الألواح الشمسية البحرية هي أنظمة كهروضوئية تقع في البيئة البحرية. يتم تثبيت هذه المحطات الشمسية عادةً على منصات عائمة، والتي يمكن أن تكون ثابتة أو متكيفة مع تغير مستوى المياه. تُقسم المحطات الشمسية البحرية إلى نوعين رئيسيين: المحطات الساحلية (البرية) والمحطات البحرية العميقة.

I. فوائد تطوير الطاقة الشمسية البحرية في الصين

يتمتع تطوير الطاقة الشمسية البحرية في الصين بعدة فوائد رئيسية يمكن تلخيصها في الجوانب التالية:

1. موارد شمسية وفيرة: تتمتع المناطق الساحلية في الصين بفترات طويلة من الإشعاع الشمسي، مما يوفر ظروفًا ممتازة لتركيب المحطات الشمسية البحرية.

2. فرص واسعة للبناء: تمتلك الصين أكثر من 18,000 كيلومتر من السواحل ومسطحات مائية واسعة لتركيب المحطات الشمسية البحرية. لا تُقيد المساحات البحرية بالموارد الأرضية، مما يسمح بنشر المحطات الشمسية على نطاق واسع واستخدام الفضاء بفعالية.

3. كفاءة عالية في التوليد: لا توجد عوائق أمام أشعة الشمس فوق سطح البحر، وفترات الإشعاع الشمسي طويلة أيضًا، مما يجعل الكفاءة أعلى من المشاريع الشمسية الأرضية، عادةً بنسبة 5% إلى 10%. يساهم التبريد الطبيعي لسطح البحر في خفض درجة حرارة التشغيل للألواح الشمسية، مما يزيد من الكفاءة.

4. الحاجة المحلية للطاقة: غالبًا ما تكون المناطق الساحلية مكتظة بالسكان وذات اقتصاد متطور، مما يؤدي إلى طلب مرتفع على الكهرباء. يمكن استخدام الكهرباء التي تنتجها المحطات الشمسية البحرية محليًا، مما يقلل من خسائر النقل.

5. فترة بناء قصيرة: على عكس مشاريع الطاقة التقليدية، يستغرق بناء المحطات الشمسية البحرية وقتًا أقل ويمكن تشغيلها بسرعة.

6. توفير الموارد المائية: على عكس محطات الطاقة الحرارية التقليدية، لا تتطلب الطاقة الشمسية البحرية موارد مائية كبيرة، مما يساعد في تقليل الضغط على الموارد المائية.

7. تقليل استخدام الأرض: تتيح المحطات الشمسية البحرية تجنب استخدام الموارد الأرضية المحدودة، وهو أمر مهم في ظل نقص الأراضي.

8. تن تطبيقات متعددة: يمكن بناء المحطات الشمسية البحرية بشكل مستقل أو دمجها مع صناعات أخرى، مثل الصيد البحري، تحلية المياه، والسياحة البحرية، مما يتيح دمج العديد من الوظائف.

9. دعم السياسات: تدعم الحكومة مشاريع الطاقة النظيفة، مما يضمن حماية سياسات ودعم مالي للمشاريع الشمسية البحرية.

10. الابتكار التقني وتقليل التكاليف: مع تقدم التكنولوجيا وتزايد التأثيرات الاقتصادية الناتجة عن التوسع، بدأت تكلفة الطاقة الشمسية البحرية في الانخفاض، مما يشجع المزيد من المستثمرين على المشاركة في هذا المجال.

11. مواجهة تغيرات المناخ: يساهم تطوير الطاقة الشمسية البحرية في تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يعد ذا أهمية كبيرة لتحقيق هدف "الحياد الكربوني" (أي ذروة الكربون وتحقيق الحياد الكربوني).

بشكل عام، يوفر تطوير الطاقة الشمسية البحرية في الصين مزايا جغرافية ومواردية واضحة. مع دعم الحكومة والتقدم التكنولوجي، من المتوقع أن تصبح صناعة الطاقة الشمسية البحرية قوة دافعة هامة في مجال الطاقة النظيفة.

II. التحديات الكبيرة التي تواجه الطاقة الشمسية البحرية في مجال التآكل

تواجه محطات الطاقة الشمسية البحرية العديد من التهديدات التآكلية التي تنبع من الطبيعة الخاصة للبيئة البحرية. وفيما يلي بعض أنواع التآكل الرئيسية التي تواجهها محطات الطاقة الشمسية البحرية:

تآكل المياه المالحة: الماء المالح هو محلول معقد يحتوي على تركيز عالٍ من الأملاح، الغازات المذابة (مثل الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون)، والكائنات الدقيقة. هذه العوامل تؤدي إلى حدوث تفاعلات كيميائية كهربائية على سطح المعدن، مما يسبب التآكل.

