За проекти извън мрежата първият въпрос е почти винаги един и същ: Колко мощност е необходима на моята мобилна слънчева електроцентрала?
Няма еднозначен отговор за всички. Необходимата номинална мощност трябва да бъде изчислена, а не просто избрана. Едно неправилно предположение може да доведе до скъпоструваща преработка: една маломерна система може да не успее да издържи натоварването, докато прекалено голяма система обвързва капитал в капацитет, който може никога да не бъде използван.
Това ръководство разбива метода за оразмеряване, предоставя таблица за бърза справка за обичайните работни сценарии и обяснява защо фотоволтаичните модули, инверторите и съхранението на енергия трябва да се изчисляват отделно.
Започнете с изчисляване на три ключови стойности
Дневна консумация на енергия (kWh/ден)
Това е началната точка за всички изчисления на размерите. Това, което има значение, е реално консумираната електроенергия за 24 часа, а не сумата от номиналните стойности на оборудването или броя на устройствата, умножен по тяхната номинална мощност.
Има три начина за оценка на потреблението на място:
- Проверете историческите показания на измервателните уреди. Това обикновено е най-точният метод за проекти със съществуваща връзка към мрежата или дизелов генератор.
- Изчислете от списък с оборудване. Оценете консумацията на енергия на всяко устройство, като умножите номиналната му мощност по дневните му работни часове.
- Използвайте сравними проекти като справка.
Третият метод обикновено се използва за новосъздадени строителни лагери или минни обекти. Типичните прогнози за индустрията са: 30-членен строителен лагер: 60–120 kWh/ден; Строителен лагер за 100 души: 250–400 kWh/ден.
Пикова мощност и коефициент на потребление
Пиковата мощност определя необходимия капацитет на инвертора, докато дневната консумация на енергия определя необходимия фотоволтаичен капацитет. Това са два различни параметъра.
Оборудването на място обикновено не работи при пълно натоварване едновременно. Коефициент на търсене от 0,6–0,8 обикновено се използва в инженерните оценки. Приемането на коефициент на потребление от 1,0 може да доведе до прекомерен инвертор, оставяйки излишния капацитет неизползван през целия жизнен цикъл на проекта.
Едно важно съображение е оборудването с двигатели с висока мощност, като водни помпи, трошачки и подемно оборудване. Техният пусков ток трябва да се изчислява отделно. Моментният пусков ток на асинхронен двигател, използващ директен пуск, може да достигне 5–7 пъти номиналния си ток. Ако този проблем не бъде решен, дори инвертор с иначе подходящ размер може да задейства защитата си.
Нощна консумация на енергия като процент от ежедневната употреба
Тази цифра определя конфигурацията за съхранение на енергия. За лагери, които до голяма степен са незаети през деня, но консумират значително електроенергия през нощта, потреблението през нощта често може да надхвърли 50% от дневното потребление. За помпени станции, които работят предимно през светлата част на деня, делът през нощта може да бъде под 20%.
Колкото по-нисък е нощният дял, толкова повече съхранение служи като допълнителна функция. Колкото по-висок е делът, толкова по-критично за цялата система става съхранението на енергия.
Бърза справка за мощността за често срещани сценарии на работа
Следващата таблица обобщава типичните диапазони за шест често срещани работни сценария. Тези цифри се основават на опит в индустрията; действителните изисквания на проекта трябва да бъдат проверени спрямо списъка с товари.
| Оперативен сценарий | Дневна консумация на енергия (kWh) | Пикова мощност (kW) | Нощна консумация | Препоръчителен фотоволтаичен капацитет | Препоръчително съхранение на енергия |
| 30-членен строителен лагер | 60–120 | 15–25 | 50%–60% | Серия 20 kW | 40 kWh |
| Строителен лагер за 100 души | 250–400 | 50–70 | 50%–60% | Серия 56–75 kW | 121 kWh |
| Две дренажни помпи 22 kW (една работеща, една резервна) | 200–300 | 40–50 | Под 20% | Серия 56 kW | По желание, според изискванията |
| 12 × 400 W осветление на място (10 часа през нощта) | 50 | 5 | 100% | Серия 20 kW | 40 kWh |
| Телекомуникационна базова станция (24/7 работа) | 60–90 | 3–5 | 100% | Серия 20 kW | 40 kWh |
| Заваръчни машини, режещо оборудване и малки електрически инструменти | 80–150 | 20–40 | около 30% | Серия 56 kW | По желание, според изискванията |
За да използвате тази таблица, първо идентифицирайте работния сценарий и проверете кой диапазон отговаря на дневната консумация на енергия. Ако пиковата мощност и дневната консумация на енергия сочат различни размери на системата, използвайте по-високата номинална мощност като начална точка, след което проверете дали фотоволтаичният капацитет е достатъчен.
