Kā izvēlēties titāna komponentus utilītu{0}}mēroga saules enerģijas projektiem

Kā izvēlēties titāna komponentus utilītu{0}}lieliem saules enerģijas projektiem

Komunālo pakalpojumu{0}}mēroga saules enerģijas ferma darbojas 25-30 gadus. Montāžas konstrukcijas, izsekotāju komponenti un dzesēšanas sistēmas saskaras ar UV degradāciju, sāls izsmidzināšanu, mitruma ciklu un augsnes koroziju katru dienu šī mūža laikā. Titāna sakausējuma komponenti saules enerģijas iekārtām maksā 3-5 reizes vairāk nekā iepriekš cinkotais tērauds, taču tiem nav nepieciešama atkārtota cinkošana, pārkrāsošana vai nomaiņa projekta dzīves cikla laikā. Šajā rokasgrāmatā ir apskatīta pakāpes izvēle (2. klase pret 5. klasi pret 7. klasi), reģionālās specifikācijas Vācijai/Japānai/Indijai/Dienvidaustrumāzijai un 7 verifikācijas dokumenti, kas jāpieprasa no piegādātāja pirms pasūtījuma veikšanas.

Kur titāns iederas utilītajā{0}}mērogā saules enerģijā

Lietderīgos{0}}saules projektos tiek izmantots titāns trīs komponentu kategorijās: montāžas un konstrukcijas aparatūra, saules enerģijas izsekošanas mehānismi un dzesēšanas/siltuma pārneses sistēmas. Ne katrs komponents attaisno titānu{2}}materiāls iegūst savu vietu, kur cinkotais tērauds vai alumīnijs sasniedz kalpošanas laika ierobežojumus pirms projekta 25 gadu PPA termiņa beigām.

Lēmums ir atkarīgs no viena mainīgā lieluma: nomaiņas izmaksas darbības laikā. Ja komponenta nomaiņai ir jāizjauc bloki, jāizslēdz invertori vai jānosūta brigādes uz attālām vietām, lētāka materiāla dzīves cikla izmaksas pārsniedz titāna sākotnējās izmaksas. Ja sastāvdaļa ir viegli pieejama un maināma, cinkots tērauds vai alumīnijs joprojām ir ekonomiska izvēle.

Komponenti, kas garantē titānu: izsekotāja piedziņas sviras (cikliskā slodze + ekspozīcija), piekrastes stiprinājumi (hlorīda iedarbība uz cinka pārklājumiem) un dzesēšanas cilpas caurules koncentrētās saules enerģijas (CSP) iekārtās, kur dzesēšanas šķidruma ķīmija uzbrūk oglekļa tēraudam. Šiem lietojumiem titāna sakausējuma komponenti saules enerģijas iekārtām nodrošina tādu kalpošanas laiku, kādu nesasniedz tērauds un alumīnijs.

Pakāpju izvēle: 2. klase pret 5. klasi un 7. klase

Trīs titāna kategorijas aptver 95% saules infrastruktūras lietojumu. Atšķirība nav kvalitāte-, bet ķīmiskās un mehāniskās īpašības, kas atbilst noteiktām slodzēm un videi.

Īpašums	2. klase (KP)	5. klase (Ti-6Al-4V)	7. klase (Ti-0,2Pd)
ASTM standarts	B348/B338	B348/B381	B348/B338
Stiepes izturība (MPa)	345	950	345
Ražas stiprums (MPa)	275	880	275
Izturība pret koroziju	Labi (vispārīgi)	Labi (vispārīgi)	Superior (Cl⁻ + skābe)
Labākais saules enerģijas pielietojums	Montāžas, dzesēšanas caurules	Tracker sviras, konstrukcijas kronšteini	Piekrastes stiprinājumi, siltummaiņi
Relatīvās izmaksas	Pamatlīnija	+40-60%	+80-120%

2. pakāpe ir komerciāli tīrs titāns. Tas iztur vispārējo atmosfēras koroziju un tīra ūdens dzesēšanas cilpas. Montāžas sliedēm un nenesošām-slodzi-konstrukciju sastāvdaļām 2. klase nodrošina pietiekamu izturību par zemāko titāna cenu. Vēja izturība 275 MPa (atbilstoši ASTM B348) pārsniedz parastās vēja slodzes prasības fiksētām -slīpuma montāžas sistēmām.

5. klase (Ti-6Al-4V) ir aviācijas un kosmosa sakausējums. Alumīnija un vanādija papildinājumi palielina stiepes izturību līdz 950 MPa-3x augstākai nekā 2. pakāpei. Saules izsekotāja sviras ciklē tūkstošiem reižu dienā pēc saules; šai noguruma slodzei ir nepieciešama 5. pakāpes lielāka izturība. Izmantojot 2. pakāpes izsekotāja sviru, 5–8 gadu laikā pastāv noguruma plaisāšana pie sprieguma koncentrācijas.

7. pakāpē tiek pievienots 0,15-0,25% palādija. Pallādijs maina korozijas potenciālu, nodrošinot pasīvo plēves dzīšanu hlorīdu{7}}bagātā un skābā vidē. Piekrastes saules enerģijas fermām 5 km attālumā no sālsūdens 7. pakāpes stiprinājumi un siltummaiņa caurules novērš spraugas koroziju vītņu saknēs un cauruļu lokšņu savienojumos-līdz-— abās vietās, kur galu galā veidojas 2. pakāpes bedres.

Reģionālā specifikācija: Vācija, Japāna, Indija, Dienvidaustrumāzija

Ģeogrāfija virza titāna kvalitātes izvēli, izmantojot divus kanālus: atmosfēras hlorīda slodzi un augsnes ķīmiju. Vienam un tam pašam saules enerģijas saimniecības projektam ir nepieciešamas dažādas materiālu specifikācijas atkarībā no tā, kur tā ir uzbūvēta.

Vācija:Iekšzemes komunālo pakalpojumu{0}} mēroga projekti Bavārijā un Brandenburgā saskaras ar zemu hlorīda iedarbību (ISO 9223 kategorija C2-C3). Aparatūras montāžai pietiek ar 2. pakāpes titānu. Piekrastes projektos gar Ziemeļjūru un Baltijas jūru tiek ievērots tāds pats hlorīda protokols kā Japānas 7. pakāpes stiprinājumiem 5 km attālumā no krasta līnijas. Vācijas BImA un TÜV inspektoriem ir nepieciešama pilnīga materiālu sertifikācija (EN 10204 tips 3.1) konstrukcijas komponentiem, tostarp titānam.

Japāna:Lielākā daļa lietderības{0}}saules enerģijas Japānā atrodas 10 km attālumā no krasta līnijas. Typhoon{3}}vadāmais sāls aerosols nodrošina hlorīda slodzi 15–60 mg/m²/dienā (ISO 9223 kategorija C4–C5) vētras sezonā. 7. pakāpe ir standarts stiprinājumiem un atklātajiem strukturālajiem savienojumiem. Izsekošanas sviras piekrastes vietās stiprībai izmanto 5. klases stiprinājumus ar 7. klases stiprinājumiem montāžas vietās. JIS H 4600 (titāna loksne/plāksne) un JIS H 4607 (titāna caurule) ir Japānas standarti, kas līdzvērtīgi ASTM B348/B338 — apstipriniet, kuram standartam jūsu piegādātājs ir sertificēts.

Indija:Radžastānas un Gudžaratas tuksneša projekti saskaras ar lielu UV un termisko cikliskumu (no -5 grādi līdz 50 grādu ikdienas svārstības), taču minimāla hlorīda iedarbība ir piemērota -2. pakāpe. Piekrastes projektiem Tamil Nadu un Gudžaratā (Khambhatas līcī) ir nepieciešama 7. klase tādu pašu iemeslu dēļ kā Japānai. Indijas BIS sertifikācija pieņem ASTM un JIS standartus; pirms precizēšanas apstipriniet pieņemšanu ar savu EPC darbuzņēmēju.

Dienvidaustrumāzija:Tropu mitrums (75{1}}90% RH visu gadu) un piekrastes hlorīda slodze padara Dienvidaustrumāziju par visagresīvāko vidi saules enerģijas montāžas aparatūrai. Projektos Vjetnamā, Taizemē, Indonēzijā un Filipīnās 10 km rādiusā no krasta līnijas visiem atklātajiem stiprinājumiem jānorāda 7. pakāpe un izsekotāja svirām 5. pakāpe. Iekšzemes projektos (Taizemes ziemeļaustrumos, Vjetnamas ziemeļdaļā) fiksētai montāžai var izmantot 2. pakāpi. Musonu sezona nodrošina 3-6 mēnešus nepārtrauktas slapjās un sausās kustības, kas paātrina pārklājuma noārdīšanos uz cinkota tērauda-titāna pasīvā oksīda plēves, kas šādos apstākļos nesadalās.

Pieteikums-novērtējumu kartēšanai-

Tālāk esošajā tabulā ir attēlota izplatīta utilīta{0}}saules elementu mērogošana ieteicamajām titāna kategorijām, pamatojoties uz slodzes veidu un iedarbības vidi:

Komponents	Ieteicamā pakāpe	Kāpēc
Montāžas sliedes	2. pakāpe	Pietiekama izturība, zemākās izmaksas, vispārējā atmosfēras korozija OK
Tracker piedziņas sviras	5. pakāpe	Augsta noguruma izturība kustīgām slodzēm, 3x spēcīgāka par CP pakāpēm
Piekrastes stiprinājumi	7. klase	Pd pievienošana iztur hlorīda spraugas koroziju vītņu saskarnēs
Dzesēšanas siltummaiņa caurules	2. vai 7. klase	2. pakāpe tīram ūdenim; 7. pakāpe, ja dzesēšanas šķidrums satur hlorīdus

7 dokumenti, kas jāpieprasa pirms pasūtīšanas

Titāna piegādātājs bez pilnīgas sertifikācijas pārdod metālu ar etiķeti. Pirms ražošanas pasūtījuma veikšanas pieprasiet šos dokumentus:

1. Materiāla pārbaudes sertifikāts (EN 10204, tips 3.1 vai ASTM A960)-ar siltuma skaitli, ķīmisko sastāvu un mehāniskajām īpašībām

2. ASTM B348 (bārs) vai B338 (caurule) vai B381 (kalšana) atbilstība-ne tikai "titāns" rēķinā

3. Starpgranulu korozijas testa rezultāti (ASTM G67 Ti markām), ja lietojums ir saistīts ar skābu vidi

4. Izmēru pārbaudes ziņojums ar CMM datiem apstrādātām sastāvdaļām{0}}pielaides saskaņā ar ISO 2768-mK, ja vien nav norādīts citādi

5. Virsmas apdares specifikācija (Ra vērtība) ar mērīšanas metodi -kritiska komponentiem rotējošā vai slīdošā kontaktā

6. ISO 9001 kvalitātes vadības sistēmas sertifikācija-nevis uzņēmējdarbības licence, faktiskais KVS sertifikāts

7. Izcelsmes valsts sertifikāts un izejvielu izsekojamība{0}}titāna sūkļa avots ietekmē intersticiālo skābekļa saturu

Ja piegādātājs nesniedz 1.–3. punktu, piedāvājumā norādītā materiāla kategorija nav pārbaudāma. Jūs pērkat metālu ar etiķeti, nevis sertificētu titānu.

Izmaksu loģika: sākotnējās izmaksas salīdzinājumā ar dzīves cikla ietaupījumiem

Titāna kilograms maksā 3-5 reizes vairāk nekā karsti-cinkots tērauds. Bet salīdzinājums nav uz kilogramu, tas ir par kalpošanas gadu.

Cinkota tērauda montāžas sliedei Dienvidaustrumāzijas piekrastes vidē ir nepieciešama atkārtota-cinkošana vai nomaiņa 10-12. gadā. Aizstāšanas izmaksās ietilpst: materiāli, darbs, piekļuve celtnim, bloka demontāža un enerģijas ražošanas zudumi dīkstāves laikā. 100 MW saules enerģijas fermā 5000 montāžas sliežu nomaiņa izmaksā 180 000–250 000 USD tikai materiālu un darbaspēka dēļ, pirms tiek skaitīti zaudētie ražošanas ieņēmumi.

2. klases titāna sliede ar līdzvērtīgu kravnesību izmaksā 4 reizes vairāk, taču 25 gadu laikā tai nav nepieciešama apkope. Krustpunkts, kurā titāna dzīves cikla izmaksas pārsniedz cinkota tēraudu, ir 12-14 gads piekrastes vidē un 18-20 gads iekšzemes vidē. 25 gadu PPA gadījumā titāns ir lētāks visā dzīves ciklā jebkurā piekrastes vai augsta mitruma vietā.

Šis aprēķins neattiecas uz iekšzemes zemu{0}}hlorīda vidi, kur cinkotais tērauds sasniedz 20+ gadu kalpošanas laiku. Šajās vietās titāna norādīšana palielina izmaksas, nepievienojot vērtību.

FAQ

Vai es varu izmantot 2. klases titānu, nevis 5. klases titānu izsekotāja svirām, lai ietaupītu izmaksas?

Nē. Tracker rokas piedzīvo ciklisku noguruma slodzi-tūkstošiem ciklu dienā, kad masīvs seko saulei. 2. pakāpes tecēšanas robeža (275 MPa uz ASTM B348) nav pietiekama ilgstošai noguruma slodzei. 5. pakāpe (Ti-6Al-4V, ražība 880 MPa) ir noteikta nogurumam kritiskām sastāvdaļām. Izmantojot 2. pakāpi, pastāv risks, ka 5–8 gadu laikā sprieguma koncentrācijas punktos var rasties noguruma plaisas.

Kā titāns ir salīdzināms ar alumīniju saules baterijām?

Alumīnija 6061-T6 tecēšanas robeža ir 276 MPa-gandrīz identiska 2. klases titānam. Abi ir izturīgi pret atmosfēras koroziju. Atšķirība ir agresīvā vidē: alumīnijs cieš no punktveida korozijas hlorīdu vidē (piekrastes, ledus atkausēšanas sāls), bet titāna pasīvā plēve paliek stabila. Vietām iekšzemē alumīnijs ir rentablāks. Piekrastes vietām titāns nodrošina ilgāku kalpošanas laiku.

Kāda virsmas apdare ir nepieciešama titāna saules elementiem?

Statiskām montāžas sastāvdaļām: Ra 3,2 µm ir pietiekami. Virsmām, kas savienojas izsekošanas mehānismos: Ra 1,6 µm vai labāks, lai novērstu žāvēšanu. Titāna žulti pret titānu zem slīdošā kontakta-norāda atšķirīgus materiālu pārus (titāns pret rūdītu tēraudu vai titāna vs PTFE{5}}izklātas bukses) bīdāmajās saskarnēs.

Vai es varu metināt titāna saules baterijas-uz vietas?

Nav ieteicams. Titāna metināšanai ir nepieciešams inertās gāzes ekranējums (TIG ar argona attīrīšanu) gan metinājuma virsmā, gan saknes pusē. Lauka apstākļi reti atbilst tīrības un ekranēšanas prasībām. Sagatavojiet titāna mezglus rūpnīcā un nosūtiet kā pieskrūvētus/metinātus mezglus. Ja no lauka metināšanas nav iespējams izvairīties, norādiet ISO 3834 metināšanas procedūras kvalifikāciju un pēc-metināšanas šuvju krāsas pārbaudi (sudraba/salmu=pieņemama; zila/violeta=oksidēšana, noraidīt).

Norādiet savus titāna komponentus

Nosūtiet komponentu rasējumus, nepieciešamo titāna pakāpi un projekta atrašanās vietu. Jūs saņemsiet pārbaudītu materiāla specifikāciju lapu ar ASTM atbilstību, mehāniskajām īpašībām un izmēru pielaidēm 24 stundu laikā.

E-pasts:sales@moly-tungsten.com| WhatsApp/tālrunis: +86 134 3633 4453

---

China Super Tech Co., Ltd. (moly-tungsten.com) - 11 gadi titāna, volframa un molibdēna komponentu ražošanā. ISO 9001 sertificēts. Apkalpo saules enerģijas, pusvadītāju, medicīnas, kā arī naftas un gāzes rūpniecību Vācijā, Japānā, Indijā un Dienvidaustrumāzijā.

Kontaktpersona: sales@moly-tungsten.com|+86 134 3633 4453|Wangjing zinātnes un tehnoloģiju parks, Pekina, Ķīna