أخبار ar.wedoany.com، قامت شركة جونسون كنترولز (Johnson Controls)، وهي شركة متكاملة في مجال الهندسة والمشتريات والبناء (EPC)، بتقديم خدمات التصميم بين عامي 2023 و2026 لمجموعة مشاريع حكومية متعددة المواقع في مقاطعة ماوي (Maui County) بولاية هاواي الأمريكية. تشمل هذه المشاريع أنظمة شمسية على الأسطح، ومظلات سيارات، ومصفوفات أرضية، وأنظمة تركيب خزانات، بالإضافة إلى وحدات طاقة شمسية مع أنظمة تخزين بالبطاريات (BESS) تخدم مراكز الشرطة والإطفاء، والبنية التحتية للمياه، والمراكز المائية، والمباني البلدية، والمرافق المجتمعية. طبق فريق المشروع إطارًا موحدًا لتصميم مقاومة التآكل في كل موقع، بدلاً من معالجة كل موقع على حدة. هذا الاتساق على مستوى مجموعة المشاريع يجعل الإطار قابلاً للتطبيق في مشاريع الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة الساحلية خارج هاواي.
في الأسواق الساحلية والجزرية، لا يعد التآكل مجرد مشكلة تشغيلية وصيانة، بل هو متغير هندسي يجب أخذه في الاعتبار في مرحلة التصميم الأولية. عادةً ما يتم فحص معظم مشاريع الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية والمرافق العامة من أربع زوايا: إنتاج الطاقة، والربط بالشبكة، والامتثال، والتكلفة الرأسمالية. لكن في البيئات الساحلية، يؤدي الهواء المحمل بالملح، والرطوبة المستمرة، والأمطار التي تدفعها الرياح، والأشعة فوق البنفسجية الشديدة إلى تدهور المعدات الكهربائية الخارجية بمعدل أسرع مما تفترضه النماذج المالية، مما يجعل هذه القائمة غير مكتملة.
يحدد القانون الكهربائي الوطني (National Electrical Code - NEC) الحد الأدنى للسلامة، وليس الحد الأقصى لعمر الخدمة. تتطلب المادة NEC 300.6 أن تكون طرق التمديدات والمعدات مناسبة للبيئة، ويميز الجدول NEC 110.28 بين العبوات من النوع Type 4X باعتبارها أكثر مقاومة للتآكل من النوع Type 3R. وفقًا لمعيار ANSI/NEMA 250، يجب أن تخضع العبوات الخارجية لاختبار التعرض لرذاذ الملح لمدة 600 ساعة (باستخدام الفولاذ المجلفن كمرجع)؛ ويضيف النوع Type 4X اختبارًا إضافيًا لمدة 200 ساعة (باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع AISI Type 304 كمعيار). لا يتطلب هذا المعيار استخدام الفولاذ من النوع Type 316 (المعيار البحري)، الذي يحتوي على 2-3% من الموليبدينوم، ورقم مقاومة التنقر (PREN) يتراوح بين 23-29، مقارنة بـ 18-21 للفولاذ 304. قد تكون العبوة مطابقة لمتطلبات النوع Type 4X من حيث المواصفات، ولكنها قد لا تزال غير مناسبة للمواقع المعرضة باستمرار للملح.
يصنف المعيار ISO 9223:2012 العديد من المواقع الساحلية الاستوائية المعرضة للكلوريدات ضمن فئة التآكل C5 ("عالية جدًا")، بينما تصنف المناطق الساحلية والقريبة من الشاطئ التي تتعرض لرذاذ الملح أحيانًا ضمن الفئة CX ("شديدة"). أما البيئات التي يسود فيها الرذاذ البحري أو رذاذ الملح الكثيف فهي لا تدخل ضمن التصنيف الجوي العادي. هذه الظروف شائعة في مواقع الطاقة الشمسية وأنظمة BESS الساحلية في الولايات المتحدة، وهي الحالة الافتراضية في المواقع الساحلية لجزر هاواي.
يتمثل جوهر إطار التصميم هذا في تثبيت أربعة اختيارات للمواد في مرحلة الأساسيات الكهربائية، قبل شراء المعدات: سبيكة العبوات، واستراتيجية الموصلات، ونوع قنوات الكابلات، وتوافق الأجهزة المكشوفة. بالنسبة للمعدات الكهربائية الخارجية الرئيسية (بما في ذلك مفاتيح العزل، وخزانات العدادات، ولوحات التوزيع، وصناديق التوصيل)، فإنه يحدد افتراضيًا استخدام عبوات من الفولاذ المقاوم للصدأ Type 316 من النوع Type 4X بدلاً من الفولاذ 304 أو العبوات المجلفنة من النوع 4X. NEMA 4X هو مستوى أداء، بينما PREN هو مقارنة على مستوى المواد. نظرًا لأن الفولاذ 316 يحتوي على الموليبدينوم، فإن PREN الخاص به أعلى، مما يمنحه مقاومة أكبر للتنقر الموضعي في بيئات الكلوريد. تستخدم معدات التوزيع الرئيسية في المجموعة قضبان توصيل نحاسية وموصلات نحاسية، مبتعدة عمدًا عن المواد الافتراضية للشركة المصنعة وهي الألومنيوم. يسمح NEC بقضبان التوصيل والموصلات النحاسية، لكن الألومنيوم في البيئات الغنية بالكلوريدات يكون أكثر عرضة للهجوم الجلفاني والتنقر عند نقاط التوصيل. تستخدم التمديدات الخارجية أنابيب PVC من النوع Schedule 80 المقاومة لأشعة الشمس، مما يقلل من مخاطر التآكل المرتبطة بقنوات الكابلات المعدنية. يجب أن تتبع المكونات مثل أدوات التثبيت والدعامات والتوصيلات نفس منطق العبوات لتجنب ظهور "الحلقة الأضعف".
ينطبق نفس منطق التصميم أيضًا على البنية التحتية البرية للبحرية الأمريكية وخفر السواحل، ومشاريع الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة على نطاق المرافق على سواحل المحيط الأطلسي وخليج المكسيك، ومشاريع إعادة الإعمار بعد الكوارث في بورتوريكو وجزر فيرجن الأمريكية، ومحطات تحلية المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي الساحلية، والشبكات الصغيرة في الموانئ والجزر. من المتوقع أن توفر هذه الأصول خدمة تمتد من 20 إلى 30 عامًا في ظل ظروف الرطوبة والكلوريدات والأشعة فوق البنفسجية. يجب اعتبار المخططات أحادية الخط (Single Line Diagrams) في مشاريع الطاقة الشمسية وأنظمة BESS الساحلية وثائق متانة، وليس مجرد وثائق حماية كهربائية. يجب على الملاك الساحليين والجهات المختصة (AHJ) اعتماد عبوات الفولاذ المقاوم للصدأ Type 316 من النوع Type 4X، والتوزيع النحاسي، وقنوات PVC من النوع Schedule 80 المقاومة لأشعة الشمس كمواصفات افتراضية في المناقصات الساحلية، مع ضرورة وجود مذكرة انحراف خطية للسماح بالتراجع عن هذه المواصفات. في هاواي، لا يتنازل الملح. ولا ينبغي للهندسة أن تتنازل.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
