Bahan memadamkan api panel surya sebelum menyala
Energy

Bahan memadamkan api panel surya sebelum menyala


Peneliti Sandia National Laboratories Kenny Armijo menggunakan generator gangguan busur yang dikembangkan oleh para peneliti untuk menentukan seberapa berbahayanya gangguan busur listrik. Kredit: Bret Latter

Ketika panel surya menjadi populer dan voltase mereka meningkat, ada kebutuhan untuk memiliki kemampuan bawaan untuk memadamkan kebakaran yang disebabkan oleh gangguan busur listrik, yang merupakan pelepasan daya listrik tinggi yang dapat membuat ledakan atau peristiwa flash karena kabel yang rusak.

Peneliti Sandia National Laboratories Kenny Armijo telah menghabiskan 10 tahun bekerja bersama peneliti lain di laboratorium dan perusahaan lokal Guardian Sensors Inc. untuk memahami dan mengkarakterisasi patahan busur yang berbahaya ini. Pekerjaan mereka mengarah pada pengembangan konektor in-line listrik yang secara otomatis memprediksi dan mencegah gangguan busur fotovoltaik sebelum dapat menyalakan api listrik.

“Saat panel surya menjadi lebih efisien, mereka mampu menghasilkan lebih banyak tenaga,” kata Armijo. “Lebih banyak daya berarti mereka akan memiliki arus yang lebih tinggi dan tingkat tegangan yang lebih tinggi. Saat Anda meningkatkan tingkat arus dan tegangan di panel surya generasi berikutnya, itu menjadi sedikit lebih berbahaya karena saat Anda meningkatkan tegangan, Anda mendapatkan yang lebih tinggi kecenderungan untuk gangguan busur. Mekanisme pemadaman sendiri yang baru ini dapat memecahkan masalah itu. “

Konektor in-line yang dikembangkan oleh Guardian Sensor — panjangnya sekitar satu inci dan diameter sepeser pun — berisi pegas logam yang dilapisi dengan jenis khusus bahan polimer self-extinguishing yang dikembangkan dan diuji di Sandia selama lima tahun terakhir. Seperti konektor arus, mekanisme self-extinguishing akan menghubungkan rangkaian panel surya seperti rangkaian lampu Natal yang dapat beroperasi bersama di lapangan atau di atap.

Semua konektor rentan terhadap korosi, kerusakan, atau pemasangan yang tidak tepat, yang dapat menyebabkan masalah keandalan, terutama jika ada celah kecil atau kerusakan pada kabel. Saat ini ketika ini terjadi, percikan api dan kebakaran yang menghancurkan dapat terjadi ketika arus dan tegangan tinggi mengalir melalui konektor yang rusak, dan sayangnya, tidak ada cara yang dapat diandalkan sepenuhnya untuk konektor itu sendiri untuk mencegah bahaya. Di situlah perangkat baru akan mengisi celah itu, kata Armijo.

Bahan memadamkan api panel surya sebelum menyala

Jika ada percikan, polimer khusus, yang dikembangkan oleh Sandia National Laboratories, di dalam konektor in-line akan meleleh dan pegas akan meluas ke dalam konektor untuk memfasilitasi celah percikan yang lebih besar dan menghentikan nyala api, seperti yang ditunjukkan pada foto ini. Kredit: Kenny Armijo

Konektor in-line baru telah dibuat untuk diaktifkan pada suhu di atas 185 derajat Fahrenheit. Ketika itu terjadi, bahan pemadam otomatis khusus meleleh, mengisi celah atau putus pada kabel dan memperpanjang pegas yang meningkatkan celah percikan antara konduktor kawat, sehingga tidak dapat lagi menghasilkan energi yang menyebabkan panas dan kebakaran. Kombinasi kecepatan reaksi dan sifat tahan api material akan menghentikan api sebelum mulai — dalam waktu kurang dari dua detik — kata Armijo.

Bahan pemadam sendiri yang digunakan dalam konektor dikembangkan dari penelitian berbasis Sandia yang berasal dari program Penelitian dan Pengembangan yang Diarahkan Laboratorium. Pekerjaan saat ini dengan Sensor Penjaga didanai melalui Program Bantuan Bisnis Kecil New Mexico yang memberikan bantuan teknis dari laboratorium nasional Sandia dan Los Alamos kepada perusahaan yang ingin memecahkan masalah ilmiah.

