Сауд Арабиясындағы фотоэлектрлік панельдерді тазалау машиналарының инновациялық қолданбалары мен тәжірибелері

Дүние жүзінде күн энергиясының ең мол ресурстары бар елдердің бірі ретінде Сауд Арабиясы энергия құрылымын өзгерту үшін фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру саласын қарқынды дамытуда. Дегенмен, шөлді аймақтарда жиі болатын құмды дауылдар PV панельдерінің беттерінде қатты шаңның жиналуын тудырады, бұл электр энергиясын өндіру тиімділігін айтарлықтай төмендетеді - күн электр станцияларының экономикалық пайдасын шектейтін негізгі фактор. Бұл мақалада Қытайдың технологиялық компаниялары әзірлеген зияткерлік тазалау шешімдерінің шөлді шөлді жағдайлардағы қиындықтарды қалай шешетініне назар аудара отырып, Сауд Арабиясындағы PV панелін тазалау машиналарының ағымдағы қолдану күйі жүйелі түрде талданады. Бірнеше жағдайлық зерттеулер арқылы ол олардың техникалық артықшылықтары мен экономикалық артықшылықтарын көрсетеді. Қызыл теңіз жағалауынан NEOM қаласына дейін және дәстүрлі бекітілген PV массивтерінен бақылау жүйелеріне дейін бұл интеллектуалды тазалау құрылғылары жоғары тиімділік, суды үнемдеу мүмкіндіктері және автоматтандыру мүмкіндіктерімен Сауд Арабиясының PV техникалық қызмет көрсету үлгілерін қайта құруда, сонымен бірге Таяу Шығыста жаңартылатын энергияны дамыту үшін қайталанатын технологиялық парадигмаларды қамтамасыз етеді.

Сауд Арабиясының PV өнеркәсібіндегі шаң қиындықтары мен тазалау қажеттіліктері

Сауд Арабиясының жыл сайынғы күн сәулесінің сағаты 3000-нан асатын және жыл сайынғы 2200 ТВт/сағ-ға жететін теориялық PV генерациясының әлеуеті бар ерекше күн энергиясы ресурстарына ие, бұл оны PV дамыту үшін әлемдегі ең перспективалы аймақтардың біріне айналдырады. «Көрініс 2030» ұлттық стратегиясына сүйене отырып, Сауд Арабиясы 2030 жылға қарай жаңартылатын қуат көздерін 58,7 ГВт-қа жеткізуді мақсат етіп, жаңартылатын энергияны енгізуді жеделдетуде, оның басым бөлігін күн PV құрайды.Алайда Сауд Арабиясының кең шөлді рельефі күн электр станцияларын пайдалану үшін кең кеңістікті қамтамасыз етуде, сонымен қатар оның бірегей жұмыс тиімділігін арттыруда қиындықтар туғызады. шығындар.

Зерттеулер көрсеткендей, Арабия түбегінің кейбір бөліктерінде PV панельдері шаңның ластануы салдарынан күнделікті электр энергиясын өндірудің 0,4-0,8%-ын жоғалтуы мүмкін, ал қатты құмды дауылдар кезінде шығын 60%-дан асуы мүмкін. Бұл тиімділіктің төмендеуі PV қондырғыларының экономикалық кірістеріне тікелей әсер етеді, бұл модульді тазалауды шөлді PV техникалық қызмет көрсетудің негізгі құрамдас бөлігі етеді. Шаң PV панельдерге үш негізгі механизм арқылы әсер етеді: біріншіден, шаң бөлшектері күн сәулесін блоктайды, күн батареяларының фотонды сіңіруін азайтады; екіншіден, шаң қабаттары термиялық тосқауылдарды құрайды, модуль температурасын арттырады және конверсия тиімділігін одан әрі төмендетеді; үшіншіден, белгілі бір шаңның құрамындағы коррозиялық компоненттер әйнек беттері мен металл жақтауларға ұзақ уақыт зақым келтіруі мүмкін.

