Binciken Tsoma Igwayoyin Fotovoltaic a Tsarin FPV Mai Iyo: Tasiri akan Rufe Lantarki da Ingancin Ruwa

2.1 Ƙayyadaddun Igwaya da Saitunan Gwaji

An gwada nau'ikan igwayoyin fotovoltaic guda biyu tare da murfin rufewa daban-daban: ɗaya tare da rufewar roba na yau da kullun da wani kuma tare da rufewar polyethylene mai haɗin gwiwa (XLPE). An tsoma samfuran igwaya gaba ɗaya a cikin tankuna daban-daban guda biyu: ɗaya yana ɗauke da ruwa mai kyau (wanda ke kwaikwayon yanayin tafki) da wani kuma yana ɗauke da ruwan teku na wucin gadi (wanda aka shirya bisa ga ma'aunin ASTM D1141). Lokacin tsoma ya ɗauki makonni 12.

2.2 Sa ido kan Ingancin Ruwa

An tattara samfuran ruwa daga kowane tanki kowane mako. Ma'auni da aka sa ido sun haɗa da:

• Gudanar da Wutar Lantarki (CE) da Gishiri (SAL)
• Oxygen da aka Narkar (DO) da Matsakaicin Ƙarfawar Oxygen-Reduction (ORP)
• Jimlar Daskararrun da aka Narkar (TDS) da Zazzabi (T)
• Matsakaicin Ion na Jan Karfe: An yi nazari ta amfani da Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS).
• Microplastics: An tace ruwa, kuma an gano barbashi ta amfani da Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).

2.3 Gwajin Juriya na Rufe Lantarki

An auna juriyar rufewa kowane mako ta amfani da megohmmeter, yana amfani da ƙarfin lantarki na gwaji na 1000 V DC. An rubuta juriya ($R_{ins}$) a cikin megaohms (MΩ). Faɗuwar ƙima a cikin $R_{ins}$ yana nuna lalacewar kaddarorin dielectric na kayan rufewa. Gwajin ya bi tsarin da aka zayyana a cikin IEC 60227.

3.1 Lalacewar Rufe a cikin Ruwan Teku

Mafi girman binciken shi ne saurin lalacewar igwayar da ke da murfin roba a cikin ruwan teku na wucin gadi. Juriya ta rufewa ta faɗi sama da kashi 70% a cikin makonni 4 na farko, ta daidaita a matakin da ke da matuƙar ƙarancin ƙima. Sabanin haka, igwayar da ke da murfin XLPE ta nuna raguwa mai sauƙi, tana riƙe da juriya sama da mafi ƙarancin ƙimar da aka yarda da ita (yawanci >1 MΩ/km) a duk tsawon lokacin gwaji. A cikin ruwa mai kyau, duka nau'ikan igwayoyin sun nuna ƙaramin lalacewa. Wannan yana nuna yanayin yanayin gishiri mai tsanani akan wasu matrices na polymer, mai yiwuwa saboda shigar ion chloride da halayen lantarki.

3.2 Fitowar Ion na Jan Karfe

Daidai da gazawar rufewa, an gano ƙaruwar ion jan karfe da aka narkar a cikin tankin ruwan teku da ke ɗauke da igwayar da ke da murfin roba da ta lalace. Matsakaicin ya tashi daga ƙasa da iyakokin ganowa zuwa kusan 15 µg/L a mako na 8, wanda ya wuce matakan baya da wasu ƙa'idodin ingancin muhalli don rayuwar ruwa. Ba a lura da wani fitar jan karfe mai mahimmanci a cikin tankunan ruwa mai kyau ko tare da igwayar XLPE a cikin ruwan teku ba. Wannan ya tabbatar da cewa gazawar rufewa hanya ce kai tsaye don gurɓatar ƙarfe mai nauyi daga lalata mai gudanarwa.

3.3 Gano Microplastics

Binciken FTIR ya tabbatar da kasancewar barbashi na polymer a cikin ruwa, waɗanda aka gano su guntu ne na kayan murfin igwaya. Yawan ya fi girma a cikin tankunan ruwan teku, yana nuna cewa gogayya ta injiniya tare da lalacewar sinadarai yana haifar da zubar da microplastics. Wannan yana gabatar da wani al'amari na biyu, na dogon lokaci na muhalli don ayyukan FPV.

4.1 Samfurin Ƙimar Lalacewa

Ana iya ƙirƙira lalacewar rufewa a matsayin tsari na farko na motsi, inda ƙimar asarar juriya ta yi daidai da matsakaicin ion masu tsanani (misali, Cl⁻). Ana iya bayyana samfurin kamar haka:

$\frac{dR}{dt} = -k \cdot C_{ion} \cdot R$

Inda $R$ shine juriyar rufewa, $t$ shine lokaci, $k$ shine ƙayyadaddun ƙimar lalacewar kayan, kuma $C_{ion}$ shine matsakaicin ion masu tsanani. Haɗa wannan yana ba da lalacewar ma'auni: $R(t) = R_0 \cdot e^{-k \cdot C_{ion} \cdot t}$, wanda ya dace da saurin raguwar da aka gani a cikin ruwan teku don roba.

4.2 Tsarin Kimanta Haɗari

Ingantaccen kimanta haɗari don aikin igwayoyin FPV ya kamata ya bi wannan tsarin yanke shawara:

1. Rarraba Muhalli: Ƙayyade nau'in jikin ruwa (ruwa mai kyau, ruwa mai ɗan gishiri, ruwan teku), gishiri, pH, da bayanan zazzabi.
2. Tace Kayan Igwaya: Zaɓi igwayoyin da ke da kayan rufewa da aka tabbatar suna da juriya ga muhallin da aka gano (misali, XLPE, takamaiman roba na matakin teku). Duba bayanan gwajin tsufa da aka hanzarta bisa IEC 60811.
3. Rage Ƙira: Aiwatar da kariya ta jiki (bututu, tiren igwaya da aka ɗaga) don rage tsoma na dindindin.
4. Tsarin Sa ido: Kafa tushen ingancin ruwa da gwaji na lokaci-lokaci don jan karfe da TDS a kusa da hanyoyin igwaya.
5. Shirin Ƙarshen Rayuwa: Ƙirƙira shirin dakatarwa don dawo da igwaya da sake yin amfani da su don hana zubewa na dogon lokaci.