تآكل الكائنات الدقيقة البحرية: الكائنات الدقيقة البحرية (مثل البكتيريا المخفضة للكبريت) تنتج مواد حمضية خلال عملية الأيض، وهذه المواد تتفاعل مع سطح المعدن، مما يتسبب في تآكل شديد.

تآكل التعب: تتعرض مولدات الرياح لضغط ميكانيكي دوري أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى حدوث تغييرات في الحمل الميكانيكي. هذا الحمل الديناميكي يتسبب في ظهور شقوق دقيقة في المواد المعدنية، ومع مرور الوقت، تتوسع هذه الشقوق مما يؤدي إلى فشل المعدن بسبب التعب.

التآكل بسبب الشقوق الناتجة عن الإجهاد: يحدث هذا النوع من التآكل في بيئات معينة حيث يحدث الشق في المعدن عند تحمل إجهاد الشد. خلال التشغيل، تتعرض معدات الطاقة الشمسية البحرية لضغوط مختلفة، وهذه الضغوط تتفاعل مع الوسط المسبب للتآكل مما يؤدي إلى حدوث شقوق بسبب الإجهاد.

تآكل بسبب التلوث البيولوجي: تتراكم الكائنات البحرية (مثل الأصداف والطحالب) على أجزاء معدات الطاقة الشمسية البحرية. أنشطتها الحياتية والجثث المتبقية بعد وفاتها تسرع في تآكل المواد.

تآكل الغلاف الجوي: في الأجزاء غير المغطاة بالماء من معدات الطاقة الشمسية البحرية، تؤدي الظروف البيئية مثل الرطوبة العالية، الضباب الملحي، والإشعاع الشمسي القوي إلى حدوث تآكل جوي.

III. استراتيجيات الخبراء لمواجهة التآكل من حلم الطاقة

لمواجهة المشكلات التآكلية المذكورة أعلاه، تم اتخاذ عدة تدابير في أنظمة الطاقة الشمسية البحرية:

استخدام مواد مقاومة للتآكل: مثل استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ، سبيكة الألومنيوم أو الفولاذ الخاص (مثل الفولاذ المغلف بالمغنيسيوم والألومنيوم والزنك) في تركيب الهياكل المعدنية للمحطات الشمسية وغيرها من الأجزاء المعدنية.

تقنيات معالجة السطح: استخدام تقنيات مثل الغلفنة بالزنك أو الطلاء بالألومنيوم والزنك لتحسين مقاومة الأجزاء المعدنية للتآكل.

طلاءات خاصة: تطبيق طلاءات مقاومة للتآكل مثل طلاءات الجرافين على الأجزاء المعدنية، مثل طلاء الإيبوكسي مع مسحوق الزنك، أو طلاءات البولي يوريثين.

الحماية الكاثودية: استخدام أنودات ضحايا أو تيار كهربائي خارجي لتوفير الحماية الكاثودية ومنع تآكل الأجزاء المعدنية.

الصيانة الدورية: فحص وصيانة الألواح الشمسية وأبنيتها بشكل دوري، وتنظيف المواد الملتصقة بها وإصلاح الطبقات الواقية التآكلية التالفة في الوقت المناسب.

من خلال هذه التدابير، يمكننا تقليل مشاكل التآكل في أنظمة الطاقة الشمسية البحرية بشكل فعال، مما يعزز من موثوقية النظام وطول عمره.

I. المعايير المرجعية

المعايير الوطنية الحالية، الأنظمة ذات الصلة، والأحكام الإلزامية للمعايير؛

"قواعد تنفيذ وقبول أعمال مكافحة التآكل للبناء" (GB50212-2002)

"معيار درجة تآكل سطح الفولاذ قبل الطلاء ومعيار إزالة الصدأ" (GB8923-1988)

"لوائح السلامة لأعمال الطلاء وقواعد إدارة السلامة" (GB6514-1995)

"متطلبات الجودة للطلاء المقاوم للتآكل" (GB6514-1991)

"لوائح السلامة لأعمال الطلاء، سلامة عملية الطلاء وتنقية التهوية" (DJ/T6931-1999)

"قواعد تنفيذ وقبول أعمال مكافحة التآكل للمعدات الصناعية والأنابيب" (HGJ229-91)

"لوائح السلامة لأعمال الطلاء وسلامة عملية التحضير السطحي" (GB7692-87)

"حدود الضوضاء في مواقع البناء" (GB12523-90)

مستندات نظام إدارة الجودة ISO9001

مستندات نظام إدارة البيئة ISO14001

مستندات نظام إدارة الصحة والسلامة المهنية GB/T28001

I. أساسيات التصميم

الظروف البيئية: يمكن تحديد مستوى التآكل الناجم عن البيئة الجوية على الهياكل الفولاذية في المباني وفقًا للجدول 1.

