Kobrezko sare zabalduaren eginkizuna energia sortzeko paletan

Energia sortzeko paletan erabiltzen den kobrezko sare zabalduak (normalean haize-erroten palei edo eguzki-energia fotovoltaiko moduluetako pala itxurako egiturei erreferentzia egiten die) funtsezko zeregina du eroankortasun elektrikoa bermatzeko, egitura-egonkortasuna hobetzeko eta energia sortzeko eraginkortasuna optimizatzeko. Bere funtzioak zehatz-mehatz aztertu behar dira energia sortzeko ekipamendu motaren arabera (haize-energia/fotovoltaikoa). Jarraian, eszenatoki bakoitzaren interpretazio espezifikoa aurkezten da:

1. Haize-erroten palak: Kobrezko sare zabalduaren funtsezko eginkizunak – Tximistaren aurkako babesa eta egitura-monitorizazioa

Haize-erroten palak (gehienak beira-zuntz/karbono-zuntz konposatuzko materialekin eginak, hamarnaka metro arteko luzerarekin) altuera handietan tximista-erorketak jasateko joera duten osagaiak dira. Egoera honetan, kobrezko sare zabalduak batez ere "tximistaren aurkako babesa" eta "osasunaren monitorizazioa" funtzio bikoitzak betetzen ditu. Rol zehatzak honela banatzen dira:

1.1 Tximistaren aurkako babesa: Tximistaren kalteak saihesteko, palaren barruan "bide eroale" bat eraikitzea

1.1.1 Metalezko tximista-haga tradizionalen tokiko babesa ordezkatzea

Tximistaren aurkako babes tradizionala palaren puntan dagoen metalezko tximista-babeslean oinarritzen da. Hala ere, palaren gorputz nagusia material konposatu isolatzailez egina dago. Tximista bat erortzen denean, korronteak "tentsio mailakatu" bat sortzeko aukera dago barruan, eta horrek palaren egitura hautsi edo barneko zirkuitua erre dezake. Kobrezko sare zabalduak (normalean kobrezko sare fin ehundua, palaren barneko horman lotuta edo material konposatu geruzan txertatuta) sare eroale jarraitu bat osa dezake palaren barruan. Palaren puntako babesleak jasotzen duen tximista-korrontea palaren sustraian dagoen lurrerako sistemara eramaten du uniformeki, pala hautsi dezakeen korronte-kontzentrazioa saihestuz. Aldi berean, barneko sentsoreak (esaterako, tentsio-sentsoreak eta tenperatura-sentsoreak) tximistaren kalteetatik babesten ditu.

1.1.2 Tximistak eragindako txinpartak izateko arriskua murriztea

Kobrea eroankortasun elektriko bikaina da (1,72×10⁻⁸Ω-ko erresistentziarekin soilik)・m, aluminioaren eta burdinarenak baino askoz txikiagoa). Tximista-korrontea azkar eroaten du, palaren barruan geratzen den korronteak sortutako tenperatura altuko txinpartak murrizten ditu, palaren konpositezko materialak piztea saihesten du (erretxinan oinarritutako konpositezko material batzuk sukoiak dira) eta palaren erreduraren segurtasun-arriskua murrizten du.

1.2 Egiturazko Osasunaren Monitorizazioa: "Sentsore-elektrodo" edo "seinale-transmisio-eramaile" gisa balio izatea

1.2.1 Barneko sentsoreen seinaleen transmisioan laguntzea

Haize-errota modernoen palek beren deformazioa, bibrazioa, tenperatura eta beste parametro batzuk denbora errealean kontrolatu behar dituzte pitzadurak eta nekearen kalteak dauden zehazteko. Mikrosentsore ugari txertatzen dira palen barruan. Kobrezko sare zabaldua sentsoreen "seinaleen transmisio-lerro" gisa erabil daiteke. Kobrezko sarearen erresistentzia baxuko ezaugarriak monitorizazio-seinaleen ahultzea murrizten du distantzia luzeko transmisioan, palaren erroan dagoen monitorizazio-sistemak palaren puntaren eta palaren gorputzaren osasun-datuak zehaztasunez jaso ditzakeela ziurtatuz. Aldi berean, kobrezko sarearen sare-egiturak "monitorizazio-sare banatua" osa dezake sentsoreekin, palaren eremu osoa estaliz eta monitorizazio-puntu itsuak saihestuz.

1.2.2 Material konposatuen gaitasun antiestatikoa hobetzea

Pala abiadura handian biratzen denean, airearen kontra igurzten da elektrizitate estatikoa sortzeko. Elektrizitate estatiko gehiegi pilatzen bada, barneko sentsore-seinaleetan eragin dezake edo osagai elektronikoak apurtu. Kobrezko sare zabalduaren eroaletasun-propietateari esker, elektrizitate estatikoa lurrerako sistemara eraman daiteke denbora errealean, palaren barruko oreka elektrostatikoa mantenduz eta monitorizazio-sistemaren eta kontrol-zirkuituaren funtzionamendu egonkorra bermatuz.

