لوحات تحكم مقاومة للعوامل الجوية لغرف محولات محطة الطاقة الشمسية

تقع غرف محولات محطات الطاقة الشمسية بين بيئتين قاسيتين: الحرارة الكهربائية والتوافقات المتولدة بالداخل، والغبار والمطر الأشعة فوق البنفسجية وتقلبات درجات الحرارة في الخارج. يجب أن تتعامل لوحة التحكم المقاومة للعوامل الجوية لهذه الغرف مع كلا الضغطين في نفس الوقت. لا يقتصر الاختيار ببساطة على تحديد صندوق بمواصفات IP66. يجب أن تمنع اللوحة تسرب الماء والغبار دون حبس الحرارة، وتوفير دخول موثوق للكابلات، وحماية الأجهزة الداخلية من التكاثف والتآكل، مع إمكانية الصيانة بعد سنوات من التعرض للهواء الطلق. يستعرض هذا الدليل نقاط المواصفات الأكثر أهمية للوحات غرف محولات محطات الطاقة الشمسية، بدءاً من التصنيف البيئي والتصميم الحراري وصولاً إلى المعلومات التي يجب عليك طلبها في طلب عرض الأسعار (RFQ).

بيئة غرفة المحولات تشكل اللوحة

غرفة المحولات ليست غرفة كهربائية داخلية نموذجية. قد تكون ملجأً مسبق الصنع، أو محطة حاويات، أو مبنى مخصصاً في موقع بعيد. يتضمن الحمل الداخلي المحولات، والمحولات (Inverters)، وإمدادات الطاقة الإضافية، ومعدات الاتصالات، والمراوح، وأحياناً أدوات تحكم نظام البطاريات. يضيف كل جهاز من هذه الأجهزة حرارة بينما يدخل أيضاً توافقات، وضوضاء تحويل، وتيار عطل يجب أن تحمله لوحة التحكم.

البيئة الخارجية متغيرة بنفس القدر. قد تعرض محطة الطاقة الشمسية في الصحراء الملجأ للرمال المتحركة والحرارة المحيطة العالية. قد يجمع التركيب الساحلي بين رذاذ الملح، والرطوبة، والأشعة فوق البنفسجية القوية. قد تشهد المواقع الواقعة على ارتفاعات عالية تغيرات سريعة في درجات الحرارة تؤدي إلى تكاثف داخل حاويات الكهرباء. توجد لوحة التحكم عادةً على جدار الملجأ أو يتم تركيبها على حافة غرفة المحولات، لذلك غالباً ما تقع في المنطقة الانتقالية بين المساحة المكيفة الظروف الخارجية. تتعرض المعدات الخارجية حول ملجأ المحولات، بما في ذلك إضاءة الوصول وكاميرات المراقبة، لنفس الكمية من الغبار والمطر والأشعة فوق البنفسجية التي تتعرض لها حاوية لوحة التحكم.

لذلك يجب أن تبدأ مواصفات اللوحة بالموقع، وليس بالمنتج. قد تفشل الوحدة التي تعمل بشكل جيد في مناخ معتدل بسرعة في بيئة ساحلية أو صحراوية قاسية إذا لم يتم مطابقة مواد الحشيات، والطلاء، ومدخل الكابلات، والتبريد الداخلي مع تلك الظروف.

تصنيف مقاومة العوامل الجوية ليس سوى المرشح الأول

تعد تصنيفات IP وNEMA أدوات فحص مفيدة، لكنها لا تحل محل المراجعة الحرارية ومراجعة التآكل. يصف الرقم الأول من تصنيف IP الحماية ضد الأجسام الصلبة والغبار. يصف الرقم الثاني الحماية ضد الماء. حاوية IP66 محكمة الغبار ومحمية ضد نفاثات الماء القوية. حاوية IP65 محكمة الغبار أيضاً ولكنها محمية ضد نفاثات الماء ذات الضغط الأقل. يكون هذا الاختلاف مهمًا عندما تواجه اللوحة طواقم التنظيف باستخدام خراطيم المياه أو عندما يكون المطر المصحوب بالرياح شائعًا.

