研制一種戶外分接箱太陽能除濕裝置

2021-05-13 09:22:26伍梓超

科技風 2021年13期

摘?要：以戶外分接箱太陽能除濕裝置為基本探討對象，突破傳統技術的束縛，將太陽能視為電源，所配套的裝置經過冷凝工藝后達到除濕的效果，在保證分接箱內溫度維持穩定的前提下，高效完成水汽的收集與除濕操作，全流程中設備的能耗較低，安全可靠。

關鍵詞：太陽能;除濕裝置;分接箱

1?背景技術

10kV戶外分接箱裝置組成中，基礎底部配套電纜井，其與分接箱基礎間難以實現完全的密封阻隔，不利于分接箱的運行，受潮濕陰冷環境的影響，加大箱內電纜附件、帶電顯示器等相關裝置的故障發生概率，伴有局部放電、閃絡等問題，導致整體裝置處于失衡的狀態[12]。部分10kV戶外分接箱未配套除濕裝置，無法滿足除濕要求;在某些情況下雖然配套該裝置，但必須得到220V電源的支持，而與之相矛盾的是10kV戶外分接箱的安裝場景通常發生于戶外，難以從固有電網中實現220V電源的接入，導致該除濕裝置缺乏電能的支持，無法發揮出作用，形同虛設。

而通過對太陽能的應用可滿足電源供應需求，經加熱處理后使水蒸氣蒸發，達到除濕的效果，但其依然具有局限性[34]。一方面，經過持續的蒸發后，水蒸氣將散布在分接箱內的各角落，箱內的實際除濕效果欠佳;另一方面，過度加熱將影響分接箱的內部溫度，超出零部件的最佳運行溫度，不利于零部件的正常使用，而遇戶外較低氣溫的條件時，箱內將存在較明顯的水汽凝結現象。

2?戶外分接箱太陽能除濕裝置的技術方案

鑒于前述所提的技術局限性，此處提出太陽能供電+冷凝除濕相結合的方式，基本目標在于以確保分接箱的內部溫度具有合理性為前提，高效收集水汽并除濕。以該目標為工作導向，確定技術方案：

以太陽能除濕裝置為主體，基本組成包含太陽能供電箱、除濕器（負壓風扇、冷凝散熱排）等。在結構組成中，太陽能供電箱連接的是負壓風扇和冷凝散熱排。通過太陽能供電箱的穩定運行，能夠充分發揮出太陽能的使用價值，面向除濕裝置提供電能，以便在不對接電網的情況下也可驅動除濕裝置正常運行，實現除濕功能。并且，太陽能是具有節能、環保特性的能源，正好順應了綠色發展潮流。太陽能供電箱除了輸送電能外，還可有效儲存富余的電能，確保在陰雨天氣時除濕裝置依然可享受到高品質的電能供應服務，達到資源效益最大化的效果。

在除濕裝置的組成中，負壓風扇可吸入空氣中的水汽，再匯聚至冷凝散熱排內，在實現對水汽的凝結處理后達到除濕的效果。除濕裝置的內部零部件均具有低能耗的特點，對電量的需求量較小，加之太陽能供電箱具備儲電功能，因此即便遇到持續性的陰雨天氣，也依然可維持正常供電狀態，使分接箱穩定運行。

太陽能供電箱集多類單元于一體，各自分別對應特定的功能，包含太陽能的采集、存儲、控制三大單元，彼此協同作業。對于太陽能采集單元而言，其為多層可折疊結構，使用過程中的靈活性更強。

3?實施方式

3.1?實施例1

太陽能除濕裝置102實例，其工藝原理如圖1所示，除濕裝置的結構組成如圖2所示。

結合圖中內容展開分析，在除濕裝置中，其具體包含濕度傳感器和時間控制器兩部分。其中，濕度傳感器的主要作用在于自動監測濕度，以所得的監測結果為準，設定時間控制器的時間，形成定時，使負壓風扇和冷凝散熱排兩部分可在該時間段內持續運行狀態，滿足除濕的要求。通過濕度傳感器與時間傳感器兩大裝置的協同作用，可檢測實際狀況，動態采取控制措施，達到自動除濕的效果。

