Mistari ya Mzunguko wa Upepo na Jua na Suluhisho

1. Matukio ya Kasi na Sababu za Mfumo wa Maua

Kama muundo muhimu wa mfumo wa mafuta ya jua na maua, mifumo ya maua mara nyingi hupata matukio katika maeneo matatu: muundo wa kimikono, mifumo ya umeme, na uongozi. Upungufu na kuvunjika kwa nyuzi ni matukio ya kimikono yanayofanikiwa zaidi, mara nyingi yanavyocausewa na mawimbi ya maua machache, upungufu wa vifaa, au matukio ya uzalishaji. Taaifa kutoka kwenye mitandao ya mapitio inaonyesha kuwa umri wa wastani wa nyuzi ni miaka 3-5 katika eneo la pwani, lakini unaweza kupungua hadi miaka 2-3 katika magharibi ya mashariki kwa sababu ya mawimbi ya vipepeo vingi. Pia, upungufu wa bearing off-center unahitimu sana katika mifumo ya maua yenye mstari wa chini, kwa sababu ya kutumika kwa muda mrefu na ukosefu wa usawa wa nguvu.

Katika mifumo ya umeme, upungufu wa phase na utokomeo wa voltage ni masuala matatu. Mifumo ya maua huunda nguvu ya AC yenye phase tatu, na majengo yasiyofaa au mshale yasiyofaa yanaweza kusababisha umebalanshi au phase zinazopungua. Taarifa za kiujinga zinainishia kuwa asilimia 25 ya matukio ya mifumo ya maua yanayohusiana na matatizo ya mshale. Matatizo mingine yanayofanikiwa ni kutofunika kwa mifumo ya braki, ambapo mwendo wa rotor haupungue sana baada ya short circuit ya phase tatu, inaweza kuwa kwa sababu ya upungufu wa braki au matatizo ya uongozi wa umeme.

Matatizo ya uongozi yanaweza kujidhihirisha kama mifano ya umehusika katika mifano ya umeme. Mifano ya thamani imara hazitoshibiri na tabia ya hali ya hewa tofauti na mabadiliko. Kwa mfano, wakati wa asubuhi na mafuta ya jua yenye mafuta machache, uongozi wa zamani hutumia nguvu ya maua tu kwa asilimia 30-40 ya nguvu iliyotathmini kwa sababu ya kukosa mafuta, kuharibu nguvu nyingi ya maua. Taarifa zinainishia kuwa mfumo wa mafuta ya jua na maua wenye mifano ya uongozi wa zamani wanapata rasio ya kutumia nguvu asili asilimia 15-20 chini kuliko mifano ya hekima.

2. Matukio ya Kasi na Sababu za Paneli za Solar

Paneli za solar katika mfumo wa majumbe pia hupata hatari nyingi za kushindwa. Uvunjikao wa uso na matatizo ya viungo vya terminal ni matukio ya kimataifa yanayoweza kuonekana, mara nyingi yanavyocausewa na hali ya hewa mbaya, mawimbi ya vipepeo, au kutengeneza vibaya. Katika maeneo yenye mafuta mengi, paneli za solar hupata daraja la kuvunjika kila mwaka la asilimia 5-8, kunahitaji utafiti na huduma ya kawaida.

Katika umeme, athari za hot spot na kuvunjika sehemu moja ni vitu muhimu vinavyosababisha ubora wa PV. Waktu sehemu moja ya paneli ikivunjika, nguvu kutoka kwa sehemu isiyovunjika inaenda kinyume kwenye sehemu iliyovunjika, kusababisha moto wa makazi na kuunda hot spots. Kuwa na hot spots kwa muda mrefu inaweza kupunguza ubora wa paneli kwa asilimia 15-20 na hata kusababisha uvunjikao la kudumu. Pia, PID (Potential Induced Degradation) ni sababu muhimu inayosababisha muda wa paneli, hasa katika mazingira ya maji mengi, ambapo ubora unaweza kupungua kwa asilimia 5-10 ndani ya miaka 1-2.

Punguza kwa ubora unaweza kuwa kwa sababu ya degradation iliyotokana na nuru na failure ya vifaa vya kutengeneza. Viwango vya kiujinga vyanavyoleta PV modules bora kuwa na rasio ya degradation ya mwaka chini ya asilimia 0.3-0.5 kwa muda wa miaka 25. Lakini, katika ustawi, mazingira na uzee wa vifaa vya kutengeneza vyanaweza kusababisha rasio ya degradation ya mwaka kwa asilimia 0.8-1.2, kusababisha athari kubwa kwa ubora wa mfumo kamili.

3. Tathmini ya Matukio ya Mifano na Mifumo ya Batteries

Kama "akili" ya mfumo wa mafuta ya jua na maua, ubora wa mifano unadai kusaidia ustawi wa mfumo. Matatizo muhimu yanavyokosa ni mifano ya mifano ya zamani za kutekeleza nguvu, ambayo hutumia parameta ya tajriba na tahadhari rahisi, kusababisha hayo siweze kusaidia mabadiliko ya mafanikio ya muda. Katika tabia tofauti, mifano haya haiwezi kutekeleza malengo ya muda, kusababisha mafanikio ya muda kuwa vigumu. Kwa mfano, wakati wa mabadiliko ya hali ya hewa kwa haraka kama mawimbi ya maua au mawingu yanayokimbilia kwa haraka, mifano ya zamani yanaweza kutumia dakika chache au zaidi kutekeleza, kusababisha kutoshiba mafanikio ya umeme ya kiujinga.

Matukio ya mifumo ya batteries yanaweza kugrupika kama undercharging, water ingress, na punguza kwa uwezo. Undercharging inatokea wakati voltage inapungua chini ya limiti ya anza ya mifano; undercharging kwa muda mrefu inaweza kusababisha deep discharge, kupunguza muda wa batteries. Water ingress ni mara nyingi kwa sababu ya kutengeneza vibaya au sealing ibaya, kusababisha lugha ya voltage chini sana, sifuri, au false, kusababisha damage kubwa kwa batteries. Taarifa zinainishia kuwa asilimia 15 ya matukio ya mfumo wa majumbe yanayohusiana na water ingress ya batteries.

Punguza kwa uwezo ni mchakato wa uzee wa asili, lakini mazingira yanaweza kusababisha hii kwa haraka. Katika eneo la plateau, majioni ya chini yanaweza kupunguza ubora wa paneli za solar kwa asilimia 30-40, pia kupunguza uwezo wa batteries, kusababisha kukosa kusaidia mahitaji ya load wakati wa mafuta machache. Pia, mazingira ya maji mengi yanaweza kusababisha korosho kwa batteries; katika maeneo ya pwani, muda wa batteries katika mfumo wa majumbe unaonekana kuwa asilimia 30-50 chini kuliko maeneo ya ndani.