Während starke Winde in der Kubuqi-Wüste in der Inneren Mongolei Sandkörner auf Photovoltaikanlagen treiben, sind die neu in Betrieb genommenen „speziellen sandbeständigen Transformatoren für Wüstensolarparks“ im Dauerbetrieb. Diese sandbeständigen Transformatoren wurden von einem inländischen Unternehmen in Zusammenarbeit mit Universitäten entwickelt und auf der 16-GW-Neuenergiebasis Kubuqi und dem 1-GW-Photovoltaikprojekt in der Taklamakan-Wüste von Xinjiang eingesetzt. Sie haben die Betriebs- und Wartungsherausforderungen elektrischer Geräte in extremen Umgebungen gelöst und damit wichtige Unterstützung für Chinas Plan zur Bekämpfung der Photovoltaik-Wüstenbildung in den drei nördlichen Wüsten, Gobi und Wüstengebieten (2025–2030) geleistet.
Wüsten-Photovoltaik steht vor dem „Sand-Dilemma“, herkömmliche Geräte haben Schwierigkeiten, sich anzupassen
Die „Gebiete mit Sand, Gobi und Wüstenbildung“ in China stehen an der Spitze der neuen Energieentwicklung. Die neu hinzugefügte Kapazität für den 14. Fünfjahresplan erreichte über 130 GW, während die „Große Mauer der Photovoltaik“ in Kubuqi 700.000 mu (46.667 Hektar) erfolgreich veröden konnte. Allerdings haben diese extremen Bedingungen traditionelle Transformatoren in große Schwierigkeiten gebracht. In der Ulan Buh-Wüste liegt die jährliche Ausfallrate konventioneller Anlagen bei über 35 %.\\nDie extremen Sandstürme bei 20-25 m/s lösen Kurzschlüsse in der Isolationsschicht aus. Die Temperaturschwankungen von -40 Grad bis 60 Grad führen zu einer besorgniserregenden Verschlechterung der Dichtungen bei Photovoltaikanlagen und ergänzen die Liste der schrecklichen Probleme.\\n„In der letzten Sandsturmsaison brannten bei uns drei Transformatoren an einem Tag ab. Bei der Windstärke 7 waren 19 Stunden Sandräumarbeiten erforderlich“, erklärte Wang Lei, Betriebs- und Wartungsleiter bei Inner Mongolia Three Gorges Mengneng Energie.
Er fügte hinzu, dass die Wartungskosten für jeden herkömmlichen Transformator 120.000 Yuan betragen, was ihre wirtschaftliche Auswirkung erhöht. Durch die Stromabschaltungen wurden 200.000 m² Photovoltaikanlage lahmgelegt, was zu einem wirtschaftlichen Verlust von über 100.000 Yuan führte.
Drei technologische Durchbrüche bauen ein Netzwerk für extremen Schutz auf
Das Forschungs- und Entwicklungsteam hat in Zusammenarbeit mit der North China Electric Power University und dem Desert and Desertification Key Laboratory der Chinesischen Akademie der Wissenschaften nach dreijähriger Forschung und Hunderten von Tests drei wichtige Innovationen erzielt. Erstens kann die Struktur „Labyrinthdichtung + Stickstoff-Mikro-Überdruck“ Sandstürmen mit einer Geschwindigkeit von 25 Metern pro Sekunde standhalten, wobei die Lebensdauer der Dichtung über 20 Jahre beträgt. Zweitens verfügt es über eine 40{7}Jahre lang- wirkende Beschichtung, die den ISO 12944-Standards entspricht, die Klasse 1 der nationalen Standards für Haftung erfüllt und Temperaturunterschieden von -40 bis 60 Grad standhält. Drittens passt sich das Weitspannungsregelungsmodul mit einem Umwandlungswirkungsgrad von über 99,2 % an Schwankungen zwischen 380 V und 1140 V an. Diese sandbeständigen Transformatoren haben 126 strenge Tests des State Grid bestanden.
Bemerkenswerte Ergebnisse beim Einsatz, Erzielung einer Win-Win-Situation bei der Bekämpfung der Wüstenbildung und der Stromerzeugung
Zwanzig Einheiten dieser sandbeständigen Transformatoren des 500-MW-Photovoltaikprojekts in Kubuqi sind 108 Tage lang stabil in Betrieb. Während der Kältewelle Ende Oktober, als die Temperaturen auf -15 Grad sanken, kam es zu keinen Ausfällen, während drei herkömmliche Transformatoren in der Umgebung aufgrund von Störungen abgeschaltet wurden. Die Daten zeigen, dass die Ausfallrate der neuen sandbeständigen Transformatoren um 92 % gesunken ist, die jährliche Wartungshäufigkeit von 24 auf das Zweifache gesunken ist und die Kosten auf 23.000 Yuan pro Einheit gesenkt wurden. Die jährliche Stromerzeugung des Gebiets ist um 1,704 Millionen kWh gestiegen, wodurch die CO2-Emissionen um 1.400 Tonnen reduziert wurden. Auf dem Stützpunkt in der Taklamakan-Wüste arbeiten die Transformatoren in Synergie mit flexiblen Stützen, wodurch die Kontrolle der Wüstenbildung um 2.000 mu (etwa 133 Hektar) pro Monat erhöht wird und das Modell „Stromerzeugung auf Panels, Kontrolle der Wüstenbildung unter Panels“ umgesetzt wird.
Richtlinien fördern 10-Milliarden-Yuan-Markt, Technologie ist weltweit führend
Nach dem Plan der Nationalen Energieverwaltung wird die neu installierte Kapazität in den „Sand-, Gobi- und Wüstengebieten“ im Nordwesten Chinas zwischen 2025 und 2030 500 GW erreichen, was den Inlandsmarkt für sandresistente Transformatoren auf über 20 Milliarden Yuan ansteigen lässt. Auch die Nachfrage aus Übersee boomt: Die Beschaffung von Photovoltaik-Equipment im Nahen Osten und Zentralasien ist um 47 % gestiegen. Das Unternehmen hat sich mit der Saudi Electricity Company zusammengetan, um Transformatoren anzupassen, die für Sandstürme mit einer Geschwindigkeit von 30 Metern pro Sekunde geeignet sind. „Damit wird nicht nur die inländische Lücke geschlossen, sondern es werden auch globale Standards für Geräte in extremen Umgebungen gesetzt“, sagte Lu Guocheng vom New Energy Research Institute des HydroChina Planning and Design Institute und wies darauf hin, dass diese Transformatoren Wüsten in „Wüstenbänke“ verwandeln.