I. البيئة البحرية القاسية

يمكن لمشروعات الطاقة الشمسية البحرية أن تساعد في تخفيف أزمة الكهرباء في المناطق الشرقية؛ حيث تعاني مشاريع الطاقة الشمسية التقليدية في مناطق مثل الصحاري والمناطق الخالية من السكان من فروق درجات حرارة كبيرة بين النهار والليل، والعواصف الرملية الشديدة، بالإضافة إلى التكاليف الكبيرة لنقل الكهرباء عبر الشبكة وصعوبة الصيانة. بينما توفر مشروعات الطاقة الشمسية البحرية حلولًا فعالة لتبريد الأجهزة وزيادة كفاءتها التحويلية، بالإضافة إلى تقليل تكاليف ونفقات نقل الكهرباء عبر الشبكة. كما أن مشاريع الطاقة الشمسية البحرية الواسعة النطاق يمكن أن تساهم في الحد من ظهور الطحالب الخضراء على نطاق واسع.

ومع ذلك، تتعرض معدات الطاقة الشمسية البحرية للبيئة الجوية والبحرية على مدار فترات طويلة، مما يجعلها عرضة للتآكل، خاصة في مناطق الرش والمناطق المغمورة بالماء، مما يؤثر بشكل كبير على عمر هذه المعدات.

II. حلول متكاملة من DreamCoat

DreamCoat متخصص في البحث والتطوير، وإنتاج، وبيع الطلاءات الصناعية الثقيلة لمكافحة التآكل، بما في ذلك الطلاءات البحرية. نحن نقدم حلولًا متكاملة لمشروعات الطاقة الشمسية البحرية مثل الأعمدة الفولاذية، الأعمدة الخرسانية، أنظمة الدعم، الإطارات المركبة، ومحطات الرفع.

A. نظام الزنك البارد من DreamCoat الجيل الثالث

طلاء الزنك البارد من DreamCoat هو طلاء عالي الأداء من مكون واحد غني بالزنك، حيث تصل نسبة الزنك في الفيلم الجاف إلى أكثر من 96%، مما يجعله بديلاً ممتازًا للطلاء الزنك الساخن. يتميز هذا الطلاء بسهولة تطبيقه، حيث لا يتطلب خطوات خلط معقدة ويمكن رشه أو فرشه مباشرة. يوفر طلاء الزنك البارد حماية كاثودية قوية وله خصائص حاجز مضادة للتآكل، مما يجعله فعالًا في بيئات التآكل الشديدة لحماية الهياكل المعدنية لفترات طويلة. كما يتغير لونه تدريجيًا بسبب أكسدة مسحوق الزنك ليحاكي مظهر طبقة الزنك الساخن. لهذه الخصائص، يتم استخدام طلاء الزنك البارد بشكل واسع في المنشآت الكهربائية، أبراج الكهرباء عالية الجهد، محطات التحويل، حماية الأنابيب، والطلاء الهياكل الحديدية، خاصة في تطبيقات مثل منشآت طاقة الرياح البحرية، ومحطات الطاقة الشمسية البحرية التي تواجه بيئات قاسية.

B. نظام DreamCoat الجيل الرابع باستخدام الجرافين

البيئات الطبيعية التي توجد فيها محطات الطاقة الشمسية البحرية قاسية جدًا، حيث الرياح العاتية والأمواج المتلاطمة، والتعرض لأشعة الشمس المباشرة، بالإضافة إلى التغيرات من البرودة إلى الحرارة، والأمطار، والثلوج، وفي المواقع البحرية القريبة من الشاطئ تتعرض المحطات لملوحة المياه مما يؤدي إلى تآكل المعدات. كما أن مناطق الرش والمناطق المغمورة في الماء تواجه تهديدات من التآكل البيولوجي والكهربائي، مما يتطلب استخدام أنظمة طلاء فعالة لحماية هذه المعدات. DreamCoat تقدم نظام طلاء متكامل لحماية معدات الطاقة الشمسية البحرية من التآكل.

1. مقاومة الطقس المتفوقة: الروابط الكيميائية مستقرة، لا يتشقق الطلاء عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية، ولا يتفتت، ويظهر قدرة قوية على تحمل درجات الحرارة بين -45 و 120 درجة مئوية، مما يمنحه مقاومة عالية للظروف الجوية.

2. خصائص بيئية: يحتوي الطلاء على نسبة عالية من المواد الصلبة ويعتبر طلاءًا صديقًا للبيئة يتوافق مع معايير حماية البيئة.

3. مقاومة التآكل: الجرافين يوفر أداءً ممتازًا في مقاومة التآكل، حيث يتحمل التآكل الناتج عن الجو البحري، والأحماض، والقلويات، والمياه المالحة، وأنواع مختلفة من المذيبات. وقد اجتاز اختبار مقاومة الرش الملحي لمدة تزيد عن 3000 ساعة، مما يضمن فعالية مقاومة تآكل طويلة الأمد.

4. الموصلية الكهربائية: الجرافين يعتبر أفضل من الزنك في التوصيل الكهربائي، فهو لا يتمتع فقط بمعدل توصيل عالي بل أيضًا يظل أكثر استقرارًا في مركباته، وله قدرة أفضل على الامتصاص، مما يضمن مقاومة ثابتة وطويلة الأمد للتآكل الكهربائي.

C. دهان منغن لتنظيف المياه المتسخة ذاتياً

دهان منغن لتنظيف المياه المتسخة ذاتياً هو طلاء جديد مضاد للتلوث يعتمد على السيليكون العضوي النانوي المعزز والمتين والذي يحتوي على خصائص التنظيف الذاتي. من خلال تعديل السيليكون العضوي النانوي وتصميم الصيغة العامة، يتم تعزيز المرونة والصلابة بشكل كبير على أساس الطاقة السطحية المنخفضة، وتم تطبيق تقنية مثبطة للبكتيريا، مما يوفر خصائص ممتازة ضد التلوث البحري. هذا الطلاء خالي من المركبات العضوية المتطايرة ويعتبر مادة صديقة للبيئة.

1. مقاومة تلوث منخفضة الطاقة السطحية، تمنع بفعالية التصاق الكائنات البحرية مثل بلح البحر على الأنبوب الفولاذي للطاقة الشمسية الكهروضوئية، منخفض السمية وصديقة للبيئة.

2. مرونة ممتازة وتمديد ممتاز، يعزز مرونة الطلاء، مقاومة للثني والتشوه، لا يتشقق الطلاء أو يتقشر بعد اللف.

3. طلاء منغن ذو صلابة عالية، مقاوم للضغط، لا يتشقق أو يتقشر في ظل الضغط العالي.

4. سطح أملس، مقاومة منخفضة في التشغيل، ولا تؤثر على الرفع أو اللف.

5. تجفيف في درجة حرارة عادية، سهل الاستعادة، أداء ممتاز.

6. الطلاء أملس ومرن، يمكن تنظيف أنابيب الفولاذ للطاقة الشمسية الكهروضوئية بواسطة الروبوتات تحت الماء.

I. تصميم الحماية من التآكل للهياكل الفولاذية في منصات الطاقة الشمسية البحرية

يعد حماية الأنابيب الفولاذية من التآكل في منصات الطاقة الشمسية البحرية أمرًا بالغ الأهمية، حيث تتعرض هذه الأنابيب لظروف بحرية قاسية لفترات طويلة، وتواجه تهديدات مختلفة من التآكل. لضمان سلامة وموثوقية الأنابيب الفولاذية والهياكل المرتبطة بها، يجب أن تتبع تدابير الحماية من التآكل معايير ومتطلبات صارمة. فيما يلي بعض المتطلبات الرئيسية للحماية من التآكل:

عادة ما يتم حماية السطح الخارجي للأساسات في مناطق الرش والمناطق التي تتأثر بالمد والجزر باستخدام طلاءات مقاومة للتآكل وغطاء حماية.

في المناطق التي تغمرها المياه تمامًا والمناطق الطينية البحرية، يتم استخدام حماية مشتركة باستخدام الطلاءات المقاومة للتآكل والحماية الكاثودية.

يجب اختيار الطلاءات المقاومة للتآكل التي تتناسب مع البيئة البحرية، مثل الطلاءات عالية الأداء المصنوعة من الجرافين والزجاج الفايبر، مثل الراتنجات الإيبوكسيدية والبولي يوريثين، لضمان الفعالية طويلة الأمد.

كما يجب معالجة الجزء الداخلي للأنابيب الفولاذية بشكل مناسب، خاصة بالنسبة لجدران الأنابيب الداخلية للأساسات الأحادية.

الجدول A: تصميم الحماية من التآكل للطلاءات على هياكل الطاقة الشمسية، والدعامات، والعوارض

جدول ب: تصميم مجموعة الطلاء لحماية الأنابيب الفولاذية (منطقة الرش والغطس)

جدول ج: تصميم حماية الطلاء للأنابيب الفولاذية (منطقة الغلاف الجوي)

I. الهياكل الفولاذية المجلفنة بالزنك للطاقة الشمسية

الهيكل الفولاذي المجلفن بالزنك للطاقة الشمسية هو هيكل يستخدم لدعم الألواح الشمسية الفوتوفولطية. الميزة الرئيسية لهذا الهيكل هي تغطيته بطبقة من الزنك على سطح الفولاذ باستخدام عملية الجلفنة الساخنة لزيادة مقاومته للتآكل. يتم استخدام هذا الهيكل عادة في البيئات الخارجية، حيث يجب أن يتحمل مختلف الظروف الجوية، مما يتطلب متطلبات عالية لمتانة المادة واستقرارها.

