Saudi Arabian panel fotovoltaikoak garbitzeko makinen aplikazio eta praktika berritzaileak

Mundu osoan eguzki-energia baliabide ugarienak dituzten herrialdeetako bat izanik, Saudi Arabia indarrez garatzen ari da bere energia fotovoltaikoaren sorkuntza industria, energia egituraren eraldaketa bultzatzeko. Hala ere, basamortu eskualdeetan maiz gertatzen diren hareazko ekaitzek hauts metaketa handia eragiten dute panel fotovoltaikoen gainazaletan, eta horrek nabarmen murrizten du energia sortzeko eraginkortasuna, eta faktore gakoa da eguzki-energia zentralaren onura ekonomikoak mugatzen dituena. Artikulu honek sistematikoki aztertzen du panel fotovoltaikoen garbiketa makinen aplikazio egoera Saudi Arabian, Txinako teknologia enpresek garatutako garbiketa-irtenbide adimendunek basamortu ingurune muturrekoen erronkei nola aurre egiten dieten arreta jarriz. Hainbat kasu-azterketaren bidez, haien abantaila teknikoak eta onura ekonomikoak erakusten ditu. Itsaso Gorriaren kostaldetik NEOM hirira, eta panel fotovoltaiko finko tradizionaletatik jarraipen-sistemetara, garbiketa-gailu adimendun hauek Saudi Arabiako panel fotovoltaikoen mantentze-ereduak birmoldatzen ari dira, eraginkortasun handiarekin, ura aurrezteko ezaugarriekin eta automatizazio gaitasunekin, eta, aldi berean, Ekialde Hurbilean energia berriztagarrien garapenerako paradigma teknologiko errepikagarriak eskaintzen dituzte.

Hautsaren erronkak eta garbiketa beharrak Saudi Arabiako PV industrian

Saudi Arabiak eguzki-energia baliabide bikainak ditu, urtean 3.000 eguzki-ordu baino gehiagorekin eta 2.200 TWh/urteko potentzial teorikoa duen fotovoltaiko sorkuntza-energia fotovoltaikoaren garapenerako, eta horrek munduko eskualde itxaropentsuenetako bat bihurtzen du energia fotovoltaikoaren garapenerako. "2030eko Ikuspegia" estrategia nazionalak bultzatuta, Saudi Arabiak energia berriztagarrien hedapena bizkortzen ari da, 2030erako 58,7 GW-ko potentzia berriztagarria lortzeko helburuarekin, eta eguzki-energia fotovoltaikoak izango du gehiengoa. Hala ere, Saudi Arabiako basamortu zabalak eguzki-instalazioetarako leku zabala eskaintzen duen arren, funtzionamendu-erronka bereziak ere baditu: hauts-metaketak eraginkortasun-galerak dakartza.

Ikerketek adierazten dute Arabiar penintsulako zenbait tokitan panel fotovoltaikoek eguneko energia-sorkuntzaren % 0,4-0,8 gal dezaketela hauts-kutsaduraren ondorioz, eta galerak % 60tik gorakoak izan daitezkeela harea-ekaitz larrietan. Eraginkortasunaren beherakada honek zuzenean eragiten die planta fotovoltaikoen etekin ekonomikoei, eta moduluen garbiketa basamortuko panel fotovoltaikoen mantentze-lanen osagai nagusi bihurtzen du. Hautsak hiru mekanismo nagusiren bidez eragiten die panel fotovoltaikoei: lehenik, hauts-partikulek eguzki-argia blokeatzen dute, eguzki-zelulek fotoien xurgapena murriztuz; bigarrenik, hauts-geruzek hesi termikoak eratzen dituzte, moduluen tenperaturak handituz eta bihurketa-eraginkortasuna are gehiago murriztuz; eta hirugarrenik, hauts jakin batzuetan dauden osagai korrosiboek epe luzerako kalteak eragin ditzakete beirazko gainazaletan eta metalezko markoetan.

