Energia odnawialna to energia wytwarzana ze źródeł naturalnych, które są stale odnawiane i nie wyczerpują się wraz z użytkowaniem. W przeciwieństwie do paliw kopalnych, źródła te są stale dostępne i pozwalają na wytwarzanie energii elektrycznej przy zmniejszonym wpływie na środowisko.
Główne rodzaje energii odnawialnej to:
- Energia słoneczna, uzyskiwana z promieniowania słonecznego za pomocą technologii fotowoltaicznej lub termicznej
- Energia wiatrowa, wytwarzana przez wiatr za pomocą turbin
- Energia wodna, wytwarzana poprzez wykorzystanie ruchu wody
- Energia pływów i prądów morskich, pozyskiwana z ruchu pływów i mas wodnych
- Energia z biomasy, pozyskiwana z materiałów organicznych
Prognozy wskazują, że do 2035 r. źródła te będą stanowić ponad 50% światowej produkcji energii elektrycznej. Jednak rozwój odnawialnych źródeł energii nie zależy wyłącznie od mocy wytwórczej: jest on ściśle powiązany z niezawodnością systemów elektronicznych, które umożliwiają konwersję, monitorowanie, zarządzanie i integrację z siecią energetyczną.
W tym scenariuszu ochrona elektroniczna staje się czynnikiem decydującym o zapewnieniu ciągłości i trwałości działania.
Energia wodna i morska
Woda jest historycznie najbardziej znanym źródłem energii odnawialnej. Energia wodna, pływowa i morska opiera się na wykorzystaniu potencjału hydrokinetycznego generowanego przez ruch mas wodnych.
W przypadku energii wodnej produkcja odbywa się poprzez przepływ wody przez generatory turbinowe, które zawierają podstawowe komponenty elektroniczne, takie jak:
- alternatory;
- falowniki;
- panele sterowania;
- wyłączniki mocy.
Systemy te umożliwiają przekształcanie energii kinetycznej w energię elektryczną oraz regulację parametrów pracy elektrowni. Technologie tego typu są szeroko rozpowszechnione na całym świecie; dobrze znanym przykładem jest zapora Hoovera w Stanach Zjednoczonych.
Podobne systemy można również wdrożyć w kontekście rzek, nie tylko w przypadku obecności spadków pionowych.
Pływy i prądy morskie
Energia pływów wykorzystuje ciągły i przewidywalny ruch pływów za pomocą generatorów przepływu zainstalowanych w odpowiednich obszarach przybrzeżnych.
Z kolei energia prądów morskich jest wytwarzana bezpośrednio na otwartym morzu, gdzie dynamika jest mniej przewidywalna, a jej udział w ogólnych obliczeniach dotyczących energii odnawialnej jest bardziej ograniczony.
We Włoszech jednym z najbardziej interesujących miejsc dla tego rodzaju wykorzystania energii jest Cieśnina Mesyńska.
Ochrona elektroniczna w środowiskach o wysokim stopniu narażenia
Wszystkie elektrownie wykorzystujące potencjał hydrokinetyczny wymagają systemów elektronicznych do monitorowania warunków eksploatacyjnych i środowiskowych. Czujniki i urządzenia do gromadzenia danych mierzą parametry, takie jak głębokość wody, przyspieszenie fal oraz warunki wewnętrzne i zewnętrzne elektrowni.
Ciągła ekspozycja na wodę i trudne warunki środowiskowe wymagają zastosowania odpowiednich systemów ochrony elektronicznej. W tym kontekście Electrolube środki ochronne, w tym żywice enkapsulacyjne i powłoki konformalne, umożliwiają niezawodne i długotrwałe działanie urządzeń nawet w trudnych warunkach środowiskowych.
Enkapsulacja żywicą chroni urządzenia przed wnikaniem wilgoci i wody, skracając czas konserwacji i ograniczając interwencję człowieka w gromadzenie danych.
Energia słoneczna
Energia słoneczna jest wytwarzana poprzez wychwytywanie promieniowania słonecznego i przekształcanie go w energię elektryczną, ciepło lub gorącą wodę. Ogniwa fotowoltaiczne generują prąd stały, który jest przekształcany na prąd zmienny przez falowniki w celu zasilania sieci energetycznych i urządzeń.