عند استخدام الهياكل المجلفنة بالزنك في أنظمة الطاقة الشمسية البحرية، على الرغم من أن عملية الجلفنة الساخنة توفر بعض الحماية من التآكل، إلا أن طبقة الجلفنة وحدها قد لا توفر حماية كافية في البيئة البحرية ذات الملوحة العالية والرطوبة والظروف التآكلية. لذلك، يحتاج الأمر إلى تطبيق طبقة طلاء إضافية لتوفير حماية أكبر من التآكل. يوصي مهندسو DreamCoat بخطة الطلاء التالية لحماية الهياكل.

II. الجدول 1.1، تكنولوجيا الحماية من التآكل للهيكل الفولاذي المجلفن بالزنك للطاقة الشمسية باستخدام الطلاءات من الجيل الثاني

توفر نظام الطلاء ثلاثي الطبقات حماية ممتازة ضد التآكل، حيث يحتوي الطلاء الإبوكسي الغني بالزنك على كمية كبيرة من مسحوق الزنك الذي يوفر حماية كاثودية للهياكل الفولاذية للطاقة الشمسية. كما يشكل الطلاء الإبوكسي الوسطي من أكسيد الحديد طبقة حاجزة كثيفة تعزل الأوكسجين والرطوبة بشكل فعال، بينما يوفر الطلاء البولي يوريثاني الأعلى مقاومة ممتازة للطقس والمواد الكيميائية، مما يساهم في حماية الهيكل من الأشعة فوق البنفسجية وأمطار المطر والعوامل البيئية الطبيعية الأخرى.

الجدول 1.2: دعم الفولاذ المجلفن للأنظمة الفوتوفولطية باستخدام تكنولوجيا الطلاء من الجيل الرابع

الطلاء منخفض المعالجة السطحية الجرافينية مناسب بشكل خاص للأسطح التي يصعب أو لا يمكن معالجتها بالرش أو السفع الرملي، ويمكن تنظيفها يدويًا أو باستخدام أدوات كهربائية. يمكن تحمله إلى مستوى ST2 في معالجة السطح، وغالبًا ما يستخدم في صيانة طلاءات الفولاذ، ويمكن استخدامه على الأسطح المتنوعة بما في ذلك الطلاءات المتقادم والطبقات المجلفنة والفولاذ المعالج بالرش. يوفر حماية جيدة ضد التآكل للهياكل الفولاذية البحرية.

الجدول 1.3: دعم الفولاذ المجلفن للأنظمة الفوتوفولطية باستخدام تقنية الطلاء بالمسحوق

يتكون هذا النظام من طلاء طويل الأمد يعتمد على طبقة من الجلفنة بالحرارة + مسحوق الطلاء. يحمي الطلاء الطبقة المجلفنة من الأكسدة ويعزز تأثير الحماية بالكاثود لفترة طويلة. يوفر المظهر الملون للسطح، والطلاء يتحمل التعرض للأشعة فوق البنفسجية دون أن يتقشر أو يتلاشى أو يتشقق. تتمتع خصائصه الممتازة في مقاومة التآكل، ولا يتطلب حماية كاثودية إضافية أو استخدام أنودات خارجية. توفر حماية ممتازة ضد التآكل في المناطق البحرية ويمكن أن يستمر عمره لأكثر من 25 عامًا.

II. هياكل الطاقة الشمسية المصنوعة من سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم

هيكل الطاقة الشمسية المصنوع من سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم هو هيكل يستخدم مواد سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم لدعم الألواح الشمسية. هذه السبائك تتميز بكثافة أقل مقارنة بالفولاذ التقليدي، بينما توفر قوة أعلى، مما يجعل هذا الهيكل أكثر قدرة على تحمل الأوزان مع تقليل الوزن الإجمالي، وبالتالي تقليل تكاليف النقل والتركيب. كما أن سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم تتمتع بقدرة فائقة على مقاومة التآكل في البيئات الرطبة والغنية بالملح، مما يجعلها مثالية لاستخدامها في البيئات البحرية حيث تحتاج الألواح الشمسية إلى العمل بكفاءة لفترات طويلة. الهيكل المصنوع من هذه السبائك يدوم طويلاً ويقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة والتبديل بسبب التآكل.