對于太陽能供電箱，其中的存儲單元可實現對電能的存儲與釋放操作，具體根據現場天氣情況而定，晴天則收集并存儲富余的電能，陰雨天氣則向除濕裝置釋放電能;太陽能采集單元的功能在于高效采集太陽光，通過對太陽能的轉化處理，生成電能，供除濕裝置所用;太陽能控制單元主要服務對象為太陽能存儲單元，可實現對其充放電的控制。

太陽能采集單元采用的是多層可折疊結構，其除了滿足基礎層面的太陽能采集需求外，還可便捷收納，所需的空間占用量相對較少。具體而言，在搬運和儲存期間可以將太陽能采集單元折疊，減小體積;在運行階段則將太陽能采集單元展開，使其可充分地采集陽光，高效生產電能。除此之外，太陽能采集單元的電池具有較完善的功能，主要有兩種：一是晶體硅太陽電池，作為一種典型的傳統形式，其應用優勢在于對光能的轉化效率較高，可減少資源損耗量;二是薄膜電池，體積小、可彎曲。對于太陽能存儲單元，其配置的是鋰電池，具有較良好的續航效果，可以滿足連續陰雨天氣下除濕裝置的電能需求。

3.2?實施例2

結合圖3的戶外分接箱結構情況展開分析。戶外分接箱是10kV電網中不可或缺的裝置，通過支撐架的作用有效維持戶外分接箱的穩定性，在運行太陽能除濕裝置后，可以實現對戶外分接箱的除濕操作，以保證在回南天等各類天氣環境下均可高效除濕。在常規的10kV帶電設備運行期間，除濕裝置使用的是強電，若處于停電的狀態，箱內還帶有220V易觸電點，技術人員若不慎操作，則容易發生觸電事故，安全隱患較多，違背了安全性的設計原則。并且，戶外分接箱的內部環境欠佳，除濕裝置的故障發生概率較高，若存在故障易出現漏電的情況，導致包含箱體外殼在內的各類金屬設備處于放電的狀態，外界人員碰觸該部分裝置后，隨之發生觸電事故。而在本次設計中，除濕裝置可在弱電24V的條件下運行，能夠有效降低觸電的發生概率，而即便發生也可減小其不良影響范圍。

除濕裝置共兩個，安裝位置分別為箱體的頂部和底部，必要時可在戶外分接箱內適當增加除濕裝置，以提高除濕效率。

太陽能采集單元與支撐架采取的是轉動連接的方式，其優勢在于可靈活調整太陽能采集單元的方向，以便在日間充分采集太陽能，經轉化后產生更加豐富的電能。在支撐架的底部配套數個萬向輪，其提高了戶外分接箱移動的便捷性，可根據需求快速轉移至特定場所，搬運量隨之減少。

4?應用效果分析

該裝置可達到以下應用效果：

（1）以太陽能這一節能型能源為動力源，一方面可解決以往接入固定電源難度較大的問題，另一方面則減少了能源投入。

（2）冷凝散熱排的運行原理為冷凝除濕，此過程中分接箱內的溫度無異常上升的情況。

（3）除濕裝置內部的元件能耗較低，未對電能供應提出過高的要求，而太陽能存儲單元的儲量較大，因此即便在持續陰雨天氣下也可正常除濕。

（4）時間控制器具有調控作用，除濕裝置可在特定的時間內展開除濕作業，無須工作時則閑置，合理利用資源，可提高除濕裝置的耐久性。

（5）太陽能采集單元具有多層可折疊的特點，因此能夠提高采集效率，減小非運行狀態下的空間占有量，也可根據需求靈活搬運。

5?結語

綜上所述，文章以戶外分接箱太陽能除濕裝置為基本對象，對其結構組成、技術特點展開分析，克服了以往能耗高、安全性不足、除濕效果差等問題，可充分發揮出太陽能的應用優勢，實現集約化運行的目標，取得較高的除濕效率，總體來看具有可行性。通過本次分析希望能為同行提供可行的參考。

參考文獻：