مواد مورد استفاده در ساخت ترانسفورماتور خورشیدی چیست؟

ترانسفورماتورهای خورشیدی اجزای حیاتی در نیروگاه های فتوولتائیک هستند که ولتاژ AC را از اینورترها به سطوح ولتاژ متوسط ​​برای یکپارچه سازی شبکه افزایش می دهند. به عنوان یک تامین کننده متخصص در ترانسفورماتورهای خورشیدی، اغلب در مورد آنچه که برای ساخت این واحدها انجام می شود سؤال می شود. در اینجا یک تفکیک عملی از مواد مهم ارائه شده است.

مواد اصلی

هسته قلب مغناطیسی ترانسفورماتور است. استاندارد قاطع برای کاربردهای خورشیدی، فولاد سیلیکونی دانه گرا (فولاد الکتریکی) با عیار بالا باقی می ماند. این ماده به‌طور خاص پردازش می‌شود تا حوزه‌های مغناطیسی آن در جهت غلتش قرار گیرند، که نفوذپذیری را به حداکثر می‌رساند و از دست دادن پسماند تحت تحریک AC را به حداقل می‌رساند. ورقه‌ها بسیار نازک هستند، معمولاً 0.23 میلی‌متر تا 0.30 میلی‌متر و با یک لایه عایق پوشش داده می‌شوند تا جریان گردابی بین ورق‌ها را محدودتر کند.

هسته های فلزی آمورف یک جایگزین با راندمان بالا هستند. آنها با خنک کردن فوق العاده سریع آلیاژ مذاب ساخته می شوند و ساختار نواری غیر کریستالی ایجاد می کنند. این مرزهای دانه کریستالی را که به از بین رفتن هسته در فولاد سیلیکونی کمک می کند، حذف می کند. هسته های آمورف تلفات بدون بار را به میزان 70 تا 80 درصد کاهش می دهند که برای ترانسفورماتورهایی که 24 ساعت در هفته فعال می مانند بسیار ارزشمند است. با این حال، این ماده از نظر مکانیکی حساس است و نیاز به برش و جابجایی هسته تخصصی دارد. فلز آمورف همچنین مغناطیسی گیر است که می تواند صدای شنیداری بالاتری تولید کند که برای نصب در نزدیکی مناطق مسکونی مورد توجه قرار می گیرد. هزینه اولیه بالاتر معمولاً از طریق صرفه جویی در انرژی در چرخه عمر توجیه می شود، به ویژه در بازارهایی با مقررات کارایی سختگیرانه یا سرمایه بالای زیان.

مواد رسانا

مس رسانای ترجیحی برای سیم پیچ های ترانسفورماتور خورشیدی است. رسانایی بالای آن تلفات I²R را به حداقل می‌رساند، زیرا نیروگاه‌های خورشیدی در ساعات روشنایی روز با فاکتورهای بار بالا کار می‌کنند. مس همچنین مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر خزش بالاتری را در مقایسه با آلومینیوم ارائه می‌کند که تحت فشارهای مکرر چرخه حرارتی و نیروهای اتصال کوتاه اهمیت دارد. درجه های گام سخت الکترولیتی (ETP) یا رسانایی بالا بدون اکسیژن (OFHC) استاندارد هستند.

آلومینیوم یک جایگزین مناسب است که عمدتاً برای پروژه های هزینه محور یا جایی که وزن یک محدودیت است استفاده می شود. برای مطابقت با رسانایی مس، سیم‌پیچ‌های آلومینیومی به سطح مقطع تقریباً 60 درصد بیشتری نیاز دارند. این باعث افزایش ابعاد سیم پیچ می شود که ممکن است بر اندازه مخزن و حجم روغن تأثیر بگذارد. خاتمه مناسب بسیار مهم است. لایه اکسید آلومینیوم و انبساط حرارتی دیفرانسیل با شینه های مسی نیاز به اتصال دهنده های دو فلزی یا تکنیک های جوشکاری تخصصی دارد. برای طراحی های متناوب یا کم هزینه، آلومینیوم زمانی که به درستی مهندسی شود می تواند عملکرد قابل اعتمادی داشته باشد.

مواد عایق

مایعات عایق: روغن معدنی خنک کننده دی الکتریک اسب بخار باقی می ماند. اشباع عالی عایق سلولزی، استحکام دی الکتریک بالا و ویژگی های پیری کاملاً درک شده را ارائه می دهد. با این حال، نقطه آتش آن (~ 165 درجه سانتیگراد) و زیست تخریب پذیری ضعیف از اشکالاتی هستند.

سیالات استر طبیعی (روغن های گیاهی) به طور فزاینده ای برای ترانسفورماتورهای خورشیدی، به ویژه در تاسیسات حساس به محیط زیست یا شهری مشخص می شوند. آنها نقطه آتش بالاتر از 300 درجه سانتیگراد دارند، به راحتی زیست تخریب پذیر هستند و رطوبت را با تحمل بیشتری نسبت به روغن معدنی جذب می کنند، که پیری سلولز را کند می کند. استرهای مصنوعی ایمنی مشابه در برابر آتش را با پایداری اکسیداسیون افزایش یافته برای طرح های مخازن مهر و موم شده فراهم می کنند. این مبادله ویسکوزیته بالاتر است که بر خنک شدن در دمای محیط پایین تأثیر می گذارد و معمولاً هزینه بالاتری دارد.