Защо PV модулите, инверторите и съхранението на енергия трябва да се оразмеряват отделно
Съотношение DC/AC: PV капацитетът обикновено е по-висок от номиналната мощност на инвертора
Изходът на фотоволтаичния модул е оценен при стандартни условия на изпитване: температура на модула от 25°C, излъчване от 1000 W/m² и коефициент на въздушна маса AM1,5. Когато температурата на задния лист на модула достигне 65°C на място, модулите от кристален силиций с температурен коефициент от -0,3%/°C може да изпитат намаление на изхода от приблизително 12%–14%.
Ако фотоволтаичният капацитет и номиналната мощност на инвертора са съпоставени в съотношение 1:1, системата може да не достигне номиналната мощност на инвертора през най-горещата част от деня, оставяйки част от капацитета на инвертора недостатъчно използван.
Обичайна индустриална практика е инсталираният фотоволтаичен капацитет да се оразмери на 1,1–1,3 пъти номиналната мощност на инвертора. Това съотношение е известно като съотношение DC/AC. Това не е завишена оценка; помага за по-добро използване на наличното слънчево лъчение.
Как да изчислим капацитета за съхранение на енергия
Капацитетът за съхранение на енергия зависи от консумацията на електроенергия през нощта и разрешената дълбочина на разреждане (DoD).
| Нощна консумация като дял от ежедневната употреба | Необходимо съхранение за 100 kWh/ден потребление | Описание |
| 20% | Прибл. 22–25 kWh | Обхваща само вечерно осветление и комуникации, като се приема 90% дълбочина на разреждане |
| 40% | Прибл. 45–50 kWh | Покрива спомагателни производствени товари през вечерта |
| 60% | Прибл. 67–75 kWh | За сценарии на денонощна работа, с допълнителен капацитет, запазен за облачни или дъждовни дни |
| 100% (телекомуникационна базова станция) | Прибл. 110–120 kWh | Изисква обмисляне на дизайна за 2–3 последователни облачни или дъждовни дни |
Изчислението може да се изрази като:
Капацитет за съхранение на енергия = Дневна консумация на енергия × Дел на потреблението през нощта ÷ Дълбочина на изпразване × Коефициент на резерв при облачно време (1,0–1,3)
Коефициентът на излишък може да бъде проверен с помощта на местни метеорологични данни модулът на JRC PVGIS извън мрежата.
За батерии с литиево-железен фосфат (LFP) типичната проектна стойност за дълбочина на разреждане е 90%. Не изчислявайте въз основа на предположението за 100% DoD, тъй като това може да компрометира живота на цикъла.
Живот на цикъла и график за смяна
Литиево-железно-фосфатните батерии могат да постигнат 5000–8000 цикъла при 80% дълбочина на разреждане. Ако приемем един цикъл на зареждане-разреждане на ден, това съответства на приблизително 13–21 години. Това е по-кратко от номиналния 25-годишен експлоатационен живот, който обикновено се определя за фотоволтаичните модули. Следователно съхранението на енергия може да изисква подмяна по време на жизнения цикъл на системата и не трябва да се пренебрегва при изчисленията на инвестициите.
Съчетаване на вашия проект с една от шестте продуктови серии
Мобилните соларни централи на ZM-Besta се предлагат в шест мощностни серии, обхващащи от 20 kW до 200 kW, с общо 24 модела. Основните спецификации са изброени по-долу.
| Серия | Инсталиран PV капацитет | Тип фотоволтаичен модул | Мощност на модул | Разположен отпечатък | Тегло на продукта (без съхранение на енергия) | Стандартно съхранение на енергия |
| 20 kW | 15–20 kW | N-тип TOPCon | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 т | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | N-тип TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 т | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | N-тип TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 т | По желание, според изискванията |
| 150 kW | 109–152 kW | N-тип TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 т | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | N-тип TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 т | По желание, според изискванията |
| 200 kW | 148–204 kW | N-тип TOPCon | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 т | По желание, според изискванията |
Общи спецификации в продуктовата гама:
- Ъгъл на монтаж: 25°
- Включен ъгъл на рамката: 130°
- Горещо поцинковано покритие на рамката: ≥55 μm
- Цинк-алуминиево-магнезиево покритие на водещи релси: ≥275 g/m²
- Време за разгръщане: ≤30 минути
- Устойчивост на вятър след разгръщане: степен 9
- Устойчивост на солен спрей: ≤C5
- Работна температура: -20°C до +50°C
- Степен на защита в прибрана конфигурация: IP55
- Хибриден инверторен изход: 380 V/400 V, трифазен, четирижилен
- Честота: 50/60 Hz
Четири често срещани грешки при определяне на размера, които трябва да избягвате
Просто добавяне на рейтингите на табелката на оборудването
Добавянето на номиналната мощност на всеки елемент от списъка с оборудване обикновено дава оценка, която е 30%–50% твърде висока. Не цялото оборудване работи едновременно и разликата може да се превърне директно в ненужни системни разходи.