2. Eguzki-energia fotovoltaikoko moduluak (pala itxurako egiturak): Kobrezko sare zabalduaren funtsezko eginkizunak – Eroankortasuna eta energia sortzeko eraginkortasunaren optimizazioa

Eguzki-energia fotovoltaikoko zenbait ekipamendutan (adibidez, panel fotovoltaiko malguetan eta teila fotovoltaikoen "pala itxurako" energia sortzeko unitateetan), kobrezko sare zabaldua batez ere zilarrezko pasta elektrodo tradizionalak ordezkatzeko edo laguntzeko erabiltzen da, eroankortasun-eraginkortasuna eta egituraren iraunkortasuna hobetuz. Eginkizun zehatzak hauek dira:

2.1 Korrontearen bilketa eta transmisioaren eraginkortasuna hobetzea

2.1.1 Zilarrezko pasta tradizionala ordezkatzen duen "kostu txikiko eroale-irtenbide" bat

Modulu fotovoltaikoen muina silizio kristalinozko zelula da. Elektrodoak behar dira zelulak sortutako fotosortutako korrontea biltzeko. Elektrodo tradizionalek zilarrezko pasta erabiltzen dute gehienbat (eroankortasun ona duena, baina oso garestia dena). Kobrezko sare zabalduak (zilarraren eroankortasun antzekoa eta zilarrarenaren 1/50eko kostua duena) zelularen gainazala estali dezake "sare-egitura" baten bidez, korronte-bilketa sare eraginkor bat osatzeko. Kobrezko sarearen sare-tarteek argia normal sartzen uzten dute (zelularen argia jasotzen duen eremua blokeatu gabe), eta, aldi berean, sare-lerroek zelularen hainbat ataletan sakabanatutako korrontea azkar bil dezakete, korronte-transmisioan zeharreko "serieko erresistentzia-galera" murriztuz eta modulu fotovoltaikoaren energia-sorkuntzaren eraginkortasun orokorra hobetuz.

2.1.2 Modulu Fotovoltaiko Malguen Deformazio-eskakizunetara Egokitzea

Panel fotovoltaiko malguek (teilatu kurbatuetan eta ekipamendu eramangarrietan erabiltzen direnak bezalakoak) tolesgarritasun-ezaugarriak izan behar dituzte. Zilarrezko pastazko elektrodo tradizionalak (hauskorrak eta erraz hausten direnak tolestuta) ezin dira egokitu. Hala ere, kobrezko sareak malgutasun eta harikortasun ona du, eta zelula malguarekin sinkronizatuta tolestu daiteke. Tolestu ondoren, eroankortasun egonkorra mantentzen du oraindik, elektrodoen hausturak eragindako energia-sorkuntzaren matxurak saihestuz.

2.2 Modulu fotovoltaikoen egitura-iraunkortasuna hobetzea

2.2.1 Ingurumen-korrosioari eta kalte mekanikoei aurre egitea

Modulu fotovoltaikoak denbora luzez egoten dira kanpoaldean (haizearen, euriaren, tenperatura altuen eta hezetasun handiaren eraginpean). Zilarrezko pastazko elektrodo tradizionalak erraz korroditzen dira ur-lurrunarekin eta gatzaren eraginez (kostaldeko eremuetan), eta ondorioz, eroankortasuna gutxitzen da. Kobrezko sareak korrosioarekiko erresistentzia are gehiago hobetu dezake gainazaleko estalduraren bidez (eztainuzko estaldura eta nikelezko estaldura, adibidez). Aldi berean, kobrezko sarearen egiturak kanpoko inpaktu mekanikoen tentsioa barreiatu dezake (txingorraren eta harearen inpaktua, adibidez), zelula gehiegizko tokiko tentsioaren ondorioz haustea saihestuz eta modulu fotovoltaikoaren bizitza erabilgarria luzatuz.

2.2.2 Beroa xahutzen eta tenperatura-galera murrizten laguntzea

Modulu fotovoltaikoek beroa sortzen dute funtzionamenduan zehar argiaren xurgapenaren ondorioz. Tenperatura altuegiek "tenperatura koefizientearen galera" eragingo dute (silizio kristalinoko zelulen energia sortzeko eraginkortasuna % 0,4-% 0,5 inguru jaisten da tenperatura 1 ℃ igotzen den bakoitzeko). Kobrea eroankortasun termiko bikaina da (401W/(m)-ko eroankortasun termikoarekin)・K), zilarrezko orearena baino askoz handiagoa). Kobrezko sare zabaldua "beroa xahutzeko kanal" gisa erabil daiteke zelulak sortutako beroa moduluaren gainazalera azkar eramateko, eta aire-konbekzioaren bidez beroa xahutzeko, moduluaren funtzionamendu-tenperatura murriztuz eta tenperatura-galerak eragindako eraginkortasun-galera murriztuz.

3. Kobrezko sare zabalduarentzat "kobrezko materiala" aukeratzeko arrazoi nagusiak: energia sortzeko palen errendimendu-eskakizunetara egokitzea

Energia sortzeko palek kobrezko sare zabalduaren errendimendu-eskakizun zorrotzak dituzte, eta kobrearen berezko ezaugarriek ezin hobeto betetzen dituzte eskakizun horiek. Abantaila espezifikoak hurrengo taulan ageri dira:

Ondorioz, energia sortzeko paletan dagoen kobrezko sare zabaldua ez da "osagai unibertsala", baizik eta ekipamendu motaren araberako zeregin zehatza betetzen du (haize-energia/fotovoltaikoa). Haize-erroten paletan, "tximisten aurkako babesa + osasunaren monitorizazioa" du ardatz, ekipamenduaren funtzionamendu segurua bermatzeko; modulu fotovoltaikoetan, "eraginkortasun handiko eroankortasuna + egiturazko iraunkortasuna" du ardatz, energia sortzeko eraginkortasuna eta bizitza erabilgarria hobetzeko. Bere funtzioen funtsa hiru helburu nagusi hauetan oinarritzen da: "energia sortzeko ekipoen segurtasuna, egonkortasuna eta eraginkortasun handia bermatzea", eta kobrezko materialaren ezaugarriak dira funtzio horiek gauzatzeko euskarri nagusia.