Применение и индивидуальная настройка шинных соединителей (busbar) для проектов фотоэлектрического (PV) хранения энергии

По мере быстрого роста масштабов проектов накопления солнечной энергии возрастает потребность в качественном распределении электроэнергии. Генерация солнечной энергии создаёт ряд уникальных задач для решений в области распределения электроэнергии, и компания Kinto осознала эту потребность ещё много лет назад, начав разработку специализированных шин.

Инженеры Kinto совместно с другими специалистами в сфере возобновляемой энергетики на протяжении многих лет проектируют, производят и оптимизируют индивидуальные конструкции шин для фотоэлектрических систем и систем накопления энергии. Ниже выделены четыре ключевых аспекта проектирования и применения шин в системах «солнечная энергия + накопление энергии»:

Почему системы накопления солнечной энергии требуют специализированных шин

Генерация электроэнергии с помощью солнечных фотоэлектрических элементов — это новое явление по сравнению с большей частью мировой электросети, однако традиционные принципы зачастую остаются в силе. Фотоэлектрические панели способны вырабатывать огромный постоянный ток при ярком солнечном свете, заряжая аккумуляторы. А когда наступает ночь и аккумуляторы должны отдавать накопленную энергию для резервного питания инвертеров, поток электронов многократно меняет направление — то от источника к нагрузке, то обратно. В результате соединительные компоненты подвергаются циклическому расширению и сжатию, что со временем приводит к ослаблению крутящего момента креплений.

Наши шины для солнечных электростанций включают специализированную конструкцию и технологию изготовления контактных клемм, обеспечивающие стабильный крутящий момент, необходимый для надёжного соединения в течение миллионов термических циклов. Поскольку солнечные установки эксплуатируются на открытом воздухе, они подвергаются значительным колебаниям температуры окружающей среды — что по-разному влияет на сплавы меди и алюминия; поэтому Kinto применяет методы производства и сборки, учитывающие особенности молекулярных связей каждого конкретного металла при различных температурных условиях, а также предотвращающие проникновение влаги, вызывающей потери электрической энергии и преждевременный выход из строя разъёмов. Многие наши солнечные шины покрыты коррозионностойкими материалами или оснащены уплотнительными кольцами (O-ring) там, где это необходимо, чтобы продлить срок службы установки до 25 лет.

Ключевые электрические параметры шин для систем хранения энергии PV

Три ключевых параметра, которые необходимо учитывать при выборе шин для систем хранения солнечной энергии: пропускная способность по току — при интенсивной генерации солнечной энергии температура эксплуатации повышается, поэтому для проектов на крышах и наземных установок стандартной практикой является снижение номинального тока шин на 10–15 % и более. Номинальное напряжение — типичные аккумуляторные системы хранения работают в диапазоне от 600 до 1500 В постоянного тока, что значительно выше, чем у типичных промышленных шин; следовательно, особое внимание следует уделять расстояниям между токоведущими частями и изоляции. Компания Kinto производит шины для очень высоких уровней напряжения. Стойкость к короткому замыканию — разряд аккумуляторной батареи в цепь при аварийном режиме может вызвать токи в несколько тысяч ампер, приводящие к плавлению компонентов, повреждениям и, в конечном счёте, отказу всей системы. Мы знаем, как усилить соединения солнечных шин с помощью наших производственных процессов.

Варианты индивидуальной настройки под уникальные требования солнечных проектов

Применение фотогальванических систем, скорее всего, потребует индивидуального решения с использованием шин. Физическая компоновка системы — с учётом ограничений по месту в солнечном коммутационном шкафу по сравнению с крупным солнечным инвертором или аккумуляторным шкафом — повлияет не только на форму шины, но и на выбор материала, а также на количество и расположение контактных точек. Дополнительные элементы индивидуальной настройки могут включать количество изгибов, конфигурацию и расположение отверстий, а также точки крепления дистанционных втулок или изоляторов. Некоторые заказчики предъявляют особые требования к электрическим характеристикам: например, конструкция исключительно из меди обеспечивает максимальную проводимость в минимальном объёме; другие предпочитают более лёгкий и менее дорогой алюминий там, где пространственные ограничения не являются главным фактором проектирования. Гибкие изолированные шины могут быть полезны в конструкциях, подверженных сильной вибрации — например, на панели инвертора или в некоторых системах слежения за Солнцем. Для применений, использующих инверторы с высокочастотным переключением, снижение индуктивности за счёт ламинированных или экранированных шин может значительно повысить производительность системы.

Рекомендации по установке и долгосрочная надежность

Срок службы любого решения для распределения солнечной энергии зависит от правильности его монтажа. Перед установкой тщательно осмотрите поверхность каждой шинной планки или компонента ламинированной шинной планки на наличие поверхностных дефектов, которые могут свидетельствовать о внутреннем загрязнении или физическом повреждении, приводящем со временем к снижению эксплуатационных характеристик. Наши ультраточные параметры плоскостности обеспечивают равномерное контактное давление по всей длине токопроводящей поверхности каждой шинной планки. Используйте качественный динамометрический ключ и затягивайте крепёж в соответствии со спецификациями производителя: чрезмерная затяжка повредит изоляцию и сорвёт резьбу, а недостаточная — вызовет искрение контакта из-за высокого переходного сопротивления. Если в ваших компонентах присутствует алюминий, рекомендуется нанести антиоксидантное покрытие в местах соединения алюминия с другими металлами или с компонентами электрической шинной планки, чтобы предотвратить образование оксидов. Визуальный осмотр и/или термографическое измерение под нагрузкой при вводе в эксплуатацию позволят выявить перегретые соединения. Также рекомендуется ежегодно проводить визуальный осмотр всех соединений в зонах, подверженных вибрации, с целью выявления потенциальных проблем. Производство Kinto осуществляется в соответствии с требованиями стандартов качества IATF 16949 и ISO 9001. Данная сертификация гарантирует стабильность параметров изготовления деталей на протяжении многих лет. Таким образом, вы сможете без затруднений приобрести прямую замену оригинальной солнечной шинной планки Kinto в течение десятилетий.

Заключение

Надежная система распределения солнечной энергии — двунаправленный поток электроэнергии от источника к аккумулятору и обратно, а также экстремальные условия эксплуатации на солнечных электростанциях требуют прочного проектирования и изготовления. Тщательный учёт особых требований к шинам электропитания в вашей системе генерации солнечной энергии обеспечит электромонтаж с очень длительным сроком службы. Компания Kinto обладает широким спектром компетенций в области критически важных медных и алюминиевых силовых проводников, применяемых в фотоэлектрических и аккумуляторных системах. Свяжитесь с нашими техническими специалистами, чтобы обсудить детали вашего следующего проекта: мы готовы предложить решение, точно соответствующее вашим требованиям к доступному пространству, электрическим параметрам и конкретному применению, и выполненное с высочайшей точностью.