Игнориране на свързаните с температурата изходни загуби
В пустинни минни райони с околна температура от 45°C, температурите на задния лист на фотоволтаичния модул могат да надвишат 70°C, намалявайки производителността с близо 15%. Оразмеряването на система въз основа на стандартната оценка при 25°C може да доведе до по-ниска от очакваната действителна мощност.
Оразмеряване на съхранение на енергия за пиково натоварване
Съхраняването на енергия представлява значителна част от общите разходи на системата. Оразмеряването на хранилището според пиковата мощност означава плащане за капацитет за съхранение за цял ден, за да се покрие пик, който може да настъпи само за два часа. Правилният подход е съхранението да се оразмерява въз основа на потреблението на енергия през нощта.
Пренебрегвайки изискванията за транспортиране и повдигане
Оборудване с разгърнат отпечатък от 110 m × 12 m и тегло 34 t изисква предварителни проверки на пътищата за достъп до площадката, радиуса на завиване и капацитета на повдигане на крана. Временните пътища в минните обекти често са проектирани за леки превозни средства. Ако се пренебрегнат изискванията за достъп и разтоварване на тежки превозни средства, оборудването може да пристигне на място, но да не може да бъде разтоварено.
Често задавани въпроси
Q1: Колко електроенергия може да генерира 20 kW мобилна слънчева електроцентрала на ден?
Производството зависи от местните слънчеви условия. Приемайки 4,5 пикови слънчеви часа и ефективност на системата от 0,75–0,8, всеки 1 kW инсталиран фотоволтаичен капацитет генерира приблизително 3,4–3,6 kWh на ден. Следователно система с мощност 20 kW ще генерира приблизително 68–72 kWh/ден. В райони с 5,5 пикови слънчеви часа дневното производство може да достигне около 85 kWh. Действителната местна PVOUT може да бъде заявена чрез координати в Глобален слънчев атлас.
Q2: Може ли системата директно да захранва моторно задвижвани товари?
Да, но трябва да се изчисли стартовият ток. Индукционен двигател с мощност 22 kW, използващ директен старт, може да черпи моментен ток от 110–150 A. Инверторът трябва да има достатъчна способност за претоварване, за да се справи с това изискване. За двигатели с висока мощност се препоръчва плавно пускане или задвижване с променлива честота (VFD) за намаляване на стартовия ток и свързания с него електрически удар.
Q3: Може ли системата да работи без съхранение на енергия?
да За приложения, които консумират основно електроенергия през деня, като помпени станции и операции по трошене, системата може да работи без съхранение на енергия, като инверторът доставя мощност в отговор на натоварването. Въпреки това, приложения, които изискват резервно захранване през нощта или при облачно време, се нуждаят от съхранение на енергия.
Q4: Може ли системата да бъде разширена?
Модулният дизайн поддържа разширяване на капацитета чрез добавяне и свързване на допълнителни модули паралелно. Преди разширяване проверете максималния разрешен брой паралелни модули на инвертора и капацитета на точката на свързване. Добавянето само на фотоволтаичен капацитет без надграждане на електрическата разпределителна система може да не е достатъчно.
Q5: Колко дълго може да работи оборудването в среда, натоварена със сол?
Продуктовата гама е определена с рейтинг на устойчивост на солени пръски ≤C5 и покритие на горещо поцинкована рамка от ≥55 μm. Съгласно класификацията на корозия на ISO 12944, C5-M се отнася за силно корозивна морска среда, включително определени крайбрежни места в рамките на 500 m от морето. С това ниво на защита и редовни инспекции, системата може да издържи експлоатационен период от повече от 15 години. Действителният експлоатационен живот все още зависи от специфичните за обекта условия на корозия и честотата на поддръжка.
Контакт: info@xzbesta.com
