Sistema ng Hybrid na Wind-Solar na mga Sakit at Solusyon

1. Karaniwang mga Sakit at Dahilan sa Wind Turbines

Bilang isang pangunahing bahagi ng wind-solar hybrid systems, ang mga wind turbines ay karaniwang nakakaranas ng mga sakit sa tatlong aspeto: mekanikal na istraktura, electrical systems, at control functions. Ang pagkawala at pagkasira ng mga balahibo ay ang pinakakaraniwang mekanikal na pagkasira, na kadalasang dulot ng matagal na pag-impact ng hangin, pagod ng materyal, o pagkakamali sa paggawa. Ang data mula sa field monitoring ay nagpapakita na ang average lifespan ng mga balahibo ay 3–5 taon sa mga rehiyong pantubig, ngunit maaaring maikli pa sa 2–3 taon sa mga rehiyong northwest na madalas may sandstorms. Bukod dito, ang eccentric bearing wear ay lalo na prominent sa mga horizontal-axis turbines, na pangunahing dahil sa matagal na off-center operation at hindi pantay na pamamahagi ng stress.

Sa electrical systems, ang phase loss at voltage instability ay dalawang typical na isyu. Ang mga wind turbines ay lumilikha ng three-phase AC power, at ang mahinang koneksyon o loose wiring ay madaling maaaring magresulta sa unbalanced o nawawalang phases. Ang mga estadistika ng industriya ay nagpapakita na humigit-kumulang 25% ng mga pagkasira ng turbines ay may kaugnayan sa mga isyu sa wiring. Isa pang karaniwang problema ay ang brake system malfunction, kung saan ang bilis ng rotor ay hindi masyadong bumababa pagkatapos ng three-phase short circuit, posibleng dahil sa pagkawala ng brake o electrical control failure.

Ang mga controller faults ay pangunahing lumilitaw bilang flawed power distribution logic. Ang mga traditional fixed-threshold strategies ay hindi maaaring sumunod sa complex at nagbabagong kondisyon ng panahon. Halimbawa, sa mga madaling araw na may light wind at tumataas na sunlight, ang traditional control ay naka-set sa turbine output na lang 30%–40% ng rated power dahil sa insufficient wind speed, na sayangin ang malaking bahagi ng wind energy. Ang mga estadistika ay nagpapakita na ang mga wind-solar hybrid systems na gumagamit ng traditional control strategies ay may average energy utilization rates na 15%–20% mas mababa kaysa sa intelligent systems.

2. Karaniwang mga Sakit at Dahilan sa Solar Panels

Ang mga solar panels sa hybrid systems ay din nangangahulugan ng iba't ibang panganib ng pagkasira. Ang surface damage at terminal connector failures ay ang pinakamakikitang pisikal na pagkasira, na kadalasang dulot ng harsh weather, sand impact, o improper installation. Sa mga lugar na may mataas na hangin, ang mga solar panels ay may average annual damage rate na 5%–8%, na nangangailangan ng regular na inspection at maintenance.

Electrical, ang hot spot effects at partial shading ay ang key factors na nakakaapekto sa photovoltaic efficiency. Kapag bahagi ng panel ay shaded, ang enerhiya mula sa unshaded areas ay nag-flow reversely patungo sa shaded area, na nagdudulot ng localized overheating at nagpapabuo ng hot spots. Ang prolonged hot spot effects ay maaaring mabawasan ang efficiency ng panel ng 15%–20% at maaari pa ring magdulot ng permanent damage. Bukod dito, ang PID (Potential Induced Degradation) ay isang significant factor na nakakaapekto sa lifespan ng panel, lalo na sa high-humidity environments, kung saan ang efficiency ay maaaring bumaba ng 5%–10% sa loob ng 1–2 taon.

Ang performance degradation ay pangunahing dahil sa light-induced degradation at encapsulation material failure. Ang industry standards ay nangangailangan ng high-quality PV modules na may annual degradation rate na below 0.3%–0.5% sa loob ng 25-year lifespan. Gayunpaman, sa praktikal na sitwasyon, ang environmental factors at material aging ay maaaring magresulta sa annual degradation rates na 0.8%–1.2%, na significantly impacting overall system efficiency.

3. Fault Analysis ng Controllers at Battery Systems

Bilang ang "brain" ng wind-solar hybrid system, ang performance ng controller ay direktang nakakaapekto sa stability ng sistema. Ang pangunahing isyu ay nasa limitations ng traditional power distribution strategies, na umiiral sa fixed empirical parameters at simple threshold judgments, na hindi maaaring sumunod sa real-time energy fluctuations. Sa ilalim ng complex weather conditions, ang mga controllers na ito ay hindi maaaring agad na i-adjust ang power allocation, na nagdudulot ng deteriorated power stability. Halimbawa, sa mga biglaang pagbabago ng panahon tulad ng rapid wind shifts o fast-moving cloud cover, ang traditional controllers ay maaaring kailangan ng ilang minuto o mas mahaba upang makapag-respond, na hindi nasasapat sa stringent power quality requirements ng modern industrial equipment.

Ang mga battery system faults ay pangunahing nakakategorya sa undercharging, water ingress, at capacity degradation. Ang undercharging ay nangyayari kapag ang voltage ay bumaba sa ibaba ng startup threshold ng controller; ang matagal na undercharging ay nagdudulot ng deep discharge, na nagpapakamuti ng battery life. Ang water ingress ay kadalasang dahil sa improper installation o poor sealing, na nagreresulta sa extremely low, zero, o false voltage readings, na nagdudulot ng severe battery damage. Ang mga estadistika ay nagpapakita na humigit-kumulang 15% ng mga pagkasira ng hybrid system ay may kaugnayan sa battery water ingress.

Ang capacity degradation ay isang natural aging process, ngunit ang environmental factors ay maaaring significantly accelerate it. Sa plateau regions, ang mga mababang temperatura sa gabi ay maaaring mabawasan ang performance ng solar panel ng 30%–40%, habang din namang nagsisimulang bawasan ang usable capacity ng battery, na nagdudulot ng hirap na mapasayahin ang load demands sa ilalim ng low-light conditions. Bukod dito, ang high-salinity environments ay significantly corrode batteries; sa coastal areas, ang battery lifespan sa hybrid systems ay tipikal na 30%–50% mas maikli kaysa sa inland regions.