رغم أن الهياكل الشمسية المصنوعة من سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم تتمتع بمقاومة تآكل ممتازة، إلا أنه لا بد من تطبيق طلاء إضافي نظرًا للظروف البحرية القاسية التي تؤثر على المواد بشكل كبير. تحتوي مياه البحر على كمية كبيرة من الأملاح وأيونات الكلوريد التي تسهم في تسريع عملية التآكل الكهروكيميائي للمعادن، كما أن الضباب الملحي والهواء الرطب والأشعة فوق البنفسجية قد تؤدي إلى تدمير الطبقة الواقية على سطح الهيكل. بالإضافة إلى ذلك، فإن التصاق الكائنات البحرية يزيد من الضغط التآكلي على الأسطح. لذلك، لضمان الاستقرار والقدرة على التحمل على المدى الطويل للهياكل في البيئة البحرية، عادة ما يتم إضافة طبقة طلاء مضادة للتآكل مثل طلاء الجرافيت منخفض المعالجة السطحية على سبيل المثال لتشكيل طبقة حماية فعالة، مما يساهم في تمديد العمر الافتراضي للهيكل وتوفير مقاومة متعددة للعوامل التآكلية في البيئة البحرية.

الجدول 2.1: هياكل الطاقة الشمسية المصنوعة من سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم باستخدام تقنية الحماية من التآكل من الجيل الرابع

الجدول 2.2: هياكل الطاقة الشمسية المصنوعة من سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم باستخدام تقنية الطلاء المسحوق

الأداء طويل الأمد: الطلاء بالمسحوق الساخن يشكل حماية عازلة لطبقة الزنك ويعزز تأثير الحماية الكاثودية للطبقة المغلفة بالزنك والألمنيوم والمغنيسيوم؛ الأداء البيئي: خالي من المواد المتطايرة (VOC)، لا يحتوي على نفايات صلبة أو مركبات عضوية قابلة للتفاعل؛ القدرة على الإنتاج الواسع: مناسبة للاستخدام في خطوط الإنتاج التلقائية، مما يزيد من الكفاءة ويسهل مراقبة الجودة؛ التغطية الجيدة: يشكل الطلاء طبقة كاملة على الحواف، مما يمنع حدوث التآكل في المناطق الضعيفة.

III. الحوامل الفولاذية الكربونية للأنظمة الفوتوفولطية

الحوامل الفولاذية الكربونية للأنظمة الفوتوفولطية هي هيكل مصنوع من الفولاذ الكربوني، وعادةً ما يستخدم الفولاذ من نوع Q235. يشمل ذلك أنواعًا مختلفة من الفولاذ مثل العوارض على شكل حرف I، العوارض الزاويّة، القضبان الزاوية، القضبان الدائرية، القضبان المربعة، فولاذ C وفولاذ H. يتم استخدام الحوامل الفولاذية الكربونية على نطاق واسع في الأنظمة الفوتوفولطية السكنية والصناعية ومحطات الطاقة الشمسية بسبب أدائها المستقر، وتقنية التصنيع الناضجة، وقدرتها العالية على التحمل وسهولة تركيبها.

في البيئة البحرية، تتطلب الحوامل الفولاذية الكربونية للأنظمة الفوتوفولطية تغطية الطلاء لأن النشاط التآكلي في البيئة البحرية قوي جدًا. تسرع الأملاح والأيونات الكلورية في مياه البحر من العملية الكهروكيميائية لتآكل المعادن، ويمكن أن تتسبب رذاذ الملح، والهواء الرطب، والأشعة فوق البنفسجية في تدمير سطح الحوامل، مما يؤدي إلى تدهور الطلاء الواقعي. بالإضافة إلى ذلك، يزيد التفاعل مع الكائنات البحرية من الضغط التآكلي. يساعد الطلاء على تكوين طبقة واقية على سطح الحوامل الفولاذية، مما يمنع التأثير المستمر للعوامل التآكلية ويطيل عمر الحوامل، مما يضمن عمل النظام الفوتوفولطي بشكل مستقر على مدى فترة طويلة.

الجدول 3.1 استخدام الطلاء من الجيل الثاني للحوامل الفولاذية الكربونية

يوفر النظام المكون من ثلاث طبقات حماية ممتازة ضد التآكل، حيث يحتوي الطلاء الأول من الإيبوكسي الزنك على كمية كبيرة من مسحوق الزنك لضمان الحماية الكاثودية للحوامل. تشكل الطبقة الوسيطة المكونة من أكسيد الحديد الدقيق حاجزًا كثيفًا يعزل الأوكسجين والرطوبة بشكل فعال. يوفر الطلاء الأعلى البوليميري الحماية الممتازة ضد الظروف الجوية والعوامل الكيميائية، مما يحمي من الأشعة فوق البنفسجية، وتآكل الأمطار، والعوامل البيئية الأخرى.

