Invertorių pasirinkimas seisminiuose regionuose: mechaninės tvirtinimo ir vidinių spausdintųjų laidų plokščių smūgio atsparumo įvertinimas.

Saulės elektrinės įrengimo struktūriniai iššūkiai seisminiuose rajonuose

Komerciniai saulės energijos ir energijos kaupimo įrenginiai, esantys aktyviuose seisminiuose rajonuose, susiduria su rimtomis mechaninėmis problemomis žemės drebėjimų metu. Kai įvyksta žemės judėjimas, pastatai ir ant žemės įrengti statiniai smarkiai svyruoja, perduodami greitus pagreičius ir mechanines jėgas visai prijungtai elektros įrangai. Saugos specialistams ir konstruktoriams, renkantis keitiklius šiuose seisminių rizikos regionuose, reikia įvertinti ne tik elektrines charakteristikas. Keitiklis, kuris nėra suprojektuotas atlaikyti seismines jėgas, gali atsilužti nuo tvirtinimo elementų, keliaudamas didelę materialinę žalą, gaisro pavojų dėl nutrauktų aukšto įtampos laidų bei ilgalaikį verslo nutraukimą. Šių kritinių energijos įrangos objektų fizinės ir mechaninės išlikimo užtikrinimas yra vienas iš pagrindinių atsparių komercinių energijos sistemų projektavimo elementų.

Mechaninio tvirtinimo vertinimas: konstrukciniai skaičiavimai ir montavimo sistemos

Pirmoji apsaugos linija inverteriui seisminiame regione – tai jo fizinis prisijungimas prie pastato konstrukcijos arba žemės pamato. Jei tvirtinimo elementai versiasi, vidinė inverterio konstrukcija tampa nereikšminga. Sistemos inžinieriai, projektuodami montavimo sistemą, turi įvertinti keletą veiksnių:

• Seisminių pagreičių koeficientai (g-jėga): Inžinieriai turi apskaičiuoti tikėtiną spektrinį pagreitį tam tikroje įrengimo aukštyje. Ant stogo sumontuotas inverteris patirs žymiai didesnes jėgas nei ant žemės lygio betoninėje plokštumoje sumontuotas inverteris, nes pastatas veikia kaip žemės judėjimo stiprintuvas. Apsaugos korpusai turi būti sertifikuoti, kad išlaikytų šias daugiakomponenčių ašių g-jėgas (paprastai aktyviuose seisminiuose regionuose nuo 1,0 g iki 2,5 g).
• Prijungiamųjų varžtų skaičiavimai: montavimo laikikliai ir tvirtinimo detalės turi būti parinkti remiantis tiksliais konstrukciniais skaičiavimais. Tai reiškia, kad reikia nustatyti šlyties ir tempimo jėgas, kurioms tvirtinimo detalės bus veikiamos žemės drebėjimo metu. Reikia naudoti aukštos kokybės plieno prijungiamuosius varžtus (pvz., 8,8 klasės arba nerūdijančiojo plieno) ir juos įbetonines konstrukcijas pritvirtinti naudojant patvirtintus cheminius ar mechaninius tvirtinimo elementus.
• Konstrukcinio korpuso vientisumas: Paties invertoriaus korpusas turi turėti pakankamą konstrukcinę standumą. Ploni lakštinių metalų korpusai gali išsivystyti esant didelėms dinaminėms apkrovoms, dėl ko vidiniai tvirtinimo taškai gali nutrūkti. Norint išlaikyti korpuso formą ir apsaugoti vidines sudedamąsias dalis, būtina naudoti stiprius plieno arba sustiprinto aliuminio korpusus su vidiniais atraminiais elementais.

Invertoriaus širdies apsauga: vidinių spausdintųjų plokščių virpesių slopinimas

Kai išorinis kreipiamasis taškas laiko invertorius ant sienos, vidinė elektronika turi atlaikyti smarkius virpesius ir smūgius. Šiuolaikiniame komerciniame invertoryje pačios jautriausios komponentės yra spausdintosios grandinės plokštės (PCB) ir didelės tankumo galios moduliai (pvz., IGBT).

Žemės drebėjimas sukuria aukštos dažnio virpesius, kurie plinta per invertoriaus korpusą. Jei šie virpesiai pasiekia PCB, jie gali sukelti grandinės plokščių lenkimąsi. Šis lenkimasis sukelia didžiulį įtempimą litavimo jungtyse, dėl ko susidaro mikrotrūkumai, nutraukiantys elektrines jungtis. Be to, ant PCB montuoti sunkūs komponentai (pvz., dideli kondensatoriai, induktoriai ir šilumos radiatoriumi) gali veikti kaip svyravimo kūnai ir atsiskleisti nuo plokštės esant aukštam g-jėgos veiksmui.