عایق جامد: کاغذ کرافت با چگالی بالا و از نظر حرارتی ارتقا یافته و تخته پرس، آغشته به مایع دی الکتریک، عایق اولیه چرخشی و لایه ای را تشکیل می دهند. این مواد سلولزی برای مقاومت در برابر تخریب حرارتی و افزایش طول عمر عایق در دماهای عملیاتی مداوم، از نظر شیمیایی پردازش می شوند. برای طرح‌های رزین ریخته‌گری، رزین اپوکسی - معمولاً سیکلواالیفاتیک یا سیستم‌های پخت با انیدرید پر شده از سیلیس - در اطراف سیم‌پیچ‌ها با خلاء ریخته‌گری می‌شود. این یک سیستم عایق مهر و موم شده و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری با استحکام مکانیکی بالا و مقاومت ذاتی در برابر آتش را فراهم می کند.

مواد محفظه

تانک قسمت فعال را در خود جای داده و از آن محافظت می کند. فولاد کربنی نورد استاندارد است و ضخامت آن بر اساس الزامات مقاومت در برابر خلاء تعیین می شود. سطوح خارجی چندین لایه از رنگ پلی اورتان یا اپوکسی با دوام بالا را دریافت می کنند که مطابق با طبقه بندی خوردگی C5-M برای محیط های صنعتی و ساحلی است. فولاد گالوانیزه یا ضد زنگ برای سخت افزار و اغلب برای محفظه های کامل در محیط های بسیار خورنده دریایی یا کارخانه های شیمیایی استفاده می شود.

محفظه های آلومینیومی برای کاربردهای حساس به وزن مانند پست های پشت بام یا فراساحل در دسترس هستند. آلومینیوم مقاومت در برابر خوردگی طبیعی را ارائه می دهد اما نیاز به کنترل دقیق کیفیت جوش و در نظر گرفتن انبساط دیفرانسیل با بوش ها و رادیاتورهای فولادی دارد.

سایر اجزا و مواد

بوش ها: بوش های چینی مقاومت عالی در ردیابی و پایداری UV دارند، اگرچه شکننده و سنگین هستند. بوش های پلیمری کامپوزیتی (لاستیک سیلیکونی) سبک تر، عملاً نشکن هستند و عملکرد آبگریز عالی را در محیط های آلوده ارائه می دهند.

خنک کننده: رادیاتورها و لوله های خنک کننده از فولاد ساخته می شوند. فن های خنک کننده خارجی، در صورت نصب، از تیغه های آلومینیومی و موتورهای محافظت شده در برابر خوردگی استفاده می کنند.

لوازم جانبی: گیج‌های مغناطیسی سطح روغن، دستگاه‌های کاهش فشار و نشانگرهای دمای سیم‌پیچ از پلیمرهای مهندسی شده، دم‌های مسی بریلیوم و سنسورهای دو فلزی کالیبره‌شده استفاده می‌کنند. هواگیرهای خشک کننده حاوی سیلیکاژل یا دانه های غربال مولکولی برای حذف رطوبت هوای بلعیده شده هستند.

هنگام انتخاب یک ترانسفورماتور خورشیدی، مهم است که کیفیت مواد مورد استفاده را در نظر بگیرید. شرکت ما به عنوان یک تامین کننده حرفه ای ترانسفورماتور خورشیدی تضمین می کند که در ساخت ترانسفورماتورهای ما فقط از مواد با کیفیت بالا استفاده می شود. ما طیف گسترده ای از ترانسفورماتورهای خورشیدی را ارائه می دهیم، از جملهترانسفورماتور پایه تک فاز،ترانسفورماتور روی پد، وترانسفورماتور ایزوله سه فاز.

اگر به دنبال یک ترانسفورماتور خورشیدی هستید و می خواهید در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید، توصیه می کنیم با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده ارائه اطلاعات دقیق به شما هستند و به شما در انتخاب مناسب ترین ترانسفورماتور خورشیدی برای پروژه خود کمک می کنند.

مراجع

• IEEE Std C57.12.00، الزامات عمومی برای توزیع غوطه ور در مایع، قدرت و ترانسفورماتورهای تنظیم کننده.
• IEC 60076-11، ترانسفورماتورهای قدرت - قسمت 11: ترانسفورماتورهای نوع خشک.
• مک‌لایمن، کتابچه راهنمای طراحی ترانسفورماتور و سلف، CWT، CRC Press (فصل‌های مربوط به مواد هسته و انتخاب هادی).
• بروشور فنی CIGRE 761، مدیریت طول عمر ترانسفورماتور: مواد و تخریب.