چگونه می‌توان افزایش دمای ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک را کنترل کرد؟

در حوزه سیستم های قدرت فتوولتائیک، ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک نقش محوری دارد. برق ولتاژ پایین تولید شده توسط پانل های فتوولتائیک را به سطح ولتاژ بالا مناسب برای اتصال به شبکه افزایش می دهد. با این حال، یکی از رایج ترین و بحرانی ترین چالش هایی که در عملکرد ترانسفورماتورهای جعبه فتوولتائیک با آن مواجه است، افزایش دما است. دمای بیش از حد نه تنها می تواند کارایی ترانسفورماتور را کاهش دهد بلکه عمر مفید آن را نیز به میزان قابل توجهی کاهش داده و حتی خطرات ایمنی را نیز به همراه دارد. به عنوان یک تامین کننده حرفه ای ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک، می خواهم چند استراتژی موثر برای کنترل افزایش دمای این اجزای ضروری را به اشتراک بگذارم.

1. بهینه سازی طراحی

1.1. طراحی هسته

هسته یک ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک منبع اصلی تولید گرما به دلیل هیسترزیس و تلفات جریان گردابی است. با استفاده از مواد مغناطیسی با کیفیت بالا با تلفات هسته کم، مانند ورق های فولادی سیلیکونی درجه بالا، می توان گرمای تولید شده در هسته را به طور موثر کاهش داد. این مواد پیشرفته دارای حلقه‌های پسماند کمتر و رسانایی الکتریکی بهتری هستند که به کاهش تلفات انرژی و متعاقب آن افزایش دما کمک می‌کند.

1.2. طراحی سیم پیچ

طراحی سیم پیچ نیز تاثیر قابل توجهی بر توزیع دمای ترانسفورماتور دارد. استفاده از مقاطع هادی مناسب می تواند چگالی جریان را کاهش دهد و در نتیجه تلفات مقاومتی را کاهش دهد. علاوه بر این، یک ساختار سیم پیچی با طراحی خوب می تواند مسیر اتلاف گرما را بهبود بخشد. به عنوان مثال، استفاده از سیم پیچ چند لایه با عایق و کانال های تهویه مناسب می تواند بازده انتقال حرارت را از لایه های داخلی به سطح خارجی سیم پیچ افزایش دهد.

2. سیستم خنک کننده

2.1. خنک کننده طبیعی

خنک کننده طبیعی ساده ترین و اساسی ترین روش خنک کننده است. این بر همرفت طبیعی هوا یا انتقال حرارت طبیعی محیط خنک کننده متکی است. برای برخی از ترانسفورماتورهای جعبه فتوولتائیک با ظرفیت کوچک، خنک کننده طبیعی می تواند کافی باشد. ترانسفورماتور معمولاً مجهز به پره های خنک کننده در سطح بیرونی برای افزایش ناحیه اتلاف گرما است. گرمای تولید شده در داخل ترانسفورماتور به پره های خنک کننده منتقل می شود و سپس از طریق همرفت طبیعی به هوای اطراف پخش می شود.

2.2. خنک کننده هوای اجباری

هنگامی که ظرفیت ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک افزایش می یابد، خنک کننده طبیعی ممکن است کافی نباشد. سپس خنک کننده هوای اجباری معرفی می شود. در این روش از فن ها برای تسریع جریان هوا در اطراف ترانسفورماتور و افزایش ضریب انتقال حرارت استفاده می شود. فن ها را می توان در کنار محفظه ترانسفورماتور یا روی پره های خنک کننده نصب کرد. هوای اجباری به سرعت گرما را می برد و به طور موثر دمای ترانسفورماتور را کاهش می دهد. این روش به دلیل ساختار ساده و هزینه نسبتا کم در ترانسفورماتورهای جعبه فتوولتائیک با ظرفیت متوسط ​​کاربرد زیادی دارد.

2.3. روغن - خنک کننده غوطه ور

برای ترانسفورماتورهای جعبه فتوولتائیک با ظرفیت بزرگ، خنک کننده غوطه ور در روغن اغلب انتخاب ارجح است. ترانسفورماتور در روغن عایق غوطه ور می شود که دو عملکرد اصلی را انجام می دهد: عایق کاری و خنک کننده. روغن عایق گرمای تولید شده توسط هسته و سیم پیچ را جذب کرده و به سطح بیرونی مخزن ترانسفورماتور منتقل می کند. مخزن معمولاً مجهز به رادیاتور است و روغن از طریق گردش طبیعی یا اجباری بین ترانسفورماتور و رادیاتورها گردش می کند. در سیستم های خنک کننده با گردش روغن اجباری، از پمپ های روغن برای تسریع جریان روغن استفاده می شود و راندمان انتقال حرارت را بهبود می بخشد.

