Za projekte van mreže, prvo pitanje je gotovo uvijek isto: Koliko je energije potrebno mojoj mobilnoj solarnoj elektrani?
Ne postoji jednoznačan odgovor. Potrebna nazivna snaga mora se izračunati, a ne jednostavno odabrati. Jedna pogrešna pretpostavka može dovesti do skupe prerade: premali sistem možda neće izdržati opterećenje, dok preveliki sistem vezuje kapital u kapacitetu koji se možda nikada neće iskoristiti.
Ovaj vodič razlaže metodu dimenzioniranja, pruža tabelu sa brzim referencama za uobičajene radne scenarije i objašnjava zašto se fotonaponski moduli, pretvarači i skladište energije moraju izračunati zasebno.
Počnite tako što ćete izračunati tri ključne vrijednosti
Dnevna potrošnja energije (kWh/dan)
Ovo je početna tačka za sve proračune veličine. Ono što je važno je stvarna potrošnja električne energije tokom 24 sata - a ne zbir ocjena opreme na pločici s natpisom ili broj uređaja pomnožen njihovom nazivnom snagom.
Postoje tri načina za procjenu potrošnje na licu mjesta:
- Provjerite historijska očitanja brojila. Ovo je općenito najpreciznija metoda za projekte s postojećim priključkom na mrežu ili dizel generatorom.
- Izračunajte na osnovu liste opreme. Procijenite potrošnju energije svakog uređaja množenjem njegove nazivne snage sa dnevnim radnim satima.
- Koristite uporedive projekte kao referencu.
Treća metoda se obično koristi za novoosnovane građevinske kampove ili rudarske lokacije. Tipične procjene industrije su: građevinski kamp za 30 osoba: 60–120 kWh/dan; Građevinski kamp za 100 osoba: 250–400 kWh/dan.
Maksimalna snaga i faktor potražnje
Vršna snaga određuje potrebni kapacitet pretvarača, dok dnevna potrošnja energije određuje potrebni PV kapacitet. To su dva različita parametra.
Oprema na licu mesta obično ne radi pri punom opterećenju istovremeno. Faktor potražnje od 0,6–0,8 obično se koristi u inženjerskim procjenama. Uz pretpostavku da je faktor potražnje 1,0 može rezultirati prevelikim pretvaračem, ostavljajući višak kapaciteta neiskorištenim tokom životnog ciklusa projekta.
Jedna važna stvar koju treba uzeti u obzir je oprema sa motorima velike snage, kao što su pumpe za vodu, drobilice i oprema za dizanje. Njihova početna struja mora se posebno izračunati. Trenutna početna struja indukcionog motora koji koristi direktno pokretanje može dostići 5-7 puta veću od nazivne struje. Ako se ovaj problem ne riješi, čak i inverter inače odgovarajuće veličine može isključiti svoju zaštitu.
Noćna potrošnja energije kao procenat dnevne upotrebe
Ova brojka određuje konfiguraciju skladištenja energije. Za kampove koji su uglavnom prazni tokom dana, ali troše značajnu električnu energiju noću, noćna potrošnja često može premašiti 50% dnevne potrošnje. Za crpne stanice koje rade uglavnom tokom dana, noćni udio može biti ispod 20%.
Što je noćni udio manji, to više prostora za skladištenje služi kao dopunska funkcija. Što je veći udio, skladištenje energije postaje kritičnije za cjelokupni sistem.
Brza referenca za napajanje za uobičajene operativne scenarije
Sljedeća tabela sažima tipične raspone za šest uobičajenih operativnih scenarija. Ove brojke su zasnovane na iskustvu industrije; stvarni zahtjevi projekta moraju se provjeriti u odnosu na listu opterećenja.
