ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดเชื่อถือได้หรือไม่?

 

ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการทำงานตามปกติและเปลี่ยนไปใช้โครงข่ายไฟฟ้าในช่วงที่สภาพอากาศไม่เอื้ออำนวยเป็นเวลานาน ความน่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับคุณภาพของส่วนประกอบและการบูรณาการระบบ ระบบที่ประกอบไม่ดีอาจทำให้เบรกเกอร์ตัดการทำงาน แบตเตอรี่ขัดข้องก่อนกำหนด และค่าซ่อมแซมที่มีราคาแพง ในบล็อกนี้ เราจะสำรวจจุดความล้มเหลวทั่วไปของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบกริดสำรอง และแบ่งปันวิธีการเชิงปฏิบัติในการประเมินความน่าเชื่อถือของระบบก่อนการจัดซื้อ

 

ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด - อัตราความล้มเหลวและสาเหตุทั่วไป

ข้อมูลการดำเนินงานระยะยาวจากโครงการแสงสว่างในเขตเทศบาลที่เสร็จสมบูรณ์แล้วหลายแห่งระบุว่าอัตราความล้มเหลวของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์สำรองแบบกริดได้รับผลกระทบจากจุดเชื่อมต่อเพิ่มเติมที่กำหนดโดยสถาปัตยกรรมแบบใช้พลังงานคู่ ส่วนใหญ่ยังขึ้นอยู่กับคุณภาพการผลิตของส่วนประกอบหลักและระดับของการรวมระบบด้วย

 

1. แบบจำลองห่วงโซ่อุปทานและการเปลี่ยนแปลงอัตราความล้มเหลวในวงกว้าง

ระบบสำรองข้อมูลแบบกริดที่ผลิตโดยซัพพลายเออร์ทางอุตสาหกรรมที่จัดตั้งขึ้นซึ่งมีความสามารถในการผลิตภายในองค์กรแบบ end-to-end มีแนวโน้มที่จะรักษาอัตราความล้มเหลวต่อปีที่ค่อนข้างต่ำในระหว่างระยะเวลาการรับประกันห้าปีของโครงการ ซึ่งสนับสนุนการทำงานที่มั่นคงโดยไม่มีการบำรุงรักษาไม่บ่อยนักในระยะยาว

 

ในทางตรงกันข้าม ผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐานซึ่งประกอบเข้าด้วยกันโดยบริษัทการค้าที่ไม่มีสายการผลิตของตนเองจากส่วนประกอบที่มาจากซัพพลายเออร์ที่แตกต่างกัน อาจประสบกับความล้มเหลวอย่างกว้างขวางภายในหกถึงสิบสองเดือนของการดำเนินงาน ส่งผลให้ค่าบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องสูงขึ้นอย่างมาก

 

 

2. ฮอตสปอตความล้มเหลวทางกายภาพหลักสามจุด

การตรวจสอบภาคสนามระบุว่าความล้มเหลวในระบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบกริดสำรองนั้นมีองค์ประกอบหลักสามประการ:

การเสื่อมสภาพก่อนกำหนดและไม่เชิงเส้นของชุดแบตเตอรี่ลิเธียม: เซลล์คุณภาพต่ำสูญเสียความจุ ส่งผลให้ฟังก์ชันการจัดเก็บพลังงานนอกระบบล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

 

ความเสียหายไฟกระชากต่อตัวควบคุมสวิตช์ไฟสองกำลัง AC/DC: หากไม่มีบัฟเฟอร์สตาร์ทแบบนุ่มนวล แรงดันไฟกระชากชั่วคราวอาจทำให้ร้อนเกินไปและทำลายส่วนประกอบสวิตช์ได้

 

การป้องกันการกัดกร่อนบนเสาเหล็กที่รองรับไม่เพียงพอ: ท่อชุบสังกะสีเย็นแบบผนังบางอาจทำให้เกิดสนิมและทะลุจากด้านในได้ น้ำเข้าอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในเสาได้

 

วิธีปรับปรุงความน่าเชื่อถือของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

เพื่อช่วยให้ระบบสำรองกริดให้บริการได้อย่างมีเสถียรภาพตลอดระยะเวลาแปดถึงสิบปี จะต้องสร้างการป้องกันทางวิศวกรรมหลักสามประการไว้ในฮาร์ดแวร์พื้นฐานและกระบวนการผลิต

 

1. การจัดระดับกำลังการผลิตที่เข้มงวด การจับคู่เซลล์ และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับของการผลิต

ระบบแบตเตอรี่ลิเธียมหลายซีรีส์อยู่ภายใต้หลักการเซลล์ที่อ่อนแอที่สุด หากเซลล์แห่งชีวิตที่สองที่ได้รับการกู้คืนจากแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่เลิกใช้แล้ว เซลล์แต่ละเซลล์อาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในด้านความต้านทานภายใน ความจุ และอัตราการคายประจุเอง หลังจากรอบการชาร์จและคายประจุในจำนวนที่จำกัด เซลล์บางส่วนอาจเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วหรือล้มเหลว สิ่งนี้สามารถกระตุ้นให้มีการตัดแผงป้องกันบ่อยครั้ง ส่งผลให้ระบบสูญเสียความสามารถในการทำงานนอกโครงข่ายก่อนเวลาอันควร และบังคับให้วงจรโครงข่ายสาธารณูปโภคต้องรับภาระเป็นเวลานาน

 

กระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมที่มีชื่อเสียงควรใช้เซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO₄) เกรด A ใหม่ทั่วทั้งชุดแบตเตอรี่ อุปกรณ์คัดเกรดอัตโนมัติควรทดสอบและจับคู่เซลล์อย่างเข้มงวดเพื่อความจุและความต้านทานภายใน ชุดนี้ควรรวมระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ระดับอุตสาหกรรมพร้อมฟังก์ชันการป้องกันแบบแอคทีฟหลายอย่าง

 

 

2. การสลับกำลังไฟคู่ที่ราบรื่นและโทโพโลยีที่ทนทานต่อไฟกระชากของกริด

ตัวควบคุมคือศูนย์บัญชาการของไมโครกริดกำลังสอง เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้ใกล้จะหมดลง และระบบจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้พลังงานจากโครงข่าย หรือเมื่อแสงแดดส่องกลับในตอนเช้า และจำเป็นต้องตัดการเชื่อมต่อไฟฟ้าจากโครงข่าย ตัวควบคุมจะต้องจัดเตรียมการสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำ และตรรกะป้องกันการรบกวนและดีเบนซ์ในระดับมิลลิวินาที

 

ตัวควบคุมอัจฉริยะระดับอุตสาหกรรมรวมวงจร soft-start และเครือข่ายการกรองไว้โดยเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนระหว่างแหล่งพลังงานเป็นไปอย่างราบรื่น คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยระงับไฟกระชากแม่เหล็กไฟฟ้าย้อนกลับที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการสวิตชิ่ง ลดความเสี่ยงที่เซอร์กิตเบรกเกอร์อัปสตรีมสะดุดเนื่องจากตัวส่งสัญญาณ LED กระแสเกินและดาวน์สตรีมเกิดความร้อนสูงเกินไปหรือทำงานล้มเหลว

 

3. การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนสำหรับเสาเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและมีความแข็งแรงสูง

โครงสร้างเหล็กริมถนนจะต้องทนทานต่อแรงลมและแผ่นดินไหวได้มาก นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นเปลือกป้องกันสำหรับสายไฟและสายสัญญาณที่เดินอยู่ภายใน ไม่ควรใช้ท่อเหล็กผนังบางเคลือบสังกะสีเคลือบเย็น

 

เสาหลักควรผลิตจากเหล็กโครงสร้าง Baosteel Q235B คุณภาพสูงโดยใช้การขึ้นรูปที่ควบคุมด้วย CNC โดยมีความหนาของผนังที่วัดได้ตรงตามข้อกำหนดที่ระบุ เสาทั้งหมดควรผ่านการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน โดยมีความหนาของการเคลือบสังกะสีเป็นไปตามข้อกำหนด ASTM A123 ตามด้วยการเคลือบผงโพลีเอสเตอร์ที่ทนต่อสภาพอากาศ มาตรการเหล่านี้ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างในระยะยาว และทำให้ภายในอาคารแห้ง ลดความเสี่ยงที่น้ำจะเข้าสู่เส้นทางเคเบิลและทำให้เกิดการลัดวงจร