يعتمد التصنيف المناسب على موقع اللوحة. قد تحتاج اللوحة المثبتة على الحائط داخل ملجأ مغلق مع تهوية مفلترة إلى تصنيف مختلف عن اللوحة المثبتة على جدار خارجي مع مظلة صغيرة فقط. وفي الوقت نفسه، لا يثبت التصنيف أن اللوحة يمكنها التعامل مع الحرارة الداخلية أو تآكل الموقع. قد يحافظ صندوق IP66 المحكم على إبعاد الماء ولكن ترتفع حرارته إذا كانت الأجهزة الداخلية تنتج حرارة أكثر مما تستطيع الحاوية تبديده.

أفضل نهج لتحديد المواصفات هو اعتبار تصنيف IP أو NEMA كحد أدنى، ثم إضافة متطلبات المادة، والحشية، ودخول الكابل، والتبريد التي تتناسب مع المخاطر الخاصة بالموقع.

إدارة الحرارة داخل اللوحة

الحرارة عادةً تكون التهديد الأكبر من الأمطار في غرفة عاكسات الألواح الشمسية. تحتوي غرف العاكسات بالفعل على مصادر حرارة كبيرة. قد تحتوي لوحة التحكم المثبتة في تلك الغرفة على قواطع، قواطع دوائر، محولات تحكم، مزودات طاقة، معدات PLC، حماية من الصدمات، وأحيانًا محركات تردد متغير صغيرة أو مكونات مراقبة. كل واحد من هذه يضيف حملاً حراريًا صغيرًا يجب على العلبة تصريفه.

يمكن أن تصبح لوحة مغلقة أكثر سخونة بكثير من الغرفة المحيطة بها. عندما ترتفع درجة حرارة الجو في الغرفة، ترتفع درجة الحرارة داخل اللوحة أيضًا. قد تتوقف مزودات الطاقة الإلكترونية والمحركات عن العمل أو تقلل من أدائها إذا تم تجاوز درجة حرارتها التشغيلية. الحل ليس دائمًا زيادة تصنيف IP. قد يقلل التصنيف الأعلى من تدفق الهواء أكثر. بدلاً من ذلك، يجب تحديد اللوحة بمسار تبريد يتوافق مع حمولة الحرارة الداخلية لها.

تشمل الخيارات الشائعة التهوية الطبيعية، التهوية القسرية مع فلاتر، المبادلات الحرارية، أو الهواء المعالج من غرفة العاكس. للمواقع ذات الغبار الكثيف، تحتاج مراوح الفلترة إلى برنامج صيانة. لللوحات المغلقة، قد يكون من الضروري استخدام مبادل حراري أو مكيف هواء عندما تكون الحمولة الحرارية الداخلية عالية. يجب مراجعة استراتيجية التدفئة والتبريد مع حماية التكاثف. يساعد سخان اللوحة وثرموستات على منع تكوّن الرطوبة عندما تنخفض درجة الحرارة تحت نقطة الندى، خاصة في المناخات ذات التقلبات اليومية الواسعة في درجات الحرارة.

الفحص العملي هو طلب مراجعة حرارية من مورد اللوحة حول التصميم الداخلي المقترح. يجب أن تظهر المراجعة ارتفاع درجة الحرارة المتوقع داخليًا وتؤكد أن الأجهزة المختارة يمكنها العمل ضمن حدودها المعلنة.

دخول الكابل والفصل الداخلي

دخول الكابل هو نقطة شائعة لتسرب الماء وصعوبة الخدمة. بالنسبة لللوحات الشمسية المقاومة للعوامل الجوية، يُفضل عادةً الدخول من الأسفل. يمنع الدخول من الأسفل تدفق الماء عبر الكابل إلى لوحة الغدة. يجب تجنب الدخول من الأعلى إلا إذا تم توفير نظام إحكام محكم ونظام إدارة قطرات الماء. يجب أن تُختتم فتحات الدخول غير المستخدمة بغطاء مناسب، ويجب تصميم لوحة الغدة بحيث لا تتطلب إضافة كابلات مستقبلية قطع في العلبة في الموقع.

يجب أن تتضمن المواصفات عدد وحجم مداخل الكابلات، نوع الكابل، ونوع الغدة المطلوب. غالبًا ما تحتاج كابلات الطاقة، والكابلات التحكم، وكابلات الاتصال إلى معاملة مختلفة. يجب فصل موصلات التحكم والاتصال عن موصلات الطاقة حيثما أمكن لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي وتوصيل الأعطال. قد يستخدم الفصل الداخلي فواصل معدنية، قنوات منفصلة، أو تباعد كافٍ.

