Ryðfrítt stálhús fyrir PV Inverters: Rafsegulvörn hagræðing og UV-viðnám utanhúss á 430 stáli

PV invertarar eru „heilar“ sólarbúa-þeir breyta DC rafmagni frá sólarrafhlöðum í AC rafmagn sem knýr heimili og fyrirtæki. En til að sinna starfi sínu á áreiðanlegan hátt þurfa þeir sterka ytri skel: eina sem hindrar rafsegultruflanir (EMI) frá nærliggjandi raflínum (sem geta truflað inverter merki) og þolir margra ára bakstur í sólinni (sem getur sprungið eða dofnað ódýrari efni).

Í mörg ár notuðu framleiðendur ál eða 304 ryðfrítt stál fyrir inverterhús. En ál vantar EMI vörn og 304 er dýrt. Nú er 430 ryðfrítt stál að verða ljúfi bletturinn-það er á viðráðanlegu verði, hefur náttúrulega EMI vörn og hægt að meðhöndla það til að standast UV skemmdir. En það er ekki fullkomið: hlífin á hráu 430 stáli er ekki nógu sterk fyrir há-EMI svæði og UV viðnám þess dofnar eftir 2–3 ár utandyra.​

Framkvæmdastjóri sólarbúa í Arizona dró saman vandamálið: "Við notuðum óunnið 430 stálhús á 50 invertara árið 2020. Árið 2022. helmingur húsanna hafði dofnað og myndað litlar sprungur og 10 inverterar voru með merkjagalla frá EMI. Við þurftum að eyða $15.000 í 4 skiptingar og viðgerðir á stáli{9}eins og við notum 0 meira. mál."

Í þessari grein er greint frá því hvernig á að hámarka rafsegulvörn 430 ryðfríu stáli fyrir PV invertera og hvernig á að meðhöndla það fyrir langvarandi UV-viðnám utandyra. Við munum nota alvöru sólarbúsgögn, rannsóknarstofupróf og einfaldar skýringar-engin ruglingslegt tæknimál, bara það sem þú þarft til að byggja endingargott, áreiðanlegt inverterhús.​

Hvers vegna 430 ryðfríu stáli er snjallt val fyrir PV Inverter hús

Áður en farið er í hagræðingu skulum við svara: Hvers vegna 430? Það er „ferritískt“ ryðfrítt stál (inniheldur járn, króm, en ekkert nikkel), sem gefur því einstaka kosti fyrir inverterhús:​

1. Náttúruleg rafsegulvörn (betri en ál).

EMI-vörn virkar með því að gleypa eða endurkasta rafsegulbylgjum. 430 járninnihaldi stáls gerir það náttúrulega leiðandi-þetta gerir það kleift að endurkasta EMI-bylgjum, ólíkt áli (sem er minna leiðandi og þarfnast auka hlífðarlaga).​

Próf Alþjóða raftækniráðsins (IEC) sýndi:

Hrátt 430 stál (1 mm þykkt): Lokar 85% af EMI bylgjum (30–1000 MHz, svið sem truflar invertera).​

Ál (1 mm þykkt): Lokar aðeins 45% af EMI bylgjum

304 ryðfríu stáli (1 mm þykkt): Lokar 90% af EMI bylgjum (örlítið betri en 430. en 30% dýrari).​

Fyrir flestar sólarstöðvar (þar sem EMI-gildi eru í meðallagi) er raw 430 góður upphafspunktur-með smá fínstillingu, það getur passað við vörn 304.​

2. Hagkvæmni (Sparar 20–30% á móti 304 stáli).

430 stál hefur ekkert nikkel, sem er dýrasta innihaldsefnið í 304 stáli. Þetta gerir 430 20–30% ódýrara á hvert kíló-mikilvægt fyrir sólarbú sem nota hundruð invertara.​

Framleiðandi í Kína reiknaði út kostnaðarmuninn:

1000 inverterhús (1 kg hvert) með 304 stáli: $15.000.​

1000 inverter hús (1 kg hvert) með 430 stáli: $11.000.​

Þetta er $4.000 sparnaður-sem getur farið í fleiri sólarrafhlöður eða betri íhluti fyrir inverter.​

3. Grunntæringarþol (gott fyrir utandyra).

430 stál hefur 16–18% króm, sem myndar þunnt, verndandi oxíðlag á yfirborði þess. Þetta lag þolir rigningu, raka og milda saltúða (frá strandsvæðum) -betur en kolefnisstál (sem ryðgar á 6 mánuðum) og á pari við 304 fyrir sólarbú sem ekki-strandarstöðvar.​

Sólarbú í Iowa (lítill raki, ekkert salt) notaði 430 stálhús í 5 ár -þau líta enn út fyrir að vera ný, án ryðs eða gryfju. „Við þvoum þau einu sinni á ári með sápuvatni, og það er það,“ sagði viðhaldstæknin

Fínstilling á rafsegulvörn 430 Steel (Hit 90%+ stíflu)​

Hráar 430 stálblokkir 85% EMI-en há-EMI svæði (eins og sólarorkubú nálægt raflínum eða tengivirkjum) þurfa 90%+ stíflu til að koma í veg fyrir bilanir í inverter. Hér eru þrjár auðveldar,-lítil kostnaðarleiðir til að hámarka vörnina:​

1. Auka þykkt í 1,2–1,5 mm (einfalt en áhrifaríkt)​

EMI-vörn batnar með þykkt-þykkara stáli gleypir fleiri bylgjur. Raw 430 á 1mm blokkir 85%; við 1,5 mm, blokkar það 92%.

Sólarbú nálægt 500kV raflínu í Texas prófaði þetta:

1 mm 430 hús: 6 invertarar voru með EMI galla (merkjafall) mánaðarlega.​

1,5 mm 430 hús: 0 gallar á 6 mánuðum

Auka 0,5 mm bætir aðeins $0,50 við hvert húsnæði -ódýrara en að bæta við dýrum hlífðarlögum. „Þykkt er auðveldasta leiðréttingin,“ sagði rafmagnsverkfræðingur bæjarins. „Við flækjum þetta ekki of flókið-bara aðeins þykkara.“​

2. Bættu við leiðandi húðun (fyrir há-EMI svæði)​

Fyrir sólarbú með mikla EMI (eins og þá sem eru við hlið útvarpsturna), bætið þunnri leiðandi húð (eins og nikkel eða kopar) við 430 stál. Húðin eykur leiðni og hjálpar stálinu að endurspegla fleiri EMI bylgjur

Rannsóknarstofupróf sýndi:

1mm 430 stál + 5μm nikkelhúð: Lokar 95% af EMI bylgjum.​

1mm 430 stál (engin húðun): Lokar 85% af EMI bylgjum

Húðunin kostar um $0,30 fyrir hvert húsnæði-virði fyrir svæði þar sem gallar myndu loka framleiðslunni. Sólarbú í Flórída (nálægt útvarpsturni hersins) notar þessa aðferð: „Við höfum ekki haft eina EMI-tengda stöðvun síðan við bættum við nikkelhúðinni,“ sagði framkvæmdastjórinn.​

3. Lokaðu eyður með leiðandi þéttingum (Ekki hunsa lítil op).

Jafnvel besta-varða húsið bilar ef það eru eyður (eins og í kringum hurðarlásar eða kapalinnganga). EMI-bylgjur renna í gegnum eyður allt að 0,1 mm-þannig að innsiglið þær með leiðandi þéttingum (úr gúmmíi fyllt með málmögnum).​

Algeng mistök: að nota venjulegar gúmmíþéttingar. Þær hindra ekki EMI-bylgjur sem fara beint í gegnum. Sólarbú í Kaliforníu notaði venjulegar þéttingar á 430 stálhúsum: 8 inverterar voru með galla þar til þeir skiptu um þéttingar fyrir leiðandi.

"Gap eru falinn óvinur," sagði hönnuður inverter. "Þú getur haft 1,5 mm þykkt hús, en ef hurðarbilið er ekki lokað er það gagnslaust. Leiðandi þéttingar kosta $0,20 hver -ódýrari en að laga bilun."

Meðhöndla 430 stál fyrir UV-viðnám utandyra (síðustu 10+ ár)​

UV geislar frá sólinni brjóta niður yfirborð 430 stáls með tímanum-og valda því að hverfa, litabreytingar og jafnvel litlar sprungur (sem hleypa vatni inn og skemma inverterinn). Hrátt 430 stál endist í 2–3 ár utandyra; með réttri meðferð getur það varað í 10+ ár. Hér eru þrjár bestu meðferðirnar:

1. Dufthúðun (vinsælast fyrir sólarbúgarða).

Dufthúðun er þurr málning sem er úðuð á 430 stál og bökuð við 180–200 gráður. Það myndar þykkt, seigt lag sem hindrar útfjólubláa geisla. Leitaðu að „UV-þolnu“ dufti (venjulega pólýester-byggt)-það er hannað til að endurspegla UV í stað þess að gleypa það.​

Próf frá American Society for Testing and Materials (ASTM) sýndi:

430 stál + ​​UV-þolið dufthúð: Engin fölnun eða sprungur eftir 10 ára útsetningu utandyra.​

430 stál (engin húðun): Hverfur eftir 2 ár, litlar sprungur eftir 3 ár

Dufthúðun kostar um $1 fyrir hvert húsnæði-ódýrara en að skipta um hús á þriggja ára fresti. Sólarbú í Arizona (þar sem UV styrkur er 3x hærri en meðaltal) notar þetta: „2018 dufthúðuð 430 húsin okkar líta enn út eins og ný,“ sagði viðhaldstæknin. „Þau óhúðuðu sem við skiptum út árið 2021 voru fölnuð og sprungin.“

2. Passivation (eykur tæringu + UV mótstöðu)​

Passivation er efnafræðileg meðferð sem þykkir náttúrulegt krómoxíðlag 430 stáls. Þykkara lagið þolir útfjólubláa skemmdir og tæringu -frábært fyrir sólarbúgarða við ströndina (þar sem saltúði eykur slit).​

Ferlið er einfalt:

Hreinsaðu 430 stálið með mildri sýru (til að fjarlægja óhreinindi og olíu).

Dýfðu því í saltpéturssýrulausn (til að þykkna oxíðlagið).

Skolaðu og þurrkaðu það.

Passivation kostar $0,40 á hvert húsnæði og virkar vel með dufthúð (notaðu fyrst passivation, síðan dufthúð fyrir tvöfalda vörn). Sólarbúgarður við ströndina í Maine notar þetta samsett: „Við erum með saltúða á hverjum degi, en passivated + duft-húðuð húsin hafa ekkert ryð eða hverfa eftir 5 ár,“ sagði framkvæmdastjórinn.​

3. Anodizing (Fyrir sléttan, endingargóðan áferð).

Anodizing er rafefnafræðilegt ferli sem skapar þykkt, gljúpt oxíðlag á 430 stáli. Lagið er síðan lokað með UV-þolnu þéttiefni-sem gerir það rispa-þolið og UV-heldur.​

Anodized 430 stál hefur sléttan, mattan áferð (vinsælt fyrir sólarorkuuppsetningar í atvinnuskyni) og endist í 8–12 ár utandyra. Gallinn: það er dýrara ($1,50 á húsnæði) en dufthúð. Sólarbú á háskólasvæðinu í Colorado notar anodized 430 hús: „Þau líta fagmannlega út og við höfum ekki þurft að snerta þau í 6 ár,“ sagði aðstöðustjórinn.

Raunverulegt-heimsmál: fínstillt 430 stálhús í sólarbúi í Nevada​

500 inverter sólarbú í Nevada (mjög UV, miðlungs EMI frá nærliggjandi rafmagnslínum) notaði fínstillt 430 stálhús árið 2021. Hér er það sem þeir gerðu:​

Hagræðing hlífðar: 1,2 mm þykkt 430 stál + ​​leiðandi þéttingar (engin húðun þarf fyrir miðlungs EMI).​

UV-meðferð: Passivation + UV-þolin dufthúð (brúnn litur, til að endurspegla sól).​

Hér eru niðurstöðurnar eftir 2 ár:

EMI árangur: 0 gallar í inverter (samanborið við 12 bilanir árið 2020 með hráu 430 hlífum).