Сауд Арабиясының ерекше климаттық жағдайлары бұл мәселені күшейтеді. Сауд Арабиясының батысындағы Қызыл теңіз жағалауы аймағында тек ауыр шаң ғана емес, сонымен қатар жоғары тұзды ауа да болады, бұл модуль беттерінде жабысқақ тұз-шаң қоспаларына әкеледі. Шығыс аймақта қысқа мерзімде PV панельдеріне қалың шаң қабаттарын қоюға болатын құмды дауыл жиі кездеседі. Бұған қоса, Сауд Арабиясы су тапшылығынан зардап шегеді, ауыз судың 70%-ы тұщыландыруға негізделген, бұл дәстүрлі қолмен жуу әдістерін қымбат және тұрақсыз етеді. Бұл факторлар автоматтандырылған, суды үнемдейтін PV тазалау шешімдеріне жедел сұранысты тудырады.

Кесте: Сауд Арабиясының әртүрлі аймақтарындағы PV панелінің ластану сипаттамаларын салыстыру

Осы саланың ауыр нүктесін қарастыра отырып, Сауд Арабиясының PV нарығы қолмен тазалаудан интеллектуалды автоматтандырылған тазалауға көшуде. Дәстүрлі қолмен жұмыс істеу әдістері Сауд Арабиясында нақты шектеулер көрсетеді: бір жағынан, шөлді шалғай жерлер еңбек шығындарын өте жоғары етеді; екінші жағынан, су тапшылығы жоғары қысымды жууды кең көлемде қолдануға жол бермейді. Есептер шалғайдағы қондырғыларда қолмен тазалау шығындары жыл сайын бір МВт үшін 12 000 долларға жетуі мүмкін екенін көрсетеді, бұл жоғары суды тұтыну Сауд Арабиясының суды үнемдеу стратегияларына қайшы келеді. Керісінше, автоматтандырылған тазалау роботтары тазалау жиілігі мен қарқындылығын дәл бақылау арқылы суды пайдалануды оңтайландыра отырып, еңбек шығындарының 90%-дан астамын үнемдей отырып, маңызды артықшылықтарды көрсетеді.

Сауд Арабиясының үкіметі мен жеке секторы жаңартылатын энергияның ұлттық бағдарламасында (NREP) автоматтандырылған шешімдерді нақты ынталандыратын смарт тазалау технологияларының маңыздылығын мойындайды. Бұл саясат бағыты Сауд Арабиясының PV нарықтарында тазалау роботтарын қабылдауды жеделдетті. Қытайлық технологиялық компаниялар өздерінің жетілген өнімдерімен және шөлді қолданудағы кең тәжірибесімен Сауд Арабиясының PV тазалау нарығында жетекші жеткізушілерге айналды. Мысалы, Sungrow компаниясының экожүйелік серіктесі Renoglean Technology Таяу Шығыста 13 ГВт-тан астам тазартқыш робот тапсырыстарын қамтамасыз етті, Сауд Арабиясында интеллектуалды тазалау шешімдері нарығында көшбасшы ретінде пайда болды.

Технологиялық даму тұрғысынан Сауд Арабиясының PV тазалау нарығы үш айқын тенденцияны көрсетеді: біріншіден, бір функциялы тазалаудан біріктірілген операцияларға қарай эволюция, роботтар барған сайын тексеру және ыстық нүктелерді анықтау мүмкіндіктерін қосады; екіншіден, импорттық шешімдерден Сауд Арабиясының климатына бейімделген өнімдермен локализацияланған бейімделуге ауысу; және үшіншіден, бақылау жүйелерімен және смарт O&M платформаларымен терең интеграцияланатын дербес жұмыстан жүйелік ынтымақтастыққа өту. Бұл тенденциялар бірлескен түрде Сауд Арабиясының PV техникалық қызмет көрсетуін интеллектуалды және тиімді дамуға бағыттайды, «Көрініс 2030» шеңберінде жаңартылатын энергия мақсаттарына қол жеткізу үшін техникалық кепілдік береді.

PV тазалау роботтарының техникалық ерекшеліктері мен жүйелік құрамы

PV интеллектуалды тазалау роботтары Сауд Арабиясының шөлді орталарына арналған технологиялық шешімдер ретінде машина жасау, материалтану және IoT технологияларындағы инновацияларды біріктіреді. Дәстүрлі тазалау әдістерімен салыстырғанда, заманауи роботтық жүйелер маңызды техникалық артықшылықтарды көрсетеді, негізгі конструкциялары төрт мақсатқа айналады: тиімді шаңды кетіру, суды үнемдеу, интеллектуалды басқару және сенімділік. Сауд Арабиясының шөлді климаты жағдайында бұл мүмкіндіктер ұзақ мерзімді техникалық қызмет көрсету шығындары мен электр энергиясын өндіру кірісіне тікелей әсер ететін ерекше маңызды болып табылады.