Melalui program NMSBA, Sandia dapat memberi Sensor Penjaga akses ke generator patahan busur khusus yang dipatenkan yang terletak di laboratorium. Ini dikembangkan oleh para peneliti yang bekerja untuk menentukan seberapa berbahayanya gangguan busur listrik, dan dapat menguji bahan yang berbeda untuk keandalan pada konektor tegangan tinggi dan kabel listrik. Untuk proyek ini, Armijo dapat menguji prototipe konektor untuk Sensor Penjaga menggunakan generator gangguan busur, dan hasilnya berhasil.

Armijo memiliki beberapa foto, video dan data dari berbagai tes. Salah satu contoh penting menunjukkan grafik garis yang meningkat seiring lonjakan tegangan, “lalu bam — mekanisme self-extinguishing bekerja,” katanya, sambil menunjuk ke tempat semua garis pada grafik membuat penurunan vertikal mendadak ke nol.

“Anda melihat pemadaman cepat ini, dan ia melakukannya dengan sendirinya,” kata Armijo. “Bagi saya, itu mengatakan karena ini secara efektif merupakan jenis sistem set-it-and-forget-it. Saya pikir itulah yang benar-benar membuat keseluruhan sistem ini benar-benar berguna dan berdampak.”

Bahan memadamkan api panel surya sebelum menyala

Gambar ini menunjukkan contoh uji konektor in-line yang dilakukan di Laboratorium Nasional Sandia pada saat terjadi gangguan busur listrik dan pemadaman otomatis secara tiba-tiba. Grafik tersebut menggambarkan penurunan tegangan mendadak yang terjadi dalam waktu kurang dari satu detik ketika konektor in-line memadamkan percikan. Kredit: Kenny Armijo

Perusahaan dihormati dengan penghargaan bergengsi

Sebagai hasil dari bantuan teknis dan kesuksesan, Sensor Penjaga menerima $ 225.000 dan voucher dari Departemen Energi, Hadiah Surya Buatan Amerika, dan memberikan peluang penelitian ke tiga universitas di New Mexico. Perusahaan juga dapat mempekerjakan seorang insinyur baru dan berkembang.

Selain itu, perusahaan dianugerahi Honorable Speaker Ben Lujan Award untuk Small Business Excellence yang diberikan kepada peserta NMSBA yang menunjukkan pertumbuhan bisnis paling signifikan untuk kemajuan ekonomi New Mexico melalui keberlanjutan dan pengembangan tenaga kerja.

“Saya sangat merekomendasikan program NMSBA karena dengan bantuan teknis, kami dapat menguji dan memvalidasi pemutus sirkuit,” kata manajer program Kenny Blemel dari Sensor Penjaga. “Kami tidak dapat mencapai ini tanpa bantuan peneliti Sandia dan peralatan khusus. Kami berharap dapat membawa ini ke pasar untuk kepentingan perusahaan yang menyediakan sumber energi alternatif dan untuk keselamatan publik.”

Ke depan, Armijo berharap penelitiannya bisa meluas ke jenis sumber daya dan perangkat penyimpanan lain, seperti baterai.

“Kami ingin memperluas penelitian ini ke lebih dari sekadar konektor,” kata Armijo. “Saya pikir langkah selanjutnya adalah melihat apakah kita dapat memperluas sesuatu seperti ini ke dalam penyimpanan energi, seperti baterai atau apa pun yang menahan daya. Pada akhirnya, cara untuk membuat energi terbarukan berfungsi dan lebih diadopsi adalah dengan memiliki penyimpanan, dan Guardian Sensor dan saya sedang mengembangkan ide dan penelitian seputar teknologi penyimpanan energi canggih yang akan mengurangi gangguan busur listrik. ”


Menaikkan panas pada katup garam cair


Disediakan oleh Sandia National Laboratories

Kutipan: Material yang memadamkan api panel surya sebelum menyala (2020, 19 November) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-materials-extinguish-solar-panel-ignite.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK