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腐食性・塩分を含む環境および海洋環境における Hukx 日射計

Hukx 日射計は世界中で使用されています。腐食性の強い塩分環境や海洋環境向けに正式な仕様は設けていませんが、これらの環境でも問題なく運用されています。本ノートでは次の点を紹介します。

  • 腐食トラブルを避けるために、機器設計で実施した対策
  • 塩性湿地での日射計の成功事例

はじめに

Hukx 日射計は、あらゆる気候帯で世界中に展開されています。正式な「定格動作条件」には、汚染された空気、激しい雹、砂嵐といった例外的な条件は含まれていません。塩分を含む大気環境も同様に除外されています。しかし実際には、これらの環境でもユーザーの判断により運用されており、問題なく使用されている例が多数あります。Hukx は、定格条件を超える環境であっても長寿命を確保できるよう、可能な限りの対策を講じています。

塩による腐食から機器を守るため、Hukx では以下の対策を実施しています。

材料選定

  • 高品位アルミニウム(EN AW 6082)+追加のアルマイト処理を採用し、優れた耐食性を確保。
  • IP67 プラスチックコネクタを使用。ケーブルを樹脂でインジェクション成形し、ねじ部にはステンレスを採用。

試験

  • SAE J2334(サイクル腐食試験)に合格。一般に「塩水噴霧試験」と呼ばれ、設計の耐腐食性能を評価するために用いられます。

機器設計

  • 底面 1 本ボルトによる取り付け:塩分や水への暴露を最小化。底面のねじ部には ステンレス(A2)ヘリサートを使用し、異種金属接触による電食を抑制。 ※競合製品では、アルミ筐体にステンレスボルトを貫通させる構造が多く、電食が発生しやすい。
  • スプリング式レベリング機構:接続ボルトに触れたり回したりせずに調整可能。
  • クローズド型サンスクリーン:雨水や塩水の侵入を抑制。 ※競合製品の半開放型スクリーンは水が筐体に触れやすい。
  • 独立したアース端子: 取り付けボルトは腐食しやすく、センサーのアースとして適しません。Hukx 日射計は専用のアースラグを備えており、筐体を確実かつ低抵抗で接地できます。
図 1 耐腐食設計:Hukx 日射計(例:SR300‑D1)は、筐体を貫通するボルトを使用せず、底面から 1 本のボルトで取り付けられます。このボルトは水に触れない位置にあり、腐食リスクを最小化します。
図 2 SR300‑D1 は独立したアース端子を備えています。
図 3 耐腐食設計:ボルトはスプリング機構を備えており、レベリング時に筐体を貫通するボルトを緩める必要がありません。筐体を通るボルトが存在しないため、腐食リスクが大幅に低減されています。
図 4 耐腐食設計:ボルトはスプリング機構を備え、ステンレス製ヘリサートを介して筐体に接続されています。筐体を貫通するボルトは一切なく、サンスクリーンもクローズド構造で、雨水や塩水の侵入を抑制します。

避けるべき事項

図 5 と図 6 に示されている機器では、腐食対策アース設計の優先度が低く設定されています。

図 5 耐腐食性と接地性能に問題のある競合日射計:   2 本のステンレス製ボルト(1)がアルミ筐体を貫通する構造になっており、このような異種金属接触は電食が発生しやすい設計です。腐食を抑えるために 2 枚のプラスチックワッシャー(2)が追加されていますが、長期的に信頼できる方法ではないことはユーザーにもよく知られています。また、この機器では取り付けプレートを日射計の接地として利用する設計になっています。しかし、プラスチックワッシャー(2)が電気的接触を妨げており、適切な接地ができません。さらに、レベリング脚はアルマイト処理されたアルミ製で、良好な電気接触を得るには不適切です。
図 6 競合日射計(オープン型サンスクリーン): サンスクリーンに開口部があるため、雨水や塩水のスプレーが内部へ通過し、筐体に直接触れる可能性があります。

塩分環境での設置例:Khavda ソーラーパーク

インド・グジャラート州にある Gujarat Hybrid Renewable Energy Park は、世界最大級のエネルギーパークです。その一部である Khavda 太陽光発電所は、インドの Great Rann of Kutch に広がる塩湖地帯(ソルトパン)に位置しています。周囲には広大な塩湖と塩湿地が広がり、大気中の塩分濃度が非常に高い環境です。これは、海岸付近の強腐食性環境に近い条件といえます。

このような環境下で、5 GW 近い設備容量に対して 400 台以上の Hukx センサーが問題なく稼働していることは、Hukx 製品が沿岸地域にも適していることを示しています。

Figure 7 The Khavda PV power plant.
図 8 Khavda 太陽光発電所に設置された Hukx SR20 日射計(VU01 ベンチレーションユニット付き)。隣には水を使わない清掃ロボットが配置されています。

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