254 µm.Kiểm soát sự ăn mòn điện hóa. Chúng tôi đã từ chối một nhà cung cấp năm 2021 có lớp vỏ bọc dày 180 µm — nằm trong thông số kỹ thuật cho việc nối đất tín hiệu dòng điện thấp nhưng quá mỏng đối với tải dòng xung mà đầu nối ESE mang trong sự cố đánh thủng.
  3. Hố kiểm tra cố định với cửa sổ đo có thể kẹp vào.Tấm polymer kích thước 300 mm × 300 mm × 300 mm (không phải bê tông; bê tông dễ nứt trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thay đổi liên tục). Thiết bị kẹp cho phép đội ngũ vận hành và bảo trì kiểm tra lại kết quả thử nghiệm năm thứ năm chỉ trong 30 giây cho mỗi tấm.
  4. Kế hoạch vận hành và bảo trì không bao gồm việc tưới nước định kỳ.Sách hướng dẫn của Ả Rập Xê Út yêu cầu kẹp điện cực vào năm thứ nhất, năm thứ ba và năm thứ năm — không có giai đoạn nào ở giữa. Chu kỳ tưới nước sáu hoặc mười hai tháng có nghĩa là điện cực đã được lựa chọn sai.

Sự khác biệt giữa mộtđiện cực nối đất hóa họcvà mộtthanh nối đất ion điện phânTrong dây chuyền sản xuất của chúng tôi, yếu tố hình học được ưu tiên, chứ không phải chức năng — ống đồng so với lõi thép bọc đồng, cùng một vật liệu lấp đầy. Cả hai đều cho cùng mức điện trở trung bình 3,1 Ω so với mục tiêu 5 Ω tại nhà máy ở Ả Rập Xê Út.

4. Bốn tiêu chuẩn được tham chiếu chéo trong tiêu chuẩn kỹ thuật của Ả Rập Xê Út

Bản đặc tả kỹ thuật của Ả Rập Xê Út đã tham chiếu chéo bốn tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn nào chi phối quyết định nào là phần mà các hợp đồng EPC thường bỏ qua một cách ngầm định — đây là sơ đồ tham khảo.

Tiêu chuẩn Nó cai quản những gì Những gì chứng chỉ EPC thể hiện
IEEE 837 Các mối nối được hàn tỏa nhiệt từ mỗi điện cực đến dây dẫn nối đất của thiết bị. Danh sách đầu nối cho kích thước dây dẫn đang sử dụng (chúng tôi đã sử dụng dây 4/0 AWG cho dây chính, dây 2 AWG cho các đầu nối riêng lẻ); báo cáo thử nghiệm cáp-thanh.
IEC 62561-7 Chính hợp chất lấp đầy đó. Báo cáo thử nghiệm loại: hệ số giảm điện trở suất ở độ ẩm tham chiếu cộng với kết quả ổn định ion ở 60°C / 30 ngày.Thường bị thiếu trong báo giá của đối thủ cạnh tranh..
Điều 690 của NFPA 70 (NEC) Tính toán kích thước dây dẫn nối đất thiết bị từ khung dàn pin đến điện cực. Kích thước dây dẫn được tính toán theo bảng NEC 690, và đầu nối điện cực được liệt kê theo tiêu chuẩn linh kiện được công nhận (UL 467 trong bối cảnh Hoa Kỳ, mặc dù nhà máy đặt tại Ả Rập Xê Út - EPC đã sử dụng danh sách của Hoa Kỳ làm cơ sở kiểm toán).
NEMA GR-1 Kích thước thanh, độ dày lớp mạ đồng, độ thẳng. Chứng nhận nhà máy: đường kính ±0,1 mm, độ dày đồng ≥254 µm, độ thẳng ≤1 mm / 300 mm.

Đối với bệ đỡ MV và trạm biến áp POI,IEEE 80VàIEEE 665Đó mới là ràng buộc bắt buộc, chứ không phải điện trở thô của miếng đệm. Cả hai bên phải thống nhất về tiêu chuẩn IEEE 837 trước khi ký xác nhận.

Điều khoản suýt nữa đã làm trật bánh toàn bộ kế hoạch.Kết quả thử nghiệm độ ổn định ion theo tiêu chuẩn IEC 62561-7 cho thấy tỷ lệ giữ lại ion chỉ đạt 65% trên lô hàng đầu tiên của nhà cung cấp vào giữa năm 2022 — thấp hơn ngưỡng 80% mà chúng tôi đặt ra. Chúng tôi đã tạm giữ lô hàng trong sáu tuần để kiểm định dây chuyền pha chế nội bộ. Thời hạn chấp nhận chất lượng 90 ngày của EPC đã bù đắp cho sự chậm trễ này.

5. Vị trí thực tế của các điện cực trên mảng điện cực

Tại nhà máy ở Ả Rập Xê Út, câu hỏi "Tôi nên đặt chúng ở đâu?" được trả lời dựa trên một sơ đồ đơn giản mà nhà thầu EPC đã sửa đổi ba lần trước khi container đầu tiên được vận chuyển. Các điện cực hóa học được đặt ở năm vị trí khác nhau — và tài liệu mua sắm phải chỉ rõ tiêu chuẩn nào chi phối vị trí nào, bởi vì cùng một hình dạng điện cực được quy định khác nhau cho mỗi vị trí.


Hình 2 — Điện cực hóa học dạng thanh tiếp địa ion điện phân trong hố kiểm tra hoàn thiện tại bệ biến tần của nhà máy ở Ả Rập Xê Út. Lõi bọc đồng được hàn tỏa nhiệt vào dây dẫn tiếp địa thiết bị ở mức hố kiểm tra.
  1. Tấm lót biến tần.Ban đầu mỗi miếng đệm có một điện cực; sau đó thêm điện cực thứ hai trên 14 miếng đệm có điện trở đo được ở khoảng cách 1,5 m trên 1.800 Ω·cm (1.316 điện cực, trung bình 3,1 Ω).
  2. Bệ đỡ máy biến áp MV.Hai điện cực trên mỗi miếng đệm cộng với một lớp sỏi bề mặt, được thiết kế theo tiêu chuẩn IEEE 80 về điện áp chạm và điện áp bước (84 miếng đệm, 168 điện cực).
  3. Hộp kết hợp.Một điện cực mỗi hộp (1.890 điện cực).
  4. Cả hai đầu của đường dây nối đất thiết bị DC chính.Hai điện cực (dài 1,4 km).
  5. Đầu nối dây dẫn chống sét ESE.24 đầu thu ESE trên chu vi mảng và vỏ thiết bị đóng cắt trung thế, mỗi đầu thu đều có đầu nối tiếp đất bằng thanh ion điện phân (khả năng chịu dòng xung là yếu tố hạn chế).

Tổng cộng: 4.200 điện cực hóa học, phù hợp với lịch trình mua sắm của EPC và các container đã rời Xinchang từ tháng 9 năm 2020 đến tháng 3 năm 2022. Sai lầm tôi thường thấy nhất trong bản sửa đổi đầu tiên là coi tất cả năm loại địa điểm là giống hệt nhau — chúng không giống nhau. Tài liệu mua sắm phải chỉ rõ tiêu chuẩn nào áp dụng cho địa điểm nào.

6. Đặc điểm hóa học vật liệu lấp đầy thực sự tạo nên sự khác biệt của nhà cung cấp

Trong dự án tại Ả Rập Xê Út, tiêu chuẩn vật liệu lấp đầy đã phân định thắng thua giữa hai nhà thầu lọt vào vòng chung kết. Một nhà thầu gửi một catalogue 14 trang với duy nhất một mã tham chiếu IEC 62561-7 ở bìa sau. Nhà thầu còn lại gửi một báo cáo thử nghiệm loại 38 trang bao gồm hệ số giảm điện trở suất ở bốn điều kiện độ ẩm tham chiếu, kết quả ổn định ion ở 60°C/30 ngày, đường cong giữ ẩm 90 ngày và tuyên bố tuân thủ môi trường giai đoạn ESIA. Nhà thầu thứ hai là nhà cung cấp mà nhà thầu EPC đưa vào kế hoạch vận hành và bảo trì 25 năm.

Ngôn ngữ đấu thầu mà chúng tôi soạn thảo cho thông số kỹ thuật của Ả Rập Xê Út đã nêu bật bốn đặc tính — cũng chính là bốn đặc tính mà chúng tôi tự kiểm tra nội bộ cho mỗi lô hàng, và cũng chính là bốn đặc tính xuất hiện trong báo cáo thử nghiệm loại sản phẩm của chúng tôi.

  • Hệ số giảm điện trở suất (theo tiêu chuẩn IEC 62561-7).Tiêu chuẩn: Tỷ lệ 12:1 ở độ ẩm tham chiếu 20%.
  • Độ ổn định ion lâu dài (kiểm tra lại ở 60°C / 30 ngày).Magie sulfat thay vì natri clorua (clorua tấn công lõi bọc đồng); ngưỡng giữ lại ≥80%. Lô hàng của nhà cung cấp năm 2022 cho kết quả 65% — ngưỡng kích hoạt việc pha chế nội bộ.
  • Khả năng giữ ẩm trong suốt chu kỳ khô ráo 90 ngày.Tỷ lệ giữ lại 73% sau 90 ngày ở 35°C / 30% RH — đây là dữ liệu mà EPC đã sử dụng để thiết lập bài kiểm tra lại sau năm thứ năm.
  • Tuân thủ các quy định về môi trường tại ESIA.Đạt tiêu chuẩn kiểm tra nước rỉ rác với hàm lượng kim loại quy định dưới 1 mg/L.

Nhà máy có báo cáo thử nghiệm bốn loại đặc tính là nhà máy mà nhà thầu EPC đưa vào kế hoạch vận hành và bảo trì 25 năm; còn nhà máy chỉ có bảng kích thước thanh thép thì xuất hiện vào năm thứ hai với một email về "hợp chất cải tiến mới".

Hình 3 — Gel và hạt hút ẩm dùng để lấp đầy bên trong và xung quanh điện cực tiếp địa hóa học. Hỗn hợp bentonit-chất điện giải là thứ giữ độ ẩm cho thanh tiếp địa và duy trì điện trở tiếp xúc với đất ổn định trong suốt mùa khô.

7. Cách chúng tôi xác định quy trình sáu bước cho gói thầu EPC của Ả Rập Xê Út

Quy trình xác định thông số kỹ thuật sáu bước mà chúng tôi đã hướng dẫn nhà thầu EPC thực hiện cũng chính là quy trình chúng tôi áp dụng cho mọi dự án điện mặt trời quy mô lớn. Đây không phải là một danh sách chung chung — mỗi bước đều đi kèm với một quyết định mà kỹ sư EPC phải đưa ra cho dự án cụ thể của họ.

  1. Tiến hành khảo sát điện trở suất đất bốn cực Wenner trên toàn bộ khu vực dự kiến ​​xây dựng.Ghi nhận ở độ sâu thăm dò 1,5 m và 3,0 m. Sự chênh lệch giữa giá trị bề mặt và độ sâu tại địa điểm ở Ả Rập Xê Út là 4× (380 Ω·cm so với 1.800 Ω·cm).
  2. Đặt điện trở mục tiêu cho từng chân từ sơ đồ đường dây đơn của dự án.Công ty EPC của Ả Rập Xê Út đã đặt mức điện trở 5 Ω cho mỗi tấm biến tần và 1 Ω cho toàn bộ lưới điện đẳng thế; cả hai mức này đều được giữ nguyên trong lần kiểm tra lại năm thứ năm.
  3. Hãy ghi rõ thành phần hóa học của vật liệu lấp đầy bằng văn bản, kèm theo báo cáo thử nghiệm bốn đặc tính.Lô hàng của nhà cung cấp năm 2022 là trường hợp thử nghiệm — báo cáo đã ghi nhận tỷ lệ giữ lại 65% trước khi giao hàng.
  4. Cố định hình dạng thanh và tiêu chuẩn khớp nối.Tấm đồng mạ kích thước 17,2 mm × 2,4 m dùng cho các điểm đấu nối biến tần; tấm điện phân ion kích thước 25,4 mm × 2,4 m dùng cho các điểm đấu nối trung thế và đầu thu sét. Đầu nối hàn nhiệt.IEEE 837Không có kẹp cơ khí.
  5. Lắp đặt trong đất nguyên trạng bằng mũi khoan thẳng đứng 100 mm.Sử dụng cùng một mũi khoan cho toàn bộ hệ thống — không cần dụng cụ đặc biệt. Lấp đầy khoảng trống giữa vành đai trước khi bịt kín hố kiểm tra; tránh lắp đặt trong vùng nước đọng (quy tắc chung tại công trường này là phải có thời gian khô ráo 14 ngày trước khi lắp đặt).
  6. Kiểm tra lại bằng thử nghiệm giảm điện thế khi vận hành và vào năm thứ năm.Theo phương pháp IEEE 81; điện trở logarit, nhiệt độ đất và độ ẩm. Kết quả kiểm tra lại năm thứ năm của nhà máy ở Ả Rập Xê Út cho thấy điện trở trung bình là 3,1 Ω với điện trở cao nhất là 4,7 Ω.