أيضًا، يحتاج ترتيب التأريض إلى اهتمام. يجب أن تكون لوحة الغدة، جسم العلبة، وقضية التأريض الداخلية موصلة بشكل صحيح. من المهم وجود مسار تأريض مستمر للحماية من الأعطال وتقليل تأثير الصدمات الناتجة عن التيارات المستحثة على معدات التحكم. إذا كانت اللوحة تحتوي على أجهزة مراقبة حساسة، يجب تحديد حماية من الصدمات عند مصدر التغذية وأي كابلات اتصال تخرج من غرفة العاكس.

المواد والحماية من التآكل

يجب أن يتطابق مادة العلبة مع تعرض الموقع. يمكن أن يكون الصلب الكربوني المطلي مقبولًا في المواقع الداخلية الجافة عندما يكون نظام الطلاء مناسبًا. المواقع الساحلية، المناطق ذات الرطوبة العالية، والمناطق ذات chemical قد يتطلب التعرض للبيئة استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ، أو الألومنيوم، أو البوليستر المقوى الألياف الزجاجية. القرار لا يتعلق فقط بجسم الصندوق (اللوحة). يجب أن تكون المفصلات، والأقفال، وصفائح مداخل الكابلات، وكتائف التثبيت، والمثبتات قادرة أيضاً على مقاومة نفس البيئة.

تخضع خامة الجوانات (حلقات الإحكام) لأهمية تعادل أهمية الصندوق نفسه. يمكن أن يتسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية في تصلب بعض خامات الجوانات وتشققها. كما يمكن للدورات الحرارية أن تتسبب في فقدان الجوانات لقدرتها على الضغط. اللوحة التي تكون محكمة الإغلاق عند تركيبها جديدة قد تسرب المياه بعد عدة سنوات إذا لم يتم تصميم الجوان، ونظام الإغلاق، ومحاذاة المفصلات بما يتناسب مع ظروف الموقع.

في "واروم (Warom)"، يتم التعامل مع الحماية ضد العوامل الجوية كالنظام متكامل للصناديق بدلاً من الاكتفاء بتصنيف حماية (IP) منفرد. يتم تقييم مداخل الكابلات، وصفائح المداخل، والجوانات، والتأريض، والفواصل الداخلية معاً، مما يساعد في تجنب المواقف التي يكون فيها جسم الصندوق مناسباً بينما تصبح نقطة دخول الكابلات هي النقطة الضعيفة.

بالنسبة لمحطات الطاقة الشمسية، قد يفضل فريق الصيانة أيضاً اللوحات التي توفر سهولة الوصول وجوانات قابلة للاستبدال في الموقع. اللوحة التي تتطلب أدوات خاصة أو فترات توقف طويلة عن العمل للإجراءات الفحص الروتينية ستكون تكلفتها التشغيلية أعلى على مدار العمر الافتراضي للمحطة.

ما يجب طلبه في طلب عرض الأسعار (RFQ)

طلب عرض الأسعار الجيد يفعل أكثر بكثير من مجرد ذكر تصنيف الحماية (IP). فهو يوضح للمورد ما يجب تأكيده قبل تقديم عرض الأسعار.

ارفض أي بند ينص فقط على "لوحة مقاومة للعوامل الجوية، تصنيف IP65". واستبدله بما يلي: خامة الصندوق والتشطيب النهائي، درجة الحماية مدعومة بتقرير اختبار نوعي، الحمل الحراري الداخلي وسيلة التبريد، جدول دخول الكابلات، تخطيط الأجهزة، تفاصيل قضبان التوصيل (الباسبار) والتأريض، وأي مقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو التآكل مطلوبة في الموقع.

يجب أن يطلب مواصف لوحة التحكم من المورد أيضًا إظهار حساب ارتفاع درجة الحرارة الداخلي وتخطيط لوحة التوصيل. غالبًا ما يكشف هذا الطلب عن عدم التطابقات مبكرًا، قبل وصول اللوحة إلى الموقع.

