سیستم ریکلوسر هوشمند اندونزی: راه حل یکپارچه برای کاهش خوردگی ناشی از خاکستر آتشفشانی و نمک ساحلی

پیش‌زمینه پروژه​
اندونزی در دایره آتش پاسیفیک قرار دارد و به طور مکرر با بلایای طبیعی روبرو می‌شود که تهدیدهای متعددی برای سیستم برق آن ایجاد می‌کند:

1. ​ریسک‌های جغرافیایی:​​

• خاکستر آتشفشانی:​​ این کشور ۱۲۷ آتشفشان فعال دارد. انفجارات خاکستر آتشفشانی حاوی سولفیدها و غبار را تولید می‌کنند که فرسایش سریع تجهیزات الکتریکی را تسریع می‌کنند و منجر به شلیک عایق‌ها می‌شوند.
• مه نمکی ساحلی و فرسایش:​​ با ۸۱,۰۰۰ کیلومتر خط ساحلی، نفوذ مه نمکی منجر به فرسایش شدید فرسایش نمکی ساحلی اجزای فلزی و کوتاه شدن عمر تجهیزات می‌شود. این فرسایش نمکی ساحلی یکی از عوامل اصلی تخریب است.
• خطرات زمین‌شناسی: سیل‌ها و لغزش‌های زمینی مکرر، که در سال ۲۰۲۳ ۴۰٪ از همه بلایای طبیعی را تشکیل می‌دهند، به راحتی ستون‌های برق را تخریب می‌کنند و تأسیسات توزیع را غرق می‌کنند.

1. ​نقاط ضعف شبکه:​​

• محدودیت‌های ریکلوسرهای سنتی:​​ عملکرد عایق‌گیری در محیط‌های پوشیده از خاکستر آتشفشانی یا مرطوب با مه نمکی کاهش می‌یابد، منجر به افزایش نرخ تحریکات نادرست می‌شود. این مدل‌های قدیمی ریکلوسر بسیار حساس هستند.
• بازیابی آهسته از خرابی: بازرسی دستی در جزایر دورافتاده کارآمدی کمی دارد، که منجر به مدت میانگین قطع بیش از ۸ ساعت می‌شود، به ویژه در مناطقی که به حفاظت ریکلوسر وابسته هستند.

​راه‌حل: سیستم ریکلوسر محافظت چند لایه​

1. ​بهبود طراحی تجهیزات​

• به‌روزرسانی مواد:​​
  ریکلوسر از پایه فولاد ضد زنگ ۳۱۶L و پوشش اپوکسی روی فولاد آلومینیوم-زنگ-منگنز استفاده می‌کند که مقاومت ۳ برابر بهتری نسبت به فولاد کربنی علیه فرسایش نمکی ساحلی دارد. این پوشش جدید ریکلوسر به طور خاص برای مقابله با فرسایش نمکی ساحلی طراحی شده است.​​
  اجزای عایق‌گیری از مواد مرکب کائوچوی سیلیکون برای مقاومت در برابر رسوبات اسیدی (pH<4) از خاکستر آتشفشانی استفاده می‌کنند.
  
  
• حفاظت از دیواره:​​
  در نقاط مهم ریکلوسر از سیستم بسته‌بندی چند مرحله‌ای Roxtec استفاده می‌شود. این سیستم از پانل‌های مرکب تقویت شده با فیبر شیشه‌ای و مهره‌های فولادی ساخته شده و به رتبه محافظت IP68 دست می‌یابد، که مقاومت در برابر جریان‌های آب تحت فشار بالا، غبار و نفوذ خاکستر آتشفشانی را فراهم می‌کند.

1. ​نظارت هوشمند و کنترل سازگار​

• ​ماژول حسگر محیطی

1. ​سیستم محافظت همکاری منطقه‌ای​

• پیوند میکرو‌هواشناسی:​​
  با سیستم هشدار زودهنگام خاکستر آتشفشانی آژانس هواشناسی اندونزی (مانند ایستگاه نظارت بر آتشفشان آگونگ) یکپارچه شده، که اجازه می‌دهد روش‌های بسته‌بندی دستگاه ریکلوسر دو ساعت قبل از فرود آمدن خاکستر آغاز شود.
• پشتیبانی توزیع‌شده برق:​​
  در مناطق با خطر بلایای طبیعی بالا مانند جزیره جاوا، ریکلوسرها میکروگرید با ذخیره‌سازی خورشیدی را تشکیل می‌دهند. در حالت خرابی، این سیستم پیشرفته ریکلوسر امکان انتقال بی‌درنگ به حالت جزیره را فراهم می‌کند و تأمین برق مداوم به بارهای حیاتی را تضمین می‌کند.

​نتایج به دست آمده​
اجرای سیستم ریکلوسر محافظت چند لایه بهبودهای عملکردی قابل توجهی را به دنبال داشت، عمدتاً به دلیل عملکرد فوق‌العاده ریکلوسرهای جدید در شرایط سخت اندونزی. نتایج و نکات عملکردی کلیدی شامل:

1. بهبود عملکرد

• کاهش تحریکات نادرست: کاهش قابل توجه به دلیل طراحی مقاوم و پاسخ‌های سازگار.
• کاهش تخریب تجهیزات: فرسایش و آسیب‌های محیطی کاهش یافته است.
• کاهش مدت قطع برق: مدت میانگین قطع برق در مناطق نظارت شده بیش از ۵۰٪ کاهش یافته است.
• توانایی هماهنگی میکروگرید: امکان انتقال بی‌درنگ به حالت جزیره و تأمین برق مداوم به بارهای حیاتی در حالت خرابی.

2. سیستم نظارت هوشمند

• حسگرهای غلظت نمک: "حالت رطوبت بالا" را برای مقابله با فرسایش نمکی ساحلی فعال می‌کنند.
• حسگرهای رسوب خاکستر آتشفشانی: جریان‌های خودپاک‌کننده را برای حفظ تمامیت عایق‌ها و جلوگیری از شلیک‌ها فعال می‌کنند.
• یکپارچه‌سازی با سیستم هشدار زودهنگام آتشفشان ملی: امکان اجرای روش‌های بسته‌بندی ریکلوسر به طور پیشگیرانه برای جلوگیری از ورود خاکستر قبل از رویدادهای آتشفشانی.

3. به‌روزرسانی طراحی مواد برای مقاومت در برابر فرسایش

• نتیجه: نشان داده شده است که مقاومت ۳ برابر بهتر در برابر فرسایش نمکی ساحلی دارد و عمر تجهیزات را در مناطق ساحلی افزایش می‌دهد.

4. محافظت بسته‌بندی قوی (رتبه محافظت IP68)

• تأثیر: عوامل محیطی که باعث تحریکات نادرست در مدل‌های سنتی می‌شد را حذف می‌کند.