 

เปรียบเทียบผู้ผลิตไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

 

รายการตรวจสอบความน่าเชื่อถือ 5 จุดสำหรับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

ในระหว่างการอนุมัติตัวอย่างสำหรับผู้ประมูลในเขตเทศบาลและการส่งมอบโครงการนอกสถานที่ เจ้าของและวิศวกรที่กำกับดูแลควรพิจารณาตรวจสอบเกณฑ์ที่สามารถวัดผลได้ห้าประการต่อไปนี้:

 

1.ตรวจสอบการจัดระดับเซลล์และบันทึกการจับคู่ และเอกสารยืนยันเซลล์เกรด A ใหม่

เปิดชุดแบตเตอรี่ตามตัวอย่างและตรวจสอบเครื่องหมายของเซลล์ รายงานการตรวจสอบของโรงงาน และบันทึกการให้เกรด ยืนยันว่าแพ็คใช้เซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO₄) เกรด A ใหม่ตลอด และคัดกรองเซลล์มีชีวิตที่สองหรือเซลล์ที่ได้รับการตกแต่งใหม่ซึ่งนำกลับมาใช้ใหม่จากแบตเตอรี่ที่เลิกใช้แล้ว

 

2. ทดสอบความราบรื่นของการสลับพลังงานแบบคู่และความต้านทานต่อไฟกระชากที่ไซต์งาน

ยกเลิกการเชื่อมต่อวงจร PV ด้วยตนเองเพื่อจำลองสภาวะที่มีเมฆมากหรือมีฝนตกเป็นเวลานาน ตรวจสอบว่าไฟสลับไปจ่ายไฟที่โครงข่ายได้อย่างราบรื่น โดยไม่มีการกะพริบที่เห็นได้ชัดเจน หรือไม่ และเซอร์กิตเบรกเกอร์ของแผงจ่ายไฟยังคงเสถียรโดยไม่สะดุดหรือไม่

 

3. วัดความหนาของผนังที่แท้จริงของเสาหลักและความหนาของการเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อน

ใช้เกจวัดความหนาผิวเคลือบเพื่อวัดการเคลือบสังกะสีของเสาหลายจุด ณ สถานที่ปฏิบัติงาน ยืนยันว่าการวัดเป็นไปตามข้อกำหนด ASTM A123 ที่เกี่ยวข้องสำหรับหมวดหมู่ความหนาของเหล็กที่เกี่ยวข้อง และตรวจสอบว่าผนังด้านในเคลือบอยู่ด้วย

 

4.ตรวจสอบการพัฒนาตัวควบคุมภายในและการหรี่แสงแบบหลายช่วงเวลาที่ตั้งโปรแกรมได้

ยืนยันว่าตัวควบคุมมีช่วงอุณหภูมิการทำงานระดับอุตสาหกรรมและตรรกะการควบคุมภายใน ตรวจสอบว่ารองรับการกำหนดค่าไร้สายแบบมือถือและการลดพลังงานที่ตั้งโปรแกรมได้ในช่วงเวลาต่างๆ เพื่อการประหยัดพลังงาน

 

5.ตรวจสอบความสามารถในการผลิตของผู้ผลิตและบันทึกการติดตามโครงการสำคัญที่เสร็จสมบูรณ์

ตรวจสอบว่าผู้ผลิตมีระบบการจัดการคุณภาพ ISO 9001 ที่สมบูรณ์และรายงานผลการทดสอบของบุคคลที่สามที่เชื่อถือได้หรือไม่ ขอหลักฐานการส่งมอบโครงการจริงและประสิทธิภาพในสภาวะที่ต้องการ เช่น อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมทะเลทรายในตะวันออกกลาง ลมแรง และละอองเกลือในพื้นที่ชายฝั่ง

 

บทสรุป

ไฟถนนสำรองแบบกริดไม่ได้เป็นเพียงแค่การผสมผสานทางกลของไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และพลังงานสาธารณูปโภคเท่านั้น เป็นระบบวิศวกรรมบูรณาการสมัยใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการจัดการพลังงานไมโครกริด ความเข้ากันได้ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า การจัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า และการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะ