بهینه‌سازی برق صحرایی: راهکارهای ترانسفورماتور فتوولتائیک برای انقلاب خورشیدی امارات متحده عربی

بهینه‌سازی انرژی خورشیدی در بیابان: راه‌حل‌های تبدیل‌کننده فتوولتائیک برای انقلاب خورشیدی امارات

​زمینه پروژه:​​ حمایت از پروژه یکپارچه ۹۰۰ مگاوات خورشیدی فتوولتائیک + سیستم ذخیره‌سازی انرژی در پارک خورشیدی MBR دبی، که در محیط ساحلی و بیابانی با دمای بسیار بالا (تا ۵۵ درجه سانتیگراد) و شرایط فرسایشی شن و نمک عمل می‌کند.

​چالش:​​ ارائه تبدیل انرژی قابل اعتماد و با کارایی بالا برای هم آرایه فتوولتائیک و هم سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) در شرایط سخت بیابانی، در حالی که ادغام ساده با شبکه را فراهم می‌کند و زمان نصب را به حداقل می‌رساند.

​راه‌حل تبدیل‌کننده:​​

1. ​تبدیل بالابردن ولتاژ آرایه فتوولتائیک:​​
• ​کاربرد:​​ بالابردن ولتاژ از آرایه‌های فتوولتائیک به شبکه جمع‌آوری ولتاژ متوسط.
• ​فناوری:​​ تبدیل‌کننده‌های دو‌سیمی پر از مایع.
• ​ظرفیت:​​ ۳۱۵۰ کیلووا.
• ​تبدیل ولتاژ:​​ ورودی ۱۵۰۰ ولت مستقیم (اس‌سی) (از طریق وارونگرهای ولتاژ) → خروجی ۳۳ کیلوولت متناوب (ای‌سی).
• ​فرم فاکتور:​​ واحد‌های پاد-نصب شده روی پلت‌ها (یکپارچه شده در خانه‌های الکتریکی پیش‌ساخته - e-Houses).
• ​مزیت کلیدی:​​ پیش‌ساخته شدن به طور قابل توجهی زمان نصب محلی و پیچیدگی آن را کاهش می‌دهد، که برای نصب در مقیاس بزرگ در بیابان بسیار مهم است.
2. ​تبدیل رابط BESS:​​
• ​کاربرد:​​ رابطه‌ی سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) با شبکه ۳۳ کیلوولت متناوب (ای‌سی)، امکان دادن جریان دوطرفه انرژی.
• ​فناوری:​​ تبدیل‌کننده‌های پر از مایع با تغییر دهنده‌ی تاپ دربار (OLTC).
• ​تبدیل ولتاژ:​​ ۳۳ کیلوولت متناوب (ای‌سی) → ۴۰۰ ولت متناوب (ای‌سی) (پشتیبانی از جریان دوطرفه برای حالت‌های شارژ و دیشارژ).
• ​ویژگی کلیدی:​​ OLTC با تغییر دینامیکی نسبت تبدیل‌کننده تحت شرایط بار متغیر (شارژ/دیشارژ)، سطح ولتاژ ثابت شبکه را تضمین می‌کند و پایداری شبکه و عملکرد BESS را به حداکثر می‌رساند.

​نکات فنی مرتبط با شرایط بیابانی:​​

• ​مدیریت حرارتی پیشرفته:​​ مجهز به سیستم خنک‌سازی هیبریدی هوشمند ترکیبی از موتورهای بادکنک و حلقه‌های خنک‌سازی مایع کمکی. این سیستم قوی به طور دقیق مهندسی شده است تا دمای بهینه عملکرد و کارایی بالا حتی در زمان تابش خورشیدی بالا و دماهای محیطی بیش از ۵۵ درجه سانتیگراد را تضمین کند.
• ​حفاظت محیطی بهبود یافته:​​ پوشش تبدیل‌کننده‌ها شامل پوشش آلیاژ آلومینیوم-مagneسیوم (Al-Mg) است. این پوشش تخصصی مقاومت بسیار بالایی علیه عوامل زیر فراهم می‌کند:
• ​فرسایش شن فرسایشی:​​ محافظت از اجزای حساس از شن‌های بیابانی.
• ​فساد نمکی ساحلی:​​ ضروری به دلیل نزدیکی پروژه به ساحل، جلوگیری از تخریب سریع.
• ​بهینه‌سازی لجستیک و نصب:​​ پیش‌ساخته شدن تبدیل‌کننده‌های فتوولتائیک در e-Houses مقاوم، کنترل کیفیت را تضمین می‌کند، کار سایت را به حداقل می‌رساند، زمان‌بندی پروژه را تسریع می‌دهد و اجزای داخلی را در حمل و نصب در محیط چالش‌برانگیز محافظت می‌کند.