Saudi Arabiako klima-baldintza bereziek areagotu egiten dute arazo hau. Saudi Arabiako mendebaldeko Itsaso Gorriko kostaldeko eskualdeak ez du hauts asko bakarrik jasaten, baita gazitasun handiko airea ere, eta horrek gatz-hauts nahasketa itsaskorrak sortzen ditu moduluen gainazalean. Ekialdeko eskualdeak hareazko ekaitz maiz izaten ditu, eta horiek hauts geruza lodiak utzi ditzakete panel fotovoltaikoetan denbora gutxian. Horrez gain, Saudi Arabiak ur eskasi handia du, edateko uraren % 70 gatzgabetzearen menpe baitago, eta horrek eskuzko garbiketa-metodo tradizionalak garestiak eta jasanezinak bihurtzen ditu. Faktore horiek guztiek eskaera premiazkoa sortzen dute PV garbiketa-irtenbide automatizatu eta ur-eraginkorrenetarako.

Taula: Saudi Arabiako eskualde ezberdinetako panel fotovoltaikoen kutsadura-ezaugarrien konparaketa

Industriaren arazo honi aurre egiteko, Saudi Arabiako energia fotovoltaikoaren merkatua eskuzko garbiketatik garbiketa automatizatu adimendunera igarotzen ari da. Eskuzko metodo tradizionalek muga argiak dituzte Saudi Arabian: alde batetik, basamortuko kokapen urrunek lan-kostuak izugarri altuak bihurtzen dituzte; bestetik, uraren eskasiak presio handiko garbiketaren erabilera handian eragozten du. Kalkuluen arabera, urruneko instalazioetan, eskuzko garbiketa-kostuak urtean 12.000 dolar irits daitezke MW bakoitzeko, eta ur-kontsumo handia Saudi Arabiako ur-kontserbazio estrategiekin gatazkan dago. Aitzitik, garbiketa-robot automatizatuek abantaila nabarmenak erakusten dituzte, lan-kostuen % 90 baino gehiago aurrezten baitute, eta, aldi berean, uraren erabilera optimizatzen dute garbiketa-maiztasunaren eta intentsitatearen kontrol zehatzaren bidez.

Saudi Arabiako gobernuak eta sektore pribatuak garbiketa-teknologia adimendunen garrantzia aitortzen dute, eta berariaz sustatu dituzte irtenbide automatizatuak Energia Berriztagarrien Programa Nazionalean (NREP). Politika-norabide honek garbiketa-roboten adopzioa bizkortu du Saudi Arabiako merkatu fotovoltaikoetan. Txinako teknologia-enpresak, beren produktu helduekin eta basamortuko aplikazioen esperientzia zabalarekin, Saudi Arabiako garbiketa-merkatu fotovoltaikoko hornitzaile nagusi bihurtu dira. Adibidez, Renoglean Technology-k, Sungrow-en ekosistema-bazkideak, 13 GW baino gehiagoko garbiketa-roboten eskaerak lortu ditu Ekialde Hurbilean, eta Saudi Arabian garbiketa-irtenbide adimendunen merkatu-lider bihurtu da.

Garapen teknologikoaren ikuspegitik, Saudi Arabiako PV garbiketa merkatuak hiru joera argi erakusten ditu: lehenik, funtzio bakarreko garbiketatik eragiketa integratuetara eboluzioa, robotek gero eta gehiago ikuskapen eta puntu beroak detektatzeko gaitasunak barneratzen dituztela; bigarrenik, inportatutako irtenbideetatik egokitzapen lokalizatuetara igarotzea, Saudi Arabiako klimarako pertsonalizatutako produktuekin; eta hirugarrenik, eragiketa autonomotik sistemaren lankidetzara igarotzea, jarraipen sistemekin eta O&M plataforma adimendunekin sakonki integratuz. Joera hauek guztiek Saudi Arabiako PV mantentze-lanak garapen adimentsu eta eraginkorrerantz bultzatzen dituzte, "2030 Ikuspegia"-ren arabera energia berriztagarrien helburuak lortzeko berme teknikoa emanez.

PV Garbiketa Roboten Ezaugarri Teknikoak eta Sistemaren Osaera

Saudi Arabiako basamortuko inguruneetarako irtenbide teknologiko gisa, PV garbiketa-robot adimendunek ingeniaritza mekanikoan, materialen zientzian eta gauzen interneteko teknologietan berrikuntzak integratzen dituzte. Garbiketa-metodo tradizionalen aldean, sistema robotiko modernoek abantaila tekniko nabarmenak erakusten dituzte, lau helbururen inguruan oinarritutako diseinu nagusiekin: hauts-kentze eraginkorra, uraren kontserbazioa, kontrol adimenduna eta fidagarritasuna. Saudi Arabiako basamortuko klima muturrekoaren pean, ezaugarri hauek bereziki kritikoak dira, epe luzerako mantentze-kostuetan eta energia-sorkuntzaren diru-sarreretan zuzenean eragiten baitute.

Ikuspegi mekanikotik, Saudi Arabiako merkaturako garbiketa-robotak bi kategoriatan sailkatzen dira batez ere: errailetan muntatutakoak eta autopropultsatuak. Errailetan muntatutako robotak normalean panel fotovoltaikoen euskarrietara finkatzen dira, errailen edo kable-sistemen bidez gainazal osoa estaltzen baitute; aproposak lurrean muntatutako instalazio handietarako. Autopropultsatutako robotek mugikortasun handiagoa eskaintzen dute, teilatuko panel fotovoltaiko banatuetarako edo lur konplexuetarako egokiak. Saudi Arabian asko erabiltzen diren bi aurpegiko moduluetarako eta jarraipen-sistemetarako, Renoglean bezalako fabrikatzaile nagusiek "zubi-teknologia" berezia duten robot espezializatuak garatu dituzte, garbiketa-sistemen eta jarraipen-mekanismoen arteko koordinazio dinamikoa ahalbidetzen duena, garbiketa eraginkorra bermatuz panelek angeluak doitzen dituztenean ere.

Garbiketa-mekanismoen osagai nagusien artean daude biraketa-eskuilak, hautsa kentzeko gailuak, transmisio-sistemak eta kontrol-unitateak. Saudi Arabiako merkatuaren eskaerek etengabeko berrikuntza bultzatu dute pieza hauetan: ultra-finen eta karbono-zuntzezko konpositezko eskuila-zurdek eraginkortasunez kentzen dute gatz-hauts itsaskorra moduluen gainazalak urratu gabe; autolubrifikaziozko errodamenduek eta zigilatutako motorrek epe luzerako fidagarritasuna bermatzen dute ingurune hareatsuetan; integratutako presio handiko aire-puzgailuek zikinkeria egoskorra jorratzen dute uraren erabilera minimizatuz. Renogleanen PR200 modeloak "autogarbiketa" eskuila-sistema bat ere badu, funtzionamenduan zehar pilatutako hautsa automatikoki kentzen duena, garbiketa-errendimendu koherentea mantenduz.

• Hauts-kentze eraginkorra: Garbiketa-eraginkortasuna >99,5%, funtzionamendu-abiadura 15-20 metro/minutu
• Kontrol Adimenduna: IoT urruneko monitorizazioa, garbiketa-maiztasun programagarria eta bideak onartzen ditu
• Ingurumen-egokitzapena: Funtzionamendu-tenperatura tartea -30 °C eta 70 °C artean, IP68 babes-maila
• Ura aurrezteko diseinua: batez ere garbiketa lehorra, aukerako ur-laino minimoa, eskuzko garbiketa-uraren % 10 baino gutxiago erabiliz
• Bateragarritasun handia: Aurpegi bakarreko/biko moduluetara, ardatz bakarreko jarraitzaileetara eta hainbat muntaketa-sistematara egokitzen da

Trakzio- eta potentzia-sistemek funtzionamendu fidagarria eskaintzen dute. Saudi Arabiako eguzki-argi ugariak baldintza idealak eskaintzen ditu eguzki-energiaz elikatzen diren garbiketa-robotentzat. Modelo gehienek potentzia bikoitzeko sistemak erabiltzen dituzte, eraginkortasun handiko panel fotovoltaikoak litiozko bateriekin konbinatuz, egun lainotsuetan funtzionamendua bermatuz. Bereziki, udako bero muturrekoari aurre egiteko, fabrikatzaile nagusiek bateriaren kudeaketa termikoko sistema bereziak garatu dituzte, fase-aldaketako materialak eta hozte aktiboa erabiliz funtzionamendu-tenperatura seguruak mantentzeko, bateriaren iraupena nabarmen luzatuz. Trakzio-motorrentzat, eskuilarik gabeko korronte zuzeneko motorrak (BLDC) nahiago dira, eraginkortasun handiagatik eta mantentze-lan gutxi behar dutelako, zehaztasun-erreduzitzaileekin lan eginez lur hareatsuetan trakzio nahikoa emateko.

Kontrol-sistema adimendunak robotaren "garun" gisa balio dute eta bereizketa teknologiko nabarmenena adierazten dute. Garbiketa-robot modernoek normalean hainbat ingurumen-sentsore dituzte, hauts-metaketa, eguraldi-baldintzak eta moduluaren tenperatura denbora errealean kontrolatzen dituztenak. Adimen artifizialaren algoritmoek garbiketa-estrategiak dinamikoki egokitzen dituzte datu horien arabera, programatutako garbiketatik eskaeraren araberako garbiketara aldatuz. Adibidez, harea-ekaitzen aurretik garbiketa areagotuz eta euriaren ondoren tarteak luzatuz. Renogleanen "Cloud Communication Control System"-ek planta-mailako robot anitzen koordinazioa ere onartzen du, garbiketa-jarduerek eragindako energia-sorkuntzaren etenaldi beharrezkoak saihestuz. Ezaugarri adimendun hauek garbiketa-robotei errendimendu optimoa mantentzea ahalbidetzen diete Saudi Arabiako klima aldakorra izan arren.

Komunikaziorako eta datuen kudeaketarako sare-arkitektura ere optimizatu da Saudi Arabiako baldintzetarako. PV planta handi askoren basamortuko kokapen urrunak eta azpiegitura eskasak kontuan hartuta, garbiketa-robot sistemek sare hibridoak erabiltzen dituzte: irismen laburra LoRa edo Zigbee sarearen bidez, irismen luzea 4G/satelitearen bidez. Datuen segurtasunari dagokionez, sistemek tokiko biltegiratze enkriptatua eta hodeiko babeskopiak onartzen dituzte, Saudi Arabiako datuen inguruko araudi gero eta zorrotzagoak betez. Operadoreek robot guztiak denbora errealean kontrolatu ditzakete mugikorretarako aplikazioen edo web plataformen bidez, akatsen alertak jaso eta parametroak urrunetik doitu ditzakete, kudeaketa-eraginkortasuna asko hobetuz.

Iraunkortasun handiko diseinuari dagokionez, garbiketa-robotak bereziki optimizatu dira, materialaren hautaketatik hasi eta gainazalaren tratamenduraino, Saudi Arabiako tenperatura altuko, hezetasun handiko eta gatz handiko inguruneetarako. Aluminiozko aleaziozko markoek anodizazioa jasaten dute, konektore kritikoek altzairu herdoilgaitza erabiltzen dute Itsaso Gorriko kostaldeko gatzaren korrosioari aurre egiteko; osagai elektroniko guztiek babes industrialaren estandarrak betetzen dituzte, harea sartzearen aurkako zigilatze bikainarekin; bereziki formulatutako gomazko errailek edo pneumatikoek elastikotasuna mantentzen dute bero handian, basamortuko tenperatura aldaketek eragindako materialaren zahartzea saihestuz. Diseinu hauei esker, garbiketa-robotek 10.000 ordutik gorako akatsen arteko batez besteko denbora (MTBF) lor dezakete Saudi Arabiako baldintza gogorretan, mantentze-lanen bizi-zikloaren kostuak nabarmen murriztuz.

Saudi Arabian PV garbiketa-roboten aplikazio arrakastatsua tokiko zerbitzu-sistemen menpe dago. Renoglean bezalako fabrikatzaile nagusiek ordezko piezen biltegiak eta prestakuntza teknikoko zentroak ezarri dituzte Saudi Arabian, tokiko mantentze-taldeak landuz erantzun azkarra lortzeko. Saudi Arabiako kultura-ohiturak egokitzeko, interfazeak eta dokumentazioa arabieraz daude eskuragarri, mantentze-egutegiak jaiegun islamikoetarako optimizatuta. Lokalizazio-estrategia sakon honek ez du bezeroen gogobetetasuna hobetzen bakarrik, baita oinarri sendoa ezartzen ere Txinako garbiketa-teknologia adimendunak Ekialde Hurbileko merkatuetan hedatzen jarraitzeko.

