حول مشكلة تآكل لوحة الطاقة الشمسية

كشف التطبيق على نطاق واسع لأنظمة توليد الطاقة الشمسية في بيئات قاسية مثل الرطوبة والحرارة ورذاذ الملح عن التحدي الفني الرئيسي لتآكل مكون المعادن. تحلل هذه الورقة آلية التآكل المجهري وتجمع بين تجربة الممارسة الهندسية لبناء نظام حماية متعدد الأبعاد لتوفير حل منهجي لحماية التآكل لمحطات الطاقة الكهروضوئية طوال دورة حياتهم.

1. ديناميات التآكل الكهروكيميائية: تشكل إطارات المعادن وقضبان سبيكة الألومنيوم تأثيرًا صغيرًا في بيئة رطبة ، ويخضع عنصر الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ إلى التآكل تحت CL- ، ومعدل التآكل يرتبط بشكل كبير بدرجة الحرارة. أظهرت البيانات المقاسة لمحطة توليد الطاقة الساحلية أن معدل التآكل السنوي لأقواس الصلب الكربوني وصل إلى 0. 12 مم ، وهو أعلى 3 مرات من المناطق الداخلية.

2. تآزر الإجهاد البيئي: الأشعة فوق البنفسجية تتسبب في شيخوخة مواد ختم البوليمر ، وتشكيل قناة لاختراق الوسائط المسببة للتآكل. إن الغازات الحمضية مثل SO2 و Nox في مناطق التلوث الصناعية تسريع أكسدة المعادن ، والسرعة التي تخترق بها Cl-itions فيلم التخميل في مناطق رذاذ الملح يمكن أن تصل إلى 5 أضعاف البيئة الطبيعية.

3. تأثير تضخيم عيب التصنيع: نوبات مجهرية تنتجها نقاط تركيز الإجهاد المحلية للليزر ، وعيوب الثقب في الطلاء تعرض الركيزة. عندما يكون سمك الفيلم المختلط أقل من 20μm ، تنخفض كفاءة الوقاية بنسبة 60 ٪.

1. أزمة النزاهة الهيكلية:يؤدي تآكل موصل القوس إلى انخفاض الصلابة الهيكلية بنسبة 30 ٪ ، ويزداد احتمال فشل اتصال الترباس بمقدار 4 مرات في ظل ظروف الإعصار. بعد مرور إعصار ، وجد أن إزاحة نظام الأقواس الصدأ تجاوز معيار ISO بمقدار 2.8 مرة.

2. تهديدات السلامة الكهربائية:يزيد تآكل الشرير النحاسي في مربع الوصلات من مقاومة التلامس إلى 15 ضعف القيمة الأولية ، ويؤدي التأثير الفوري الساخن إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية بأكثر من 85 درجة. يؤدي تآكل نظام التأريض إلى تجاوز قيمة المعاوقة بمعاييرها بمقدار 7Ω ، ويزيد احتمال حدوث أضرار البرق بنسبة 40 ٪.

3. خسارة اقتصادية مزدوجة:يرتبط معدل توهين السلطة للمكون بشكل إيجابي بدرجة تآكل الإطار ، ويصل معدل التوهين السنوي للمكونات المتآكلة بشدة إلى 3.2 ٪. ارتفعت نسبة تكاليف صيانة الدعم في محطة توليد الطاقة OPEX بشكل حاد من 5 ٪ إلى 18 ٪.

1. مصفوفة الابتكار المادي:

Develop Cr/Ni/Mo ternary alloy coating (316L stainless steel pitting resistance equivalent PREN>35)

Apply vapor deposition Al-Mg-Si composite coating (salt spray test>3000h)

تعزيز دعم البوليمر المعزز بألياف الكربون (معامل مرن 120GPA ، الكثافة 1.6 جم/سم)

2. تصميم التحسين الهيكلي:

اعتماد تصميم أخدود الصرف غير المتماثل (زادت كفاءة الصرف بنسبة 70 ٪)

Introduce bionic hydrophobic surface (contact angle>150 درجة ، الكفاءة الذاتية 92 ٪)

قم بتنفيذ نظام حماية الكاثودي (محتمل يتم التحكم فيه في -0. 85--1. 1V vs CSE)

3. نظام التشغيل والصيانة الذكي:

نشر مستشعر سلالة صريف الألياف (الدقة 1με ، الحياة 25 سنة)

Establish corrosion big data model (prediction accuracy>85%)

تطوير طلاء microcapsule الشفاء الذاتي (كفاءة الإصلاح 90 ٪ ، مما يؤدي إلى درجة حرارة 60 درجة)

4. ترقية النظام القياسي:

صياغة مواصفات شهادة مكافحة التآكل C5 (معيار ISO 12944)

تحسين إرشادات التصميم الضوئي لمكافحة التآكل في الخارج (إصدار IEC 61701 المحسّن)

إنشاء نظام توأم رقمي حماية التآكل (بما في ذلك 12 مؤشر أداء رئيسي)

1. تحسين المواد:حدد المواد ذات المقاومة القوية للتآكل ، مثل إطارات سبائك الألومنيوم لاستبدال إطارات الصلب التقليدية. يمكن لفيلم الأكسيد الذي تم تشكيله بشكل طبيعي على سطح سبيكة الألمنيوم أن يقاوم التآكل بشكل فعال ، وهو خفيف وسهل التثبيت. بالنسبة للأقواس ، يتم استخدام الفولاذ المجلفن الساخن ، ويجب أن يفي سمك الطبقة المجلفنة بمعايير الصناعة لتعزيز مقاومة الصدأ.

2. علاج حماية السطح:يتم إجراء معالجة حماية إضافية على سطح الأجزاء المعدنية من الألواح الشمسية. إذا كانت رش الطلاء المضاد للتآكل ، فاختر طلاء الأكريليك أو الطلاء الفلوروكربون مع مقاومة جيدة للطقس والالتصاق ، والتأكد من أن سطح المعادن نظيف وجاف قبل الرش لضمان فعالية الطلاء. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام تقنية الطلاء الكهربي لتشكيل فيلم وقائي موحد وكثيف على سطح المعدن لتحسين أداء مضاد للتآكل.

3. الصيانة العادية:إنشاء نظام تفتيش منتظم. يوصى بإجراء فحص شامل للألواح الشمسية كل ربع. يتضمن محتوى التفتيش مراقبة ما إذا كانت الأجزاء المعدنية لها علامات على الصدأ. إذا كان هناك صدأ طفيف ، علاج في الوقت المناسب ، مثل التلميع وإزالة الصدأ ، ثم إعادة الطلاء. في الوقت نفسه ، حافظ على سطح اللوحة الشمسية نظيفة لتجنب تراكم الغبار والتراب ، ومنع التآكل من تسريع الصدأ بسبب التآكل تحت الأوساخ.

4. تصميم القدرة على التكيف البيئي:يتم التصميم المستهدف وفقًا للخصائص المناخية والبيئية لمنطقة التثبيت. في الرطوبة العالية أو المناطق الساحلية ، تعزز التدابير الوقائية ، مثل زيادة سمك الطلاء أو استخدام الطلاءات الخاصة بخاخ الملح المقاومة للملح ؛ في المناطق المعرضة للمطر الحمضية ، حدد المواد المقاومة للحمض والطلاءات الواقية لتحسين القدرة على التكيف مع الألواح الشمسية مع بيئات خاصة.