8. Khối đo kích thước mà chúng ta đã không làm đúng ngay từ đầu

200 điện cực đầu tiên tại nhà máy ở Ả Rập Xê Út được vận chuyển với mũi khoan 75 mm (kỹ sư công trường của EPC đã sử dụng nó trong một dự án điện cực thanh dẫn trước đó) và kết quả đo thực địa cho thấy điện trở trung bình là 5,8 Ω so với mục tiêu 5 Ω — hợp chất không có đủ không gian để ngậm nước. Chúng tôi chuyển sang sử dụng mũi khoan 100 mm cho 4.000 điện cực còn lại và điện trở trung bình giảm xuống còn 3,1 Ω. 200 lỗ có kích thước nhỏ hơn không được khoan lại; chúng chiếm 6% số tấm điện cực trong dải "trên 2.000 Ω·cm" được xử lý bằng phương pháp điện cực kép.

Tham số Vùng làm việc (Nhà máy tại Ả Rập Xê Út) Tại sao
Đường kính lõi 17,2 mm (đầu nối biến tần); 25,4 mm (đầu nối MV, đầu nối ESE) mỗiNEMA GR-1 Lõi nhỏ hơn làm hạn chế độ bền cơ học trong quá trình lắp đặt mũi khoan.
Chiều dài 2,4 m Ở độ sâu dưới 1,5 m, sự biến động độ ẩm theo mùa chiếm ưu thế — nếu chúng ta chỉ đo được điện trở suất bề mặt 380 Ω·cm thì đó sẽ là điểm dữ liệu duy nhất.
Đường kính lỗ khoan Tối thiểu 100 mm Ở độ sâu dưới 100 mm, lớp vật liệu lấp đầy không bị ngậm nước. Lần thử nghiệm đầu tiên ở độ sâu 75 mm tại vị trí này có chi phí trung bình là 0,4 Ω.
Hố kiểm tra & đầu nối Hố polymer 300 mm × 300 mm × 300 mm; đầu nối hàn nhiệt theo tiêu chuẩn IEEE 837 Vật liệu polymer vượt trội hơn bê tông trong điều kiện chu kỳ nhiệt khô. Các kẹp cơ khí đã không vượt qua được bài kiểm tra dòng điện xung trên thiết bị thử nghiệm nội bộ của chúng tôi.

Chênh lệch điện trở 0,4 Ω giữa mũi khoan 75 mm và 100 mm là biến số lớn nhất mà chúng tôi đo được tại công trường — và đó là biến số mà kỹ sư công trình của EPC kiểm soát, chứ không phải nhà máy hay thành phần hóa học của vật liệu lấp đầy. Dây chuyền trộn có thể được siết chặt từ bàn làm việc; còn mũi khoan thì không thể.

9. Điều này liên quan như thế nào đến việc xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời toàn cầu — và tại sao nó lại quan trọng đối với việc đấu thầu EPC vào năm 2026

Điện trở suất 3,1 Ω của nhà máy ở Ả Rập Xê Út không phải là ngoại lệ. Trong các lô hàng từ năm 2020 đến 2025 của chúng tôi dành cho các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn ở Trung Đông, Bắc Phi, Tây Nam Hoa Kỳ và nội địa Úc, điện trở suất trung bình của các tấm cách nhiệt được lắp đặt đúng tiêu chuẩn nằm trong khoảng từ 2,8 đến 3,6 Ω so với mục tiêu 5 Ω. Sự chênh lệch 0,8 Ω là do việc lựa chọn dải đất và đường kính lỗ khoan trong quá trình lắp đặt. Tính nhất quán của thành phần hóa học vật liệu lấp đầy ít quan trọng hơn so với việc lựa chọn đường kính lỗ khoan – một phát hiện đã làm nhóm kiểm soát chất lượng của chúng tôi ngạc nhiên khi chúng tôi kiểm tra lại dữ liệu kiểm tra năm thứ năm so với hồ sơ lắp đặt.