Systemy te zawierają również kondensatory do tymczasowego magazynowania energii oraz, w zastosowaniach poza siecią, akumulatory przeznaczone do magazynowania.
Te elementy elektroniczne często działają w wysokich temperaturach i w ekstremalnych warunkach środowiskowych, co wymaga rozwiązań łączących ochronę środowiska i zarządzanie temperaturą.
Zarządzanie temperaturą i hermetyzacja
Rozpraszanie ciepła jest kluczowym elementem zapewniającym niezawodność urządzeń elektronicznych w systemach fotowoltaicznych. Materiały do zarządzania temperaturą mogą być wykorzystywane do ułatwienia przenoszenia ciepła wytwarzanego podczas pracy.
Wśród przytoczonych przykładów wypełniacz termiczny Electrolube GF400 przyczynia się do rozpraszania ciepła, natomiast specjalne żywice hermetyzujące, takie jak Electrolube ER2221, pozwalają na połączenie ochrony środowiska i zarządzania temperaturą w jednym rozwiązaniu.
Ochrona urządzeń monitorujących
Monitorowanie wydajności paneli słonecznych ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia efektywności i optymalizacji konserwacji, zwłaszcza w dużych parkach słonecznych. Systemy wykrywania mierzą parametry, takie jak temperatura paneli, promieniowanie słoneczne oraz widma UV i IR.
Urządzenia te muszą wytrzymywać bezpośrednie nasłonecznienie, ciepło i warunki atmosferyczne, zachowując jednocześnie kompaktowe wymiary i delikatne elementy elektroniczne.
W konkretnym zastosowaniu urządzenie wyświetlające dla systemów fotowoltaicznych ujawniło krytyczne problemy związane z twardością wcześniej stosowanych żywic, które wywierały nacisk na wyświetlacz LED, powodując awarie.
Żywica poliuretanowa Electrolube UR5044, charakteryzująca się niską twardością i stabilnością w szerokim zakresie temperatur, zapewniła lepszą przyczepność i skuteczniejszą ochronę niż testowane alternatywne rozwiązania.
Czujniki i transmisja danych
Gromadzenie się zanieczyszczeń na powierzchni paneli ma negatywny wpływ na efektywność energetyczną. W dużych zakładach stosuje się czujniki, które porównują pomiary aktywnych paneli z panelami referencyjnymi, obliczając wskaźnik strat spowodowanych zanieczyszczeniem.
Urządzenia te muszą być chronione przed wpływem środowiska i nie mogą zakłócać sygnałów GPRS lub Bluetooth. Szczególnie odpowiednie są żywice enkapsulacyjne o niskiej stałej dielektrycznej, takie jak Electrolube UR5118, które zapewniają również wysoką odporność na wodę.
Jeśli urządzenie ma już wysoki stopień ochrony IP, zastosowanie powłoki konformalnej, takiej jak Electrolube AFA, może być wystarczające, aby zapobiec kondensacji i zmniejszyć całkowitą masę urządzenia.
Niezawodność, automatyzacja i ciągłość działania
Włączenie energii odnawialnej do codziennych zastosowań, od oświetlenia miejskiego po systemy zdalnego sterowania i zintegrowaną łączność, podkreśla rosnące znaczenie elektroniki w nowoczesnych systemach energetycznych.
Chociaż ogólna niezawodność zależy również od komponentów mechanicznych, oczywiste jest, że rozwój elektroniki jest strategicznym elementem automatyzacji, inteligentnego monitorowania i integracji z coraz bardziej zaawansowanymi technologiami informacyjnymi.
Materiały do zarządzania temperaturą, powłoki konformalnej i żywice do hermetyzacji odgrywają zatem kluczową rolę w ochronie, niezawodności i trwałości urządzeń wykorzystywanych do produkcji energii odnawialnej.
W tym kontekście rozwiązania takie jak te opracowane przez Electrolube wnoszą konkretny wkład w zapewnienie stabilności elektrycznej, ochrony środowiska i ciągłości działania w zastosowaniach związanych z energią odnawialną.
Aby uzyskać więcej informacji na temat gamy produktów Electrolube i rozwiązań w zakresie ochrony elektroniki dla odnawialnych źródeł energii, skontaktuj się z ekspertami MD Poland.