Adimen Artifizialaren eta Gauzen Interneten aurrerapenekin, PV garbiketa-robotak garbiketa-tresna soiletatik O&M nodo adimendunetara eboluzionatzen ari dira. Belaunaldi berriko produktuek orain diagnostiko-ekipoak integratzen dituzte, hala nola irudi termikoen kamerak eta IV kurba-eskanerrak, osagaien osasun-egiaztapenak eginez garbiketan zehar; makina-ikaskuntzako algoritmoek epe luzeko garbiketa-datuak aztertzen dituzte hauts-metatze-ereduak eta moduluen errendimenduaren degradazioa aurreikusteko. Funtzio zabaldu hauek garbiketa-roboten eginkizuna areagotzen dute Saudi Arabiako PV plantetan, pixkanaka kostu-zentroetatik balio-sortzaile bihurtuz, planten inbertitzaileentzat etekin gehigarriak eskaintzen dituztenak.

Itsaso Gorriaren kostaldeko PV plantan garbiketa adimendunaren aplikazio kasua

400 MW-ko Itsaso Gorri PV Proiektua, Saudi Arabiako eguzki-instalazio handi goiztiarra izanik, eskualdeko gazitasun eta hezetasun handiko arazo tipikoei aurre egin behar izan zien, eta Txinako garbiketa-teknologia adimendunaren kasu garrantzitsu bihurtu zen Saudi Arabian. ACWA Power-ek garatua, proiektua Saudi Arabiako "2030 Ikuspegia" energia berriztagarrien planen osagai nagusia da. Kokapenak klima-baldintza bereziak ditu: urteko batez besteko tenperaturak 30 °C-tik gorakoak dira, hezetasun erlatiboa % 60tik gorakoa da etengabe, eta gatzez aberatsa den aireak erraz sortzen ditu gatz-hauts azal tematiak panel fotovoltaikoetan; garbiketa-metodo tradizionalak eraginkorrak eta garestiak diren baldintzak dira.

Erronka horiei aurre egiteko, proiektuak azkenean Renogleanen garbiketa-irtenbide pertsonalizatua hartu zuen, PR serieko fotovoltaiko garbiketa-robotetan oinarrituta, gatz-inguruneetarako bereziki diseinatutako hainbat berrikuntza teknologiko barneratuz: korrosioarekiko erresistenteak diren titaniozko aleaziozko markoek eta zigilatutako errodamenduek gatzak osagai kritikoetan eragindako kalteak saihesten dituzte; bereziki tratatutako eskuila-zuntzek gatz-partikulak xurgatzea eta bigarren mailako kutsadura saihesten dituzte garbiketan zehar; kontrol-sistemek hezetasun-sentsoreak gehitu dituzte garbiketa-intentsitatea automatikoki doitzeko hezetasun handiko egoeran, emaitza optimoak lortzeko. Aipagarria da proiektuaren garbiketa-robotek munduko fotovoltaiko industriaren korrosioaren aurkako ziurtagiri gorena jaso zutela, garai hartan Ekialde Hurbileko garbiketa-irtenbide teknikoki aurreratuena izanik.

Itsaso Gorri proiektuaren garbiketa sistemaren hedapenak ingeniaritza moldagarritasun bikaina erakutsi zuen. Kostaldeko zimendu bigunek asentamendu irregularra eragin zuten multzo batzuen euskarrietan, eta horrek ±15 cm-ko trenbideen lautasunaren desbideratzeak eragin zituen. Renoglean-eko talde teknikoak esekidura sistema moldagarriak garatu zituen, garbiketa robotek altuera desberdintasun horietan leunki funtziona dezaten, garbiketa estaldura lurrak eraginik izan gabe bermatuz. Sistemak diseinu modularrak ere hartu zituen, robot unitate bakarrek 100 metro inguruko multzo sekzioak estaltzen zituztelarik; unitateek modu independentean funtziona zezaketen edo kontrol zentralaren bidez koordinatu, planta osoaren kudeaketa eraginkorra lortzeko. Arkitektura malgu honek etorkizuneko hedapena asko erraztu zuen, garbiketa sistemaren gaitasuna plantaren gaitasunarekin batera hazi ahal izan baitzen.

Jarri harremanetan Honde Technology Co., LTD.-rekin.

Email: info@hondetech.com

Enpresaren webgunea:www.hondetechco.com

Telefonoa: +86-15210548582