Mẫu dữ liệu trường đó tương ứng với quá trình xây dựng đang được cài đặt, bởiTheo dõi IEA-PVPSMỗi năm có công suất điện mặt trời mới đạt hơn 400 GW.Báo cáo tổng quan IEA-PVPS năm 2024Xác nhận tổng lượng PV tích lũy đã vượt qua 2 TW;Năng lượng tái tạo IEA 2024Báo cáo dự báo rằng điện mặt trời quy mô lớn sẽ vẫn là nguồn đóng góp lớn nhất vào công suất năng lượng tái tạo mới đến năm 2030. Đối với các nhóm mua sắm, hệ thống tiếp địa đã chuyển từ loại thanh và kẹp thông thường sang một hạng mục kỹ thuật quy mô lớn được công nhận — và các nhà cung cấp có thể lập báo cáo thử nghiệm loại bốn thuộc tính sẽ là những người thắng thầu.

Hậu quả thực tiễn đối với hoạt động mua sắm.Khi một nhà máy điện mặt trời công suất hàng trăm MW được thiết kế làm cơ sở, việc tiếp địa không còn là một mặt hàng mua riêng lẻ nữa. Đó là một cam kết vận hành và bảo trì (O&M) kéo dài từ 25 đến 30 năm mà nhà thầu EPC đưa vào hợp đồng ngay từ đầu, và điện cực hóa học giúp cho cam kết đó trở nên hợp lý hơn đối với việc thu xếp tài chính cho dự án.

10. Câu hỏi thường gặp từ các nhóm mua sắm EPC

Điện cực nối đất hóa học cho trang trại năng lượng mặt trời là gì?

Một thanh thép mạ đồng được lắp đặt thẳng đứng và bao quanh bởi một hợp chất lấp đầy hút ẩm, giúp ổn định điện trở điện cực trong nhiều năm mà không cần tưới nước thủ công. Tại nhà máy ở Ả Rập Xê Út, 4.200 chiếc đã được xuất xưởng từ năm 2020 đến 2022 với điện trở trung bình là 3,1 Ω sau 5 năm.

Tại sao hệ thống tiếp địa không cần bảo trì lại quan trọng đối với các dự án điện mặt trời quy mô lớn?

Các nhà máy trải rộng trên hàng chục đến hàng trăm hecta với hàng nghìn vị trí đặt điện cực. Hệ thống điện cực truyền thống với chu kỳ tưới nước sáu hoặc mười hai tháng sẽ khiến tài sản không được bảo vệ nếu lịch trình bị chậm trễ. Hệ thống nối đất không cần bảo trì loại bỏ chu kỳ này.

Điện trở suất của đất nào là quá cao đối với một thanh thép đóng cọc đơn thuần?

Ở mức điện trở trên khoảng 1.000 Ω·cm, một thanh dẫn điện bằng đồng đơn lẻ không thể đạt được điện trở dưới 5 Ω tại điểm tiếp xúc một cách đáng tin cậy nếu không sử dụng số lượng thanh dẫn quá lớn hoặc lắp đặt rất sâu. Tại nhà máy ở Ả Rập Xê Út, 73% mảng điện cực nằm trong dải điện trở 1.000-2.000 Ω·cm; 6% còn lại ở mức điện trở trên 2.000 Ω·cm sử dụng điện cực kiểu delta.

Những tiêu chuẩn nào áp dụng cho việc nối đất hóa học trong các nhà máy điện mặt trời?

IEEE 837dành cho các đầu nối,IEEE 80 / IEEE 665cho thiết kế kiểu trạm biến áp,IEC 62561-7đối với các hợp chất nối đất, vàĐiều 690 của NFPA 70 (NEC)Dùng để nối đất cho hệ thống quang điện.NEMA GR-1Bao gồm cả phần thân cần câu.

Điện cực hóa học có tuổi thọ bao lâu trong quá trình sử dụng?