Механикалық тұрғыдан алғанда, Сауд Арабиясының нарығына арналған тазалау роботтары негізінен екі санатқа бөлінеді: рельсті және өздігінен жүретін. Рельске орнатылған роботтар әдетте PV массивінің тіректеріне бекітіліп, рельстер немесе кабельдік жүйелер арқылы толық бетін жабуға қол жеткізеді, бұл жерге орнатылған үлкен қондырғылар үшін өте қолайлы. Өздігінен жүретін роботтар төбедегі PV немесе күрделі рельеф үшін қолайлы үлкен ұтқырлықты ұсынады. Сауд Арабиясында кеңінен қолданылатын екі жақты модульдер мен бақылау жүйелері үшін Renoglean сияқты жетекші өндірушілер тазалау жүйелері мен бақылау механизмдері арасында динамикалық үйлестіруді қамтамасыз ететін бірегей «көпір технологиясы» бар мамандандырылған роботтарды әзірледі, тіпті массивтер бұрыштарды реттеген кезде де тиімді тазалауды қамтамасыз етеді.

Тазалау механизмдерінің негізгі компоненттеріне айналмалы щеткалар, шаңды кетіру құрылғылары, жетек жүйелері және басқару блоктары кіреді. Сауд Арабиясы нарығының талаптары осы бөліктердегі үздіксіз инновацияларға түрткі болды: ультра жұқа және көміртекті талшықты композиттік щетка қылшықтары модуль беттерін тырнамай жабысқақ тұзды шаңды тиімді кетіреді; өздігінен майланатын подшипниктер мен герметикалық қозғалтқыштар құмды ортада ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз етеді; Біріктірілген жоғары қысымды ауа үрлегіштері суды пайдалануды барынша азайта отырып, қатты кірмен күреседі. Renoglean компаниясының PR200 үлгісінде тіпті жұмыс кезінде жиналған шаңды автоматты түрде кетіретін, тұрақты тазалау өнімділігін сақтайтын «өзін-өзі тазартатын» щетка жүйесі бар.

• Шаңды тиімді кетіру: тазалау тиімділігі >99,5%, жұмыс жылдамдығы 15–20 метр/мин.
• Интеллектуалды басқару: IoT қашықтан бақылауды, бағдарламаланатын тазалау жиілігін және жолдарын қолдайды
• Қоршаған ортаға бейімделу: Жұмыс температурасының диапазоны -30°C пен 70°C, IP68 қорғау рейтингі
• Суды үнемдейтін дизайн: негізінен құрғақ тазалау, қосымша ең аз су тұманы, қолмен тазалау суының <10% пайдаланылуы
• Жоғары үйлесімділік: моно/екі жақты модульдерге, бір осьті трекерлерге және әртүрлі орнату жүйелеріне бейімделеді

Жетек және қуат жүйелері сенімді жұмысты қамтамасыз етеді. Сауд Арабиясының мол күн сәулесі күн сәулесінен жұмыс істейтін тазалау роботтары үшін тамаша жағдайларды ұсынады. Көптеген модельдер бұлтты күндерде жұмыс істеуді қамтамасыз ететін жоғары тиімді PV панельдерін литий батареяларымен біріктіретін қос қуат жүйелерін пайдаланады. Атап айтқанда, жазғы қатты ыстықты шешу үшін жетекші өндірушілер қауіпсіз жұмыс температурасын ұстап тұру, батареяның қызмет ету мерзімін едәуір ұзарту үшін фазалық ауыспалы материалдар мен белсенді салқындату арқылы батареяның жылуды басқарудың бірегей жүйелерін әзірледі. Қозғалтқыш қозғалтқыштары үшін щеткасыз тұрақты ток қозғалтқыштары (BLDC) құмды жерлерде жеткілікті тартымдылықты қамтамасыз ету үшін дәлдік редукторлармен жұмыс істейтін жоғары тиімділік және төмен техникалық қызмет көрсету үшін қолайлы.

