Transformatoarele solare sunt componente critice în centralele fotovoltaice, crescând tensiunea AC de la invertoare la niveluri de medie tensiune pentru integrarea în rețea. În calitate de furnizor specializat în transformatoare solare, sunt întrebat frecvent despre ce se întâmplă în construirea acestor unități. Iată o defalcare practică a materialelor care contează.
Materiale de bază
Miezul este inima magnetică a transformatorului. Standardul copleșitor pentru aplicațiile solare rămâne oțelul siliconic de înaltă calitate (oțel electric). Acest material este procesat în mod special pentru a avea domeniile magnetice aliniate în direcția de rulare, ceea ce maximizează permeabilitatea și minimizează pierderea prin histerezis sub excitația AC. Laminările sunt extrem de subțiri, de obicei de 0,23 mm până la 0,30 mm, și sunt acoperite cu un strat izolator pentru a limita și mai mult curenții turbionari între foi.
Miezurile de metal amorf sunt o alternativă stabilită de înaltă eficiență. Sunt realizate prin răcirea ultra-rapidă a aliajului topit, producând o structură de panglică necristalină. Acest lucru elimină granițele cristaline care contribuie la pierderea miezului în oțelul cu siliciu. Miezurile amorfe reduc pierderile fără sarcină cu 70-80%, ceea ce este valoros pentru transformatoarele care rămân sub tensiune 24/7. Cu toate acestea, materialul este sensibil din punct de vedere mecanic și necesită tăierea și manipularea miezului specializat. Metalul amorf este, de asemenea, magnetostrictiv, ceea ce poate produce un zgomot audibil mai mare - o considerație pentru instalațiile din apropierea zonelor rezidențiale. Costul inițial mai mare este de obicei justificat prin economiile de energie pe ciclul de viață, în special pe piețele cu reglementări stricte de eficiență sau capitalizarea ridicată a pierderilor.
Materiale conductoare
Cuprul este conductorul preferat pentru înfășurările transformatoarelor solare. Conductivitatea sa ridicată minimizează pierderile I²R critice, deoarece centralele solare funcționează la factori de încărcare mari în timpul orelor de lumină. Cuprul oferă, de asemenea, o rezistență mecanică superioară și rezistență la fluaj în comparație cu aluminiul, care contează în cazul forțelor repetate de cicluri termice și de scurtcircuit. Calitățile standard cu pas electrolitic dur (ETP) sau cu conductivitate ridicată fără oxigen (OFHC).
Aluminiul este o alternativă viabilă, utilizată în principal pentru proiecte bazate pe costuri sau în care greutatea este o constrângere. Pentru a se potrivi cu conductivitatea cuprului, înfășurările din aluminiu necesită o suprafață a secțiunii transversale cu aproximativ 60% mai mare. Acest lucru mărește dimensiunile bobinei, ceea ce poate afecta dimensiunea rezervorului și volumul de ulei. Terminarea corectă este critică; stratul de oxid de aluminiu și dilatarea termică diferențială cu bare de cupru necesită conectori bimetalici sau tehnici de sudare specializate. Pentru modele cu utilizare intermitentă sau cu costuri mai mici, aluminiul poate funcționa fiabil atunci când este proiectat corect.
Materiale izolante
Lichide izolante: uleiul mineral rămâne lichidul de răcire dielectric. Oferă o impregnare excelentă a izolației din celuloză, rezistență dielectrică ridicată și caracteristici de îmbătrânire bine înțelese. Cu toate acestea, punctul său de foc (~165°C) și biodegradabilitatea slabă sunt dezavantaje.
Fluidele esterice naturale (uleiuri vegetale) sunt din ce în ce mai specificate pentru transformatoarele solare, în special în instalațiile sensibile la mediu sau urbane. Oferă un punct de foc >300°C, sunt ușor biodegradabile și absorb umiditatea mai tolerant decât uleiul mineral, care încetinește îmbătrânirea celulozei. Esterii sintetici asigură o siguranță similară la incendiu cu o stabilitate îmbunătățită la oxidare pentru modelele de rezervoare etanșe. Compartimentul este vâscozitatea mai mare, care afectează răcirea la temperaturi ambientale scăzute și, de obicei, costuri mai mari.