Điện cực được lựa chọn đúng cách sẽ cung cấp dải điện trở ổn định trong suốt vòng đời thiết kế từ 25 đến 30 năm. Lớp phủ đồng kiểm soát sự ăn mòn điện hóa; vật liệu lấp đầy vẫn hoạt động hiệu quả vì nó có khả năng hút ẩm. 4.200 điện cực của nhà máy ở Ả Rập Xê Út chưa từng được tưới nước lại kể từ khi lắp đặt.

Điện cực hóa học có đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn NEC 690 không?

Đúng.Điều 690 của NFPA 70 (NEC)Bao gồm việc nối đất hệ thống PV; điện cực hóa học với lõi bọc đồng vàIEEE 837Các phụ kiện đáp ứng yêu cầu.

Thành phần hóa học của vật liệu lấp đầy khác với bentonite nguyên chất như thế nào?

Đất sét bentonit nguyên chất có tính hút ẩm nhưng hàm lượng ion giảm đi trong mùa khô. Vật liệu lấp đầy không cần bảo dưỡng bổ sung thêm gói muối điện giải (thường là magie sulfat) cùng với chất phụ gia giữ ẩm.

Nên đặt các điện cực hóa học ở vị trí nào trên dàn pin mặt trời?

Tại nhà máy ở Ả Rập Xê Út: 1.316 tại bệ biến tần, 168 tại bệ trung thế, 1.890 tại hộp đấu nối, 2 ở cả hai đầu đường dây DC chính dài 1,4 km, 24 tại các đầu thu chống sét hướng Đông Nam — tổng cộng 4.200. Hình dạng bố trí khác nhau tùy theo vị trí.

Sự khác biệt giữa điện cực hóa học và thanh tiếp địa ion điện phân là gì?

Được sử dụng thay thế cho nhau trong nhiều bảng dữ liệu. Trongdòng của chúng tôiĐiện cực hóa học sử dụng ống đồng;thanh nối đất ion điện phânSử dụng lõi bọc đồng.

11. Lời kết — Những gì chúng tôi yêu cầu nhà thầu EPC của Ả Rập Xê Út gửi cho chúng tôi vào ngày đầu tiên

Nếu bạn là kỹ sư dự án EPC và đang xem xét tài liệu đấu thầu, thì tối thiểu sáu hạng mục mà nhóm Madrid đã gửi vào tháng 8 năm 2020 cho phép chúng tôi báo giá mà không cần thời gian làm rõ kéo dài sáu tuần: sơ đồ đường dây đơn với vị trí điện cực, khảo sát Wenner phân lớp ở độ sâu dự kiến, mục tiêu điện trở trên mỗi tấm và mỗi lưới, tiêu chuẩn đầu nối (thường là...)IEEE 837), tiêu chuẩn hợp chất lấp đầy (IEC 62561-7), và các ràng buộc của ESIA.

Đối với một dự án đang triển khai, con đường nhanh nhất là...trang sản phẩm điện cực nối đất hóa học, cáithanh nối đất ion điện phânVàmô-đun mặt đấtcác trang, hoặcTop 5blog.Vui lòng liên hệ với bộ phận xuất khẩu của chúng tôi.để có một cuộc trò chuyện trực tiếp.

Về tác giả — Jane Yang
Giám đốc Kinh doanh, Thương mại Quốc tế Hệ thống Tiếp địa & Chống sét tại Công ty TNHH Vật liệu Mới Xinchang Shibang (ShiBang) — 12 năm kinh nghiệm xuất khẩu hỗ trợ các khách hàng EPC và nhà phân phối nước ngoài trong các dự án chống sét và tiếp địa. ShiBang đã sản xuất các sản phẩm hệ thống tiếp địa và chống sét trong hơn 17 năm tại nhà máy của mình ở huyện Xinchang, tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc, với dịch vụ xuất khẩu đầy đủ bao gồm kiểm tra chất lượng, sắp xếp hậu cần và chứng từ xuất khẩu. Dữ liệu thực địa trong bài viết này đến từ một dự án điện mặt trời 150 MW tại Ả Rập Xê Út do Jane quản lý từ năm 2020 đến năm 2025. Kết nối trênLinkedIn, Facebook, hoặcX.

Thời gian đăng bài: 28/09/2026