الجدول 3.2 استخدام الطلاء من الجيل الرابع للحوامل الفولاذية الكربونية

الهيكل المرتبط بالجرافين يسمح بحركية عالية للإلكترونات، مما يوفر توصيلًا جيدًا بين جزيئات الزنك. هذا يسهل الاتصال الكهروكيميائي بين جزيئات الزنك في الطلاء والقاعدة الفولاذية المعالجة باستخدام التنظيف بالرمل أو التفجير بالرمل، مما يشكل شبكة موصلة. مقاومة الجرافين للعوامل المسببة للتآكل، بالإضافة إلى التفاعل التآزري، يعزز الخصائص الكاثودية والحاجزية.

I. وظيفة محطة رفع الجهد لمحطة الطاقة الشمسية

محطة رفع الجهد هي عنصر أساسي في نظام الطاقة الشمسية، حيث تقوم بتحويل التيار المستمر الذي يتم توليده من الألواح الشمسية إلى تيار متردد عالي الجهد لنقله لمسافات طويلة. تشمل الوظائف الرئيسية لمحطة رفع الجهد:

الرفع: تحويل التيار المستمر المنخفض الجهد الذي يتم توليده من الألواح الشمسية إلى تيار متردد عالي الجهد لنقله لمسافات طويلة.

الاتصال بالشبكة: تضمن الاتصال المستقر لمحطة الطاقة الشمسية بالشبكة العامة، مع ضبط الجهد والتردد ليتوافق مع معايير الشبكة.

زيادة كفاءة إنتاج الطاقة: من خلال رفع الجهد، يتم تقليل التيار أثناء النقل، مما يقلل من الفقد في الخط ويزيد من كفاءة إنتاج الطاقة الإجمالية.

II. مكونات محطة رفع الجهد لمحطة الطاقة الشمسية

المحول العكسي: يقوم بتحويل التيار المستمر الذي يتم توليده من الألواح الشمسية إلى تيار متردد.

المحول الزيتى: تشمل العوامل الرئيسية التي تسبب التآكل على الجدران الداخلية للمحول التآكل الكيميائي، والتآكل الكهروكيميائي، والتآكل الميكروبيولوجي، وتآكل الإجهاد الناتج عن التقلبات الحرارية، والعوامل الخارجية. يحدث التآكل الكيميائي عادة نتيجة للمواد الحمضية التي تتكون من أكسدة زيت المحول؛ أما التآكل الكهروكيميائي فيحدث عند تلامس الأجزاء المعدنية المختلفة مع الرطوبة؛ التآكل الميكروبيولوجي ينتج عن النشاط الأيضي للكائنات الدقيقة في الزيت؛ التآكل الناتج عن التقلبات الحرارية يرتبط بالتمدد والانكماش الحراري لزيت المحول؛ العوامل الخارجية، وخاصة الرطوبة العالية وملوحة المناخ الساحلي، تسرع هذه العملية. علاوة على ذلك، تزيد التقلبات الحرارية والأضرار التي تلحق بالطلاء الواقي من خطر التآكل.

المعدات التوزيعية: تشمل مفاتيح الفصل الآلية، العوازل، مفاتيح التأريض، المحولات الحالية، المحولات الجهدية، أجهزة التفريغ، القضبان والأجهزة الأخرى المستخدمة في التحكم وحماية النظام الكهربائي.

نظام التحكم: يقوم بمراقبة وتنظيم حالة تشغيل نظام الإمداد بالطاقة.

الجدول 1: تقنية طلاء الجدران الداخلية للمحول

عند طلاء الجدران الداخلية للمحول الزيتى، يجب مراعاة اختيار طلاء من نوع الإبوكسي المقاوم للزيت والحرارة؛ التأكد من نظافة الجدار الداخلي وعدم وجود صدأ؛ المعالجة السطحية حتى الخشونة المطلوبة؛ التحكم في بيئة الطلاء لضمان الرطوبة والحرارة المناسبة؛ التأكد من سماكة الطلاء بشكل متساوٍ وعدم وجود طلاء ناقص؛ في حالة الطلاء ذو المكونات المزدوجة، يجب خلطه بالنسب المحددة واستخدامه في الوقت المناسب؛ بعد الطلاء يجب أن يتم تماسك الطلاء بشكل كامل وتجنب الصدمات؛ إجراء

الجدول 2: تقنية الطلاء للحماية ضد التآكل للجدار الخارجي للمحول

الجدران الخارجية للمحول الزيتى في البيئة البحرية تتعرض للتآكل الكيميائي، والتآكل الكهروكيميائي، والتآكل البيولوجي. هذه الأنواع من التآكل تتسارع بسبب الرطوبة العالية، والملوحة، والتقلبات في درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تلف طبقة الطلاء أو العيوب في المواد إلى تسريع عملية التآكل. لمواجهة هذه التحديات، يجب اختيار مواد طلاء مقاومة للعوامل الجوية، مع ضمان الصيانة والفحص الدوري للطلاء المختار، واستخدام مواد مقاومة للتآكل لزيادة عمر المعدات وضمان سلامتها التشغيلية.