Norėdami užkirsti kelią vidinėms gedimams, JYINS inžinieriai naudoja pažangius smūgio atsparumo projektavimo standartus savo seismiškai įvertintiems invertoriams:

• Dėmėti montavimo izoliatoriai: Vietoje to, kad PCB būtų tiesiogiai pritvirtintos prie kietos metalinės konstrukcijos varžtais, JYINS naudoja specialius elastinguosius arba gumuotus izoliatorius. Šie tvirtinimai sugeria aukšto dažnio virpesius ir smūgio energiją, žymiai sumažindami dinaminį pagreitį, perduodamą jautriems elektronikos komponentams.
• Pildymas po komponentais ir konstrukciniai klijai: Sunkiems elektronikos komponentams JYINS taiko konstrukcinius klijus ir pildymo dervas po komponentais. Šis procesas mechaniniu būdu sujungia komponentus su PCB paviršiumi didesniame plote, taip paskirstydamas smūgio jėgas ir apsaugodamas atskirus silicio jungimus.
• Apsaugos gelio dangos: Be drėgmės apsaugos, JYINS naudojamos storos silikoninės apsauginės gelio dangos, kurios padeda sugerti mechaninę energiją ir neleidžia komponentams rezonuoti drebant.

Maitinimo elektronikos atvejo tyrimai ir virpančio stalo bandymų standartai

Kaip B2B pirkėjai sužino, ar inverteris iš tikrųjų išgyvens žemės drebėjimą? Vienintelis patikimas patvirtinimas – fiziniai bandymai, atliekami daugiakrypčiame virpimo stende. Šiuose bandymuose inverteris pritvirtinamas prie stendo ir veikiamas simuliuotų žemės drebėjimo pagreičių, kurie atitinka arba viršija realaus pasaulio istorinius seisminius profilius.

• ICC-ES AC156 atitikimas: tai pagrindinis tarptautinis standartas, taikomas nestruktūrinių komponentų seisminei kvalifikacijai. Norint gauti AC156 sertifikavimą, inverteris turi likti fiziškai nepažeistas ir veikti po griežtų daugiakrypčių virpimo bandymų.
• IEEE 693: šis standartas taikomas elektros įrangai, naudojamai transformatorinėse pastotėse, nustatant griežtus seisminius konstravimo ir bandymo reikalavimus. Inverteriai, skirti naudoti didelės galios saulės elektrinėse seisminiuose regionuose, turi atitikti šiuos aukštos kokybės reikalavimus.

„JYINS“ į savo sunkiosios naudos invertorių gamybą investavo didelius lėšų kiekius fiziniams bandymams. Mūsų nuo žemės drebėjimų apsaugoti modeliai visiškai sertifikuoti pagal ICC-ES AC156 ir IEEE 693 standartus. Bandymų metu mūsų invertoriai toliau veikė be jokių nukrypimų net tada, kai buvo veikiami horizontalių ir vertikalių jėgų, viršijančių 2,0 g, kas patvirtina mūsų fizinio konstrukcijos ir komponentų slopinimo sistemų veiksmingumą.

Žemės drebėjimo požymiai aplinkoje: dulkių, vandens ir laidų įtemptis

Vertindami įrenginių montavimą seisminiuose regionuose, inžinieriai taip pat turi atsižvelgti į aplinkos sąlygas, kurios susidaro nedelsiant po žemės drebėjimo. Žemės drebėjimai dažnai sukelia statybos konstrukcijų pažeidimus, kurie, savo ruožtu, lemia anulinius pavojus, pvz., sutrūkinėjusius vamzdžius, griūvančias lubas, iš kurios išsisklaido storos dulkių dulkės, bei stiprią konstrukcijų poslinkį, kuris fiziškai įtempia elektros kabelius.

• Kabelių įtempimo sumažinimas: Norint užkirsti kelią kabeliams būti išplėštiems iš keitiklio dėl judančių konstrukcijų, inžinieriai turėtų projektuoti kabelių įėjimus su lankstiais vamzdeliais. Šie vamzdeliai suteikia fizinį laisvumą, leisdami keitikliui ir vamzdeliui judėti nepriklausomai vienam nuo kito be įtempties elektriniuose kontaktuose.
• Įsiskverbimo apsauga (IP reitingas): Po žemės drebėjimo dažnai pasitaiko dulkių ir drėgmės. JYINS seismiškai atsparūs keitikliai turi IP66 reitingo korpusus su aukštos kokybės sintetinėmis gumos tarpinėmis. Šios tarpinės išlieka sandarios net po to, kai korpusas patyrė mechaninį išsivertimą, neleisdamos vandeniui ir dulkiams patekti į vidų bei išvengiant antrinių elektrinių gedimų.

JYINS žemės drebėjimams atsparus inžinerinis sprendimas: sukurtas išlaikyti

JYINS yra įsipareigojęs gaminti galios keitimo įrangą, kuria B2B operatoriai gali pasitikėti sunkiausiomis sąlygomis. Mūsų seismiškai atsparūs keitikliai yra suprojektuoti nuo pat pagrindų maksimaliam fiziniam ir elektriniam atsparumui.

Integruodami JYINS invertorius su patikima mechanine tvirtinimo sistema ir pažangiu vidiniu PCB smūgio atsparumu į savo projektą, pasirenkate sistemą, kurios konstrukcija skirta išlaikyti blogiausias gamtos katastrofas. Mūsų inžinerijos komanda glaudžiai bendradarbiauja su B2B statybos ir elektros inžinieriais, kad parengtų išsamią montavimo schemą, tvirtinimo varžtų technines charakteristikas ir seisminių tyrimų sertifikatus, užtikrindama saugią, patikimą ir atitinkančią reikalavimus energijos tiekimo sistemą, kuri išliks tvirta tuo metu, kai tai labiausiai svarbu.