3. مدیریت بار

3.1. مانیتورینگ بار

نظارت منظم بر بار ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک برای کنترل دما بسیار مهم است. با نصب دستگاه های مانیتورینگ بار می توان اطلاعات لحظه ای در مورد جریان، ولتاژ و توان ترانسفورماتور به دست آورد. اگر بار برای مدت طولانی از ظرفیت نامی ترانسفورماتور بیشتر شود، باعث افزایش بیش از حد دما می شود. بنابراین، تنظیم به موقع بار می تواند از گرم شدن بیش از حد جلوگیری کند.

3.2. زمان بندی بارگذاری

در یک نیروگاه فتوولتائیک، از برنامه ریزی بار نیز می توان برای کنترل دمای ترانسفورماتور جعبه استفاده کرد. به عنوان مثال، در دوره های پرتابش خورشیدی و تولید توان بالا، توان خروجی را می توان به طور مناسب تنظیم کرد تا از بارگذاری بیش از حد ترانسفورماتور جلوگیری شود. این را می توان از طریق کنترل اینورتر یا سایر تجهیزات تهویه برق در سیستم فتوولتائیک به دست آورد.

4. ملاحظات زیست محیطی

4.1. محل نصب

محل نصب ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک تاثیر مستقیمی بر اتلاف حرارت آن دارد. باید در مکانی با تهویه مناسب، دور از تجهیزات مولد گرما و موانعی که ممکن است جریان هوا را مسدود کنند، نصب شود. مثلاً نباید در گوشه یا فضای محدود نصب شود. علاوه بر این، محل نصب باید زهکشی خوبی داشته باشد تا از تجمع آب جلوگیری شود که می تواند بر عملکرد و اتلاف حرارت ترانسفورماتور تأثیر بگذارد.

4.2. دمای محیط

دمای محیط نیز بر افزایش دمای ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک تأثیر می گذارد. در مناطقی با دمای محیط بالا، ممکن است اقدامات خنک کننده اضافی مورد نیاز باشد. به عنوان مثال، در مناطق کویری با دمای بسیار بالا در طول روز، می توان استفاده از سیستم های سرمایش تبخیری یا تبرید را برای کاهش دمای اطراف ترانسفورماتور در نظر گرفت.

5. نگهداری و بازرسی

5.1. بازرسی های منظم

بازرسی منظم ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک برای اطمینان از عملکرد عادی و کنترل دما ضروری است. بازرسی ها باید شامل بررسی عایق سیم پیچ، وضعیت سیستم خنک کننده و اتصال قطعات الکتریکی باشد. برای جلوگیری از بروز مشکلات بیشتر و افزایش دما، هر گونه نشانه آسیب یا نقص باید به موقع تعمیر یا تعویض شود.

5.2. نظافت و نگهداری

پره های خنک کننده و رادیاتورهای ترانسفورماتور باید تمیز نگه داشته شوند تا از اتلاف گرما خوب اطمینان حاصل شود. گرد و غبار، کثیفی و زباله می توانند روی سطح این اجزا جمع شوند و بازده انتقال حرارت آنها را کاهش دهند. تمیز کردن منظم را می توان با استفاده از هوای فشرده یا یک برس نرم انجام داد. علاوه بر این، روغن عایق در ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن باید به طور مرتب آزمایش و تعویض شود تا عملکرد عایق و خنک کننده آن حفظ شود.

به عنوان یک تامین کننده حرفه ای ترانسفورماتور جعبه فتوولتائیک، ما طیف گسترده ای از محصولات با کیفیت بالا را ارائه می دهیم. ماترانسفورماتور قدرت باد YBبا تکنولوژی پیشرفته برای اطمینان از عملکرد کارآمد و کنترل دما قابل اعتماد طراحی شده است. راترانسفورماتور غوطه ور روغنی 50 - 2500kVA/10kV بسیار کم تلفاتدارای تلفات کم و عملکرد اتلاف حرارت عالی است که می تواند به طور موثر افزایش دما را کاهش دهد. و ما200 - 2500kVA/10kV - شیر بارگیری - تعویض روغن سه فاز - ترانسفورماتور غوطه‌وربرای شرایط مختلف عملیاتی پیچیده مناسب است و تبدیل توان پایدار و مدیریت دما را فراهم می کند.

اگر به محصولات ما علاقه مند هستید یا به اطلاعات بیشتری در مورد کنترل افزایش دمای ترانسفورماتورهای جعبه فتوولتائیک نیاز دارید، لطفاً برای تهیه و مذاکره با ما تماس بگیرید. ما متعهد به ارائه بهترین راه حل ها و محصولات برای رفع نیازهای شما هستیم.

مراجع

• "مهندسی ترانسفورماتور: طراحی، فناوری و تشخیص" توسط J. Arrillaga و NR Watson
• "راهنمای علوم و مهندسی فتوولتائیک" ویرایش شده توسط آنتونیو لوک و استیون هگدوس
• استانداردها و دستورالعمل های صنعت مربوط به ترانسفورماتورهای جعبه فتوولتائیک صادر شده توسط سازمان های بین المللی و ملی مربوطه.