الدعم الهندسي للوحات تحكم محطة الطاقة الشمسية

أرسل تصنيف العاكس، موقع الموقع وظروف البيئة المحيطة، جدول الكابلات، تعرض العلبة، وأي مخاوف من التآكل. يمكن لفريق الهندسة في ووروم المساعدة في مطابقة نظام العلبة، طريقة التبريد، والفصل الداخلي للمشروع وتقديم نطاق مراجعة قبل الطلب. اتصل بووروم على gm*@***om.com أو +86 21 39977076 / +86 21 39972657.

الأسئلة المتداولة

هل تصنيف IP66 دائمًا هو التصنيف الصحيح لغرفة العاكس؟

لا. تصنيف IP66 هو تصنيف مقاوم للغبار ورش الماء الشائعة، لكن التصنيف الصحيح يعتمد على مكان تركيب اللوحة وكمية الحرارة التي يجب أن ترفضها. يمكن أن يتعرض لوحة IP66 المختومة للسخونة الزائدة إذا كانت الأجهزة الداخلية بحاجة إلى تدفق هواء. يجب أن يتطابق المواصفات مع التعرض الفعلي والحمل الحراري، وليس اختيار أعلى رقم متاح فقط.

هل يمكن أن تتعرض لوحة مقاومة للعوامل الجوية مختومة للسخونة الزائدة؟

نعم. تصنيف العلبة يركز بشكل رئيسي على حماية من الغبار والماء. إذا كانت اللوحة تحتوي على محركات، محولات، أو مصادر طاقة، يجب إزالة الحرارة الداخلية من خلال الحمل الطبيعي، التهوية المفلترة، مبادل حراري، أو الهواء المعالج. يجب أن تؤكد المراجعة الحرارية أن الأجهزة تبقى ضمن حدود التشغيل عند أقصى درجة حرارة محيطية للموقع.

هل يجب تركيب لوحات التحكم داخل المباني أو خارجها في محطة الطاقة الشمسية؟

عادةً ما يكون من الأسهل حماية لوحة داخل مأوى العاكس المغلق من الأمطار المباشرة والأشعة فوق البنفسجية. يمكن التثبيت في الهواء الطلق عندما يكون التصميم مناسبًا للعلبة، الحشوات، مدخل الكابل، ودرع الشمس. يجب أن يأخذ القرار في الاعتبار الوصول إلى الموقع، الصيانة، التكاثف، وحمل الحرارة الداخلي للوحة، وليس فقط مساحة الحائط المتاحة.

ما هي تفاصيل مدخل الكابل التي يجب تضمينها في المواصفات؟

حدد عدد وأحجام الكابلات، نوع الكابل، الحشوات المطلوبة، وما إذا كان الدخول من الأسفل مفضلًا. أدرج سدادات الإغلاق للفتحات غير المستخدمة وتخطيط لوحة التوصيل. تقلل هذه التفاصيل من تسرب الماء، وتسمح بالتخطيط للدارات المستقبلية، وتساعد على فصل كابلات الطاقة، التحكم، والاتصالات قبل بناء اللوحة.

إذا كنت مهتمًا، اطلع على هذه المقالات ذات الصلة:

WAROM في IEW 2025
اليوم الثالث من معرض مصر للطاقة 2025
WAROM يلمع في CSSOPE 2025

مع أكثر من عقد من الخبرة، هو مهندس كهربائي مقاوم للانفجار متمرس متخصص في تصميم وتصنيع منتجات السلامة ومقاومة الانفجار. يمتلك خبرة عميقة في مجالات رئيسية بما في ذلك أنظمة مقاومة الانفجار، إضاءة الطاقة النووية، السلامة البحرية، حماية من الحرائق، وأنظمة التحكم الذكية. في شركة Warom Technology Incorporated، يشغل مناصب قيادية مزدوجة كمهندس نائب رئيس أول internationales للأعمال ورئيس قسم البحث والتطوير الدولي، حيث يشرف على مبادرات البحث والتطوير ويضمن تقديم وثائق التصميم بدقة للمشروعات الدولية. ملتزم بتعزيز السلامة الصناعية العالمية، يركز على ترجمة التقنيات المعقدة إلى حلول عملية، لمساعدة العملاء في تطبيق أنظمة تحكم أكثر أماناً وذكاءً وموثوقية حول العالم.

Qi Lingyi