Izolație solidă: Hârtia kraft de înaltă densitate, îmbunătățită termic și cartonul presat, impregnate cu fluid dielectric, formează izolația primară ture-la-turn și strat. Aceste materiale celulozice sunt tratate chimic pentru a rezista la degradarea termică, prelungind durata de viață a izolației la temperaturi de funcționare continuă. Pentru modelele cu rășină turnată, rășina epoxidică - de obicei sisteme cicloalifatice umplute cu silice sau întărite cu anhidridă - este turnată în vid în jurul înfășurărilor. Aceasta oferă un sistem de izolare etanș, fără întreținere, cu rezistență mecanică ridicată și rezistență inerentă la foc.
Materiale incinte
Rezervorul adăpostește și protejează partea activă. Oțelul carbon laminat este standard, cu grosimea determinată de cerințele de rezistență la vid. Suprafețele exterioare primesc mai multe straturi de vopsea poliuretanică sau epoxidică de înaltă durabilitate, calificate conform clasificărilor de coroziune C5-M pentru medii industriale și de coastă. Oțelul galvanizat sau inoxidabil este utilizat pentru feronerie și frecvent pentru incinte complete în instalații marine sau chimice extrem de corozive.
Carcasele din aluminiu sunt disponibile pentru aplicații sensibile la greutate, cum ar fi substațiile de pe acoperiș sau offshore. Aluminiul oferă rezistență naturală la coroziune, dar necesită un control atent al calității sudurii și luarea în considerare a expansiunii diferențiale cu bucșe și radiatoare din oțel.
Alte componente și materiale
Bucșe: Bucșele din porțelan oferă o rezistență excelentă la urmărire și stabilitate UV, deși sunt fragile și grele. Bucșele din polimer compozit (cauciuc siliconic) sunt mai ușoare, practic indestructibile și oferă performanțe hidrofobe superioare în medii poluate.
Răcire: Radiatoarele și tuburile de răcire sunt fabricate din oțel. Ventilatoarele de răcire externe, atunci când sunt montate, folosesc pale din aluminiu și motoare protejate împotriva coroziunii.
Accesorii: Manometrele magnetice ale nivelului uleiului, dispozitivele de reducere a presiunii și indicatoarele de temperatură a înfășurării încorporează polimeri proiectați, burdufuri de cupru beriliu și senzori bimetalici calibrați. Respiratoarele desicant conțin silicagel sau perle de sită moleculară pentru a îndepărta umezeala din aerul ingerat.
Atunci când alegeți un transformator solar, este important să luați în considerare calitatea materialelor utilizate. Compania noastra, in calitate de furnizor profesionist de transformatoare solare, se asigura ca in constructia transformatoarelor noastre sunt folosite numai materiale de cea mai inalta calitate. Oferim o gama larga de transformatoare solare, inclusivTransformator monofazat montat pe stâlp,Transformator montat pe tampon, șiTransformator de izolare trifazat.
Dacă sunteți în căutarea unui transformator solar și doriți să discutați despre cerințele dvs. specifice, vă încurajăm să ne contactați. Echipa noastră de experți este pregătită să vă ofere informații detaliate și să vă ajute să alegeți cel mai potrivit transformator solar pentru proiectul dumneavoastră.
Referințe
- IEEE Std C57.12.00, Cerințe generale pentru transformatoarele de distribuție, de putere și de reglare cu scufundare în lichid.
- IEC 60076-11, Transformatoare de putere – Partea 11: Transformatoare de tip uscat.
- McLyman, CWT, Transformer and Inductor Design Handbook, CRC Press (capitole relevante despre materialele de bază și selecția conductorilor).
- Broșura tehnică CIGRE 761, Managementul duratei de viață a transformatorului: materiale și degradare.