في عملية التشغيل اليومية لأطر الألواح الشمسية البحرية، لا مفر من مواجهة مشكلة تلف الطبقة الجلفنة. ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى الأضرار الميكانيكية التي تحدث أثناء التثبيت، والنقل، والصيانة، أو التآكل الطبيعي الناجم عن التعرض طويل الأمد للبيئة الخارجية. بمجرد تلف الطبقة الجلفنية، فإنها تفقد دورها في حماية التآكل، مما يؤثر على السلامة الهيكلية وعمر الخدمة لإطار الألواح الشمسية. لذلك، من الضروري إصلاح الطبقة الجلفنية التالفة بشكل فعال وفي الوقت المناسب.

1. نظرة عامة على مشاكل التشغيل اليومية

عادة ما تستخدم الأطر الشمسية عملية الجلفنة الساخنة لتوفير الحماية ضد التآكل. ومع ذلك، في التطبيق الفعلي، قد تظهر أضرار أو تآكل موضعي للطبقة الجلفنية لعدة أسباب. على سبيل المثال، قد يؤدي القطع، اللحام، والعمليات الأخرى إلى تلف تكامل الطبقة الجلفنية، كما أن التعرض الطويل لأشعة الشمس والأمطار يمكن أن يتسبب في تدهور الطبقة الجلفنية. إذا لم يتم حل هذه المشاكل، فإنها ستؤثر بشكل مباشر على استقرار وموثوقية إطار الألواح الشمسية.

2. خصائص الطلاء بالزنك البارد

لمعالجة هذه المشاكل، أصبح طلاء الزنك البارد من DreamZinc مادة إصلاح فعالة وسريعة، مما يجعله خيارًا مثاليًا. يحتوي الطلاء على تركيز عالٍ من مسحوق الزنك، مما يوفر حماية كاثودية، حيث يستمر في حماية المادة المعدنية حتى إذا تضررت الطبقة. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يحتوي على المزايا التالية:

- سهولة التطبيق: لا حاجة للأجهزة الحرارية، يمكن رشه أو دهنه مباشرة في الموقع.

- توافق جيد: يمكن تطبيقه مباشرة على سطح الجلفنة الساخنة النظيفة دون الحاجة إلى معالجة مسبقة.

- تجفيف سريع: يجف بسرعة مما يقلل من وقت الإصلاح ويقلل من خسائر التوقف.

- مقاومة جيدة للعوامل الجوية: يتمتع بمقاومة جيدة للعوامل الجوية والمواد الكيميائية، مما يجعله قادرًا على الحفاظ على الاستقرار في البيئات القاسية.

3. خطوات تطبيق طلاء الزنك البارد

1. تحضير السطح: قم بإزالة المنتجات التآكلية والشوائب من المناطق التالفة، وتأكد من أن السطح نظيف وجاف.

2. تطبيق طلاء الزنك البارد: اختر الأداة المناسبة (مثل الرشاش أو الفرشاة) وفقًا للمساحة التي تحتاج إلى إصلاح، وقم بتطبيق طلاء الزنك البارد DreamZinc بشكل متساوٍ.

3. الفحص والتجفيف: بعد التطبيق، تحقق من تجانس الطبقة وتمامها، وتأكد من جفافها بالكامل.

4. المعالجة اللاحقة: لتحسين الأداء الوقائي، يمكن تطبيق طبقة إضافية من الطلاء الواقي فوق طلاء الزنك البارد.

4. الجدول 1: مواصفات طلاء الزنك البارد

5. الاستنتاج

إن استخدام طلاء الزنك البارد DreamZinc لإصلاح الطبقة الجلفنية على إطارات الألواح الشمسية لا يقتصر فقط على حل مشكلة الأضرار الموضعية بسرعة وفعالية، بل يعزز بشكل كبير من مقاومة التآكل ويطيل عمر الأطر بشكل عام. هذه الطريقة بسيطة وفعالة، مما يقلل من تكاليف الصيانة ويعد أحد الوسائل الهامة في صيانة وتشغيل إطارات الألواح الشمسية. مع تقدم التكنولوجيا واستخدام المواد الجديدة، سيلعب طلاء الزنك البارد DreamZinc دورًا أكبر في مجال حماية الأطر الشمسية.