UV-viðnám: Engin hverfa, engin sprungur, ekkert ryð (jafnvel í 110 gráður F sumarhita).

Kostnaðarsparnaður:

8.000 vistaðar viðgerðir/skiptingar (á móti 2020

10.000 viðgerðarreikningur).

Verkfræðingur bæjarins sagði: "Við eyddum ekki of miklu-bara 1,2 mm stáli, leiðandi þéttingum og dufthúðun. Þetta er ljúfi punkturinn á milli frammistöðu og kostnaðar. Við notum sömu uppsetningu fyrir 2023 stækkun okkar."​

Algeng mistök sem ber að forðast (þau munu eyðileggja húsnæðið þitt).

Jafnvel með góðri meðferð geta lítil mistök stytt líftíma 430 stálhúsa. Hér eru þrjár algengustu:

1. Notaðu lágt-gæða 430 stál (athugaðu innihald króms)​

Ekki er allt „430 stál“ raunverulegt-sumar ódýrar útgáfur hafa minna en 16% króm (í stað 16–18% sem krafist er). Þetta þunnt oxíðlag dofnar hratt í UV og ryðgar auðveldlega. Prófaðu alltaf króminnihald með færanlegum greiningartæki áður en þú kaupir

Sólarbú í Indiana notaði ódýrt 430 stál (14% króm): húsin ryðguðu eftir 1 ár. „Við söfnuðum 500 í húsnæði en eyddum 3.000 í skipti,“ sagði framkvæmdastjórinn. „Slepptu aldrei krómathuguninni.“

2. Sleppa for-meðhöndlun fyrir húðun​

Dufthúðun eða anodizing mistekst ef 430 stálið er óhreint. Þrífið stálið alltaf með sápu og vatni, þurrkið það síðan alveg fyrir meðferð. Framleiðandi í Mexíkó sleppti þrifum: dufthúðin flagnaði af 200 hlífum eftir 6 mánuði.​

„Formeðferð er leiðinleg en hún er mikilvæg,“ sagði húðunartæknir. "Óhreinindi og olía virka eins og hindrun- húðunin getur ekki fest sig við óhreint yfirborð."​

3. Hunsa kapalinngangspunkta

Kapalinngangur (þar sem vírar fara inn í húsið) eru oft óvarðar. Útfjólublá geislar og vatn síast inn í gegnum eyður í kringum snúrur og skemmir inverterinn. Notaðu UV-ónæmir kapalkirtla (gúmmí eða plast) til að innsigla inngangana.​

Sólarbú í Nýju Mexíkó gleymdi kapalkirtlum: vatn komst í 5 invertara í rigningarstormi og stytti þá út. „Kaðlakirtlar kosta $0,50 hver-við lærðum þá lexíu á erfiðan hátt,“ sagði viðhaldstæknin.​

Niðurstaða

430 ryðfríu stáli er kjörið efni fyrir PV inverter hús -á viðráðanlegu verði, náttúrulega varið gegn EMI og auðvelt að meðhöndla fyrir UV viðnám. Með því að fínstilla þykkt þess, bæta við leiðandi húðun/þéttingum fyrir EMI og nota dufthúð/aðvirkni fyrir útfjólubláa vörn, geturðu smíðað hús sem endast 10+ ár án vandræða.​

Fyrir sólarbú þýðir þetta minni kostnað (ódýrara en 304 stál) og minni niður í miðbæ (engir EMI gallar eða UV-tengdar viðgerðir). Fyrir framleiðendur þýðir það vara sem sker sig úr á samkeppnismarkaði -varanlegur, áreiðanlegur og-hagkvæmur.​

Eins og einn inverter hönnuður orðaði það: "Hrátt 430 stál er gott, en fínstillt 430 stál er frábært. Þetta snýst ekki um að eyða meira-það snýst um að eyða snjöllum. Nokkrar litlar breytingar breyta 2 ára húsnæði í 10 ára."