Интеллектуалды басқару жүйелері роботтың «миы» ретінде қызмет етеді және ең айқын технологиялық дифференциацияны білдіреді. Қазіргі заманғы тазалау роботтарында әдетте нақты уақытта шаң жиналуын, ауа райы жағдайын және модуль температурасын бақылайтын бірнеше қоршаған орта сенсорлары бар. AI алгоритмдері осы деректерге негізделген тазалау стратегияларын динамикалық түрде реттейді, жоспарланған тазалаудан сұраныс бойынша тазалауға ауысады. Мысалы, жаңбырдан кейін аралықтарды ұзарту және құмды дауыл алдында тазалауды күшейту. Renoglean компаниясының «Бұлтты коммуникацияны басқару жүйесі» сонымен қатар тазалау әрекеттерінен электр қуатын өндірудің қажетсіз үзілуін болдырмай, зауыт деңгейіндегі көп роботты үйлестіруді қолдайды. Бұл интеллектуалды мүмкіндіктер тазалау роботтарына Сауд Арабиясының өзгермелі климатына қарамастан оңтайлы өнімділікті сақтауға мүмкіндік береді.

Байланыс пен деректерді басқаруға арналған желі архитектурасы Сауд Арабиясының жағдайлары үшін де оңтайландырылған. Көптеген ірі PV қондырғыларының инфрақұрылымы нашар шалғай шөлді жерлерін ескере отырып, тазалау робот жүйелері гибридті желіні пайдаланады: LoRa немесе Zigbee торы арқылы қысқа қашықтық, 4G/спутник арқылы ұзақ қашықтық. Деректер қауіпсіздігі үшін жүйелер Сауд Арабиясының барған сайын қатал деректер ережелеріне сәйкес жергілікті шифрланған сақтауды және бұлттың сақтық көшірмесін қолдайды. Операторлар мобильді қолданбалар немесе веб-платформалар арқылы нақты уақытта барлық роботтарды бақылай алады, ақаулар туралы ескертулер алады және параметрлерді қашықтан реттей алады, бұл басқару тиімділігін айтарлықтай арттырады.

Төзімділік дизайны үшін тазалау роботтары Сауд Арабиясының жоғары температура, жоғары ылғалдылық және жоғары тұзды орталары үшін материал таңдаудан бетті өңдеуге дейін арнайы оңтайландырылған. Алюминий қорытпасынан жасалған жақтаулар анодизациядан өтеді, сыни қосқыштар Қызыл теңіз жағалауындағы тұзды коррозияға қарсы тұру үшін тот баспайтын болатты пайдаланады; барлық электронды құрамдас бөліктер құмның енуіне қарсы тамаша герметикамен өнеркәсіптік қорғау стандарттарына сәйкес келеді; Арнайы құрастырылған резеңке жолдар немесе шиналар қатты ыстықта серпімділікті сақтай отырып, шөлдегі температураның ауытқуынан материалдың қартаюына жол бермейді. Бұл конструкциялар тазалау роботтарына Сауд Арабиясының қатал жағдайында 10 000 сағаттан асатын ақаулар арасындағы орташа уақытқа жетуге мүмкіндік береді, бұл өмірлік циклге техникалық қызмет көрсету шығындарын айтарлықтай азайтады.

Сауд Арабиясында PV тазалау роботтарын сәтті қолдану жергілікті қызмет көрсету жүйелеріне де байланысты. Renoglean сияқты жетекші өндірушілер Сауд Арабиясында қосалқы бөлшектер қоймалары мен техникалық оқу орталықтарын құрып, жедел әрекет ету үшін жергілікті техникалық қызмет көрсету топтарын дамытады. Сауд Арабиясының мәдени тәжірибесін орналастыру үшін интерфейстер мен құжаттама араб тілінде қол жетімді, қызмет көрсету кестелері исламдық мерекелерге оңтайландырылған. Бұл терең оқшаулау стратегиясы тұтынушылардың қанағаттануын арттырып қана қоймайды, сонымен қатар Таяу Шығыс нарықтарында қытайлық интеллектуалды тазалау технологияларын одан әрі кеңейту үшін берік негіз қалады.

AI және IoT саласындағы жетістіктермен PV тазалау роботтары қарапайым тазалау құралдарынан ақылды O&M түйіндеріне дейін дамып келеді. Жаңа буын өнімдері қазір термобейнелеу камералары және IV қисық сканерлері сияқты диагностикалық жабдықты біріктіреді, тазалау кезінде құрамдастардың денсаулығын тексереді; машинаны оқыту алгоритмдері шаң жиналу үлгілерін және модуль өнімділігінің төмендеуін болжау үшін ұзақ мерзімді тазалау деректерін талдайды. Бұл кеңейтілген функциялар саудиялық PV зауыттарындағы тазалау роботтарының рөлін арттырады, оларды біртіндеп шығындар орталықтарынан зауыт инвесторлары үшін қосымша табыс әкелетін құнды жасаушыларға айналдырады.

Қызыл теңіз жағалауындағы PV зауытында интеллектуалды тазалауды қолдану жағдайы

400 МВт Red Sea PV жобасы Сауд Арабиясындағы ерте ауқымды күн электр станциясы ретінде аймақтың жоғары тұздылық, жоғары ылғалдылық мәселелеріне тап болды, бұл Сауд Арабиясындағы қытайлық интеллектуалды тазалау технологиясының маңызды оқиғасына айналды. ACWA Power әзірлеген бұл жоба Сауд Арабиясының «Vision 2030» жаңартылатын энергия жоспарларының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Оның орналасқан жері өте ерекше климаттық жағдайларға ие: орташа жылдық температура 30°C-тан асады, салыстырмалы ылғалдылық тұрақты түрде 60%-дан асады, ал тұзға бай ауа қиын тұзды шаң қабығын оңай түзеді, бұл жағдайда PV панельдерінде шығынды және шығынды тазартудың дәстүрлі әдістері.

Осы қиындықтарды шеше отырып, жоба сайып келгенде, тұзы жоғары орталар үшін арнайы көптеген технологиялық инновацияларды қамтитын PR-сериялы PV тазалау роботтарына негізделген Renoglean компаниясының теңшелген тазалау шешімін қабылдады: коррозияға төзімді титан қорытпалары мен герметикалық подшипниктер маңызды құрамдас бөліктерге тұздың зақымдануын болдырмайды; арнайы өңделген қылшық талшықтары тазалау кезінде тұз бөлшектерінің адсорбциясын және қайталама ластануын болдырмайды; басқару жүйелері оңтайлы нәтижеге қол жеткізу үшін жоғары ылғалдылық кезінде тазалау қарқындылығын автоматты түрде реттеу үшін ылғалдылық сенсорларын қосты. Жобаның тазалау роботтары сол кездегі Таяу Шығыстағы ең озық техникалық тазарту шешімі болып табылатын жаһандық PV индустриясының коррозияға қарсы ең жоғары сертификатын алды.

Қызыл теңіз жобасының тазарту жүйесін енгізу ерекше инженерлік бейімделуді көрсетті. Жұмсақ жағалау іргетасы кейбір алаптарда біркелкі емес отыруды тудырды, бұл рельс тегістігінің ±15 см-ге дейін ауытқуына әкелді. Renoglean компаниясының техникалық командасы тазарту роботтарына осы биіктік айырмашылықтарында бірқалыпты жұмыс істеуге мүмкіндік беретін бейімделгіш аспа жүйелерін әзірледі, бұл тазарту қабатының рельефке әсер етпеуін қамтамасыз етеді. Жүйе сондай-ақ модульдік конструкцияларды қабылдады, бір робот блоктары шамамен 100 метрлік массив секцияларын қамтиды — қондырғылар тұтас зауытты тиімді басқару үшін дербес жұмыс істей алады немесе орталық басқару арқылы үйлестіре алады. Бұл икемді архитектура болашақта кеңейтуді айтарлықтай жеңілдетіп, тазалау жүйесінің қуатын зауыт қуатымен қатар өсіруге мүмкіндік берді.

Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.

Email: info@hondetech.com

Компанияның веб-сайты:www.hondetechco.com

Тел: +86-15210548582