| Operativni scenario | Dnevna potrošnja energije (kWh) | vršna snaga (kW) | Noćna potrošnja | Preporučeni PV kapacitet | Preporučeno skladištenje energije |
| Građevinski kamp za 30 osoba | 60–120 | 15–25 | 50%–60% | Serija 20 kW | 40 kWh |
| Građevinski kamp za 100 osoba | 250–400 | 50–70 | 50%–60% | Serija 56–75 kW | 121 kWh |
| Dvije drenažne pumpe od 22 kW (jedna radna, jedna u pripravnosti) | 200–300 | 40–50 | Ispod 20% | Serija 56 kW | Opciono, po potrebi |
| 12 × 400 W svjetla mjesta (10 sati noću) | 50 | 5 | 100% | Serija 20 kW | 40 kWh |
| Telekomunikaciona bazna stanica (24/7 rad) | 60–90 | 3–5 | 100% | Serija 20 kW | 40 kWh |
| Mašine za zavarivanje, oprema za rezanje i mali električni alati | 80–150 | 20–40 | oko 30% | Serija 56 kW | Opciono, po potrebi |
Da biste koristili ovu tabelu, prvo odredite scenarij rada i provjerite koji raspon odgovara dnevnoj potrošnji energije. Ako vršna snaga i dnevna potrošnja energije upućuju na različite veličine sistema, koristite višu ocjenu snage kao početnu tačku, a zatim provjerite da li je PV kapacitet dovoljan.
Zašto se PV moduli, pretvarači i skladište energije moraju zasebno dimenzionirati
Odnos DC/AC: PV kapacitet je obično veći od nominalnog izlaza invertera
Izlaz PV modula je ocijenjen pod standardnim ispitnim uvjetima: temperatura modula od 25°C, zračenje od 1000 W/m² i koeficijent mase zraka AM1,5. Kada temperatura zadnjeg sloja modula dostigne 65°C na licu mjesta, moduli kristalnog silicija s temperaturnim koeficijentom od -0,3%/°C mogu doživjeti smanjenje izlazne snage od približno 12%-14%.
Ako se PV kapacitet i nazivni izlaz pretvarača poklapaju u omjeru 1:1, sistem možda neće postići nazivnu snagu pretvarača tokom najtoplijeg dijela dana, ostavljajući dio kapaciteta pretvarača nedovoljno iskorištenim.
Uobičajena praksa u industriji je da se instalirani fotonaponski kapacitet dimenzionira 1,1-1,3 puta od nazivne snage invertera. Ovaj odnos je poznat kao DC/AC odnos. To nije naduvan rejting; pomaže da se bolje iskoristi raspoloživo sunčevo zračenje.
Kako izračunati kapacitet skladištenja energije
Kapacitet skladištenja energije zavisi od noćne potrošnje električne energije i dozvoljene dubine pražnjenja (DoD).
| Noćna potrošnja kao udio dnevne upotrebe | Potrebno skladište za 100 kWh/dan potrošnje | Opis |
| 20% | Pribl. 22–25 kWh | Pokriva samo večernju rasvjetu i komunikacije, pretpostavljajući 90% dubine pražnjenja |
| 40% | Pribl. 45–50 kWh | Pokriva pomoćna proizvodna opterećenja tokom večeri |
| 60% | Pribl. 67–75 kWh | Za scenarije non-stop, sa dodatnim kapacitetom rezervisanim za oblačne ili kišne dane |
| 100% (telekomunikacijska bazna stanica) | Pribl. 110–120 kWh | Zahtijeva razmatranje dizajna za 2-3 uzastopna oblačna ili kišna dana |
Obračun se može izraziti kao:
Kapacitet skladištenja energije = dnevna potrošnja energije × udio noćne potrošnje ÷ Dubina pražnjenja × faktor rezerve po oblačnom vremenu (1,0–1,3)
Faktor redundancije se može provjeriti u odnosu na lokalne meteorološke podatke JRC PVGIS sistemski modul van mreže.
Za litijum-gvožđe-fosfatne (LFP) baterije, tipična projektovana vrednost dubine pražnjenja je 90%. Nemojte računati na pretpostavci 100% DoD, jer to može ugroziti životni vijek ciklusa.
Životni vijek i raspored zamjene
Litijum gvožđe fosfatne baterije mogu postići 5.000–8.000 ciklusa na 80% dubine pražnjenja. Uz pretpostavku jednog ciklusa punjenja-pražnjenja dnevno, to odgovara otprilike 13-21 godini. To je kraće od nominalnog vijeka trajanja od 25 godina koji je uobičajen za fotonaponske module. Skladištenje energije stoga može zahtijevati zamjenu tokom životnog ciklusa sistema i ne treba ga zanemariti u proračunima ulaganja.
Usklađivanje vašeg projekta s jednom od šest serija proizvoda
ZM-Besta mobilne solarne elektrane dostupne su u šest serija snage, koje pokrivaju od 20 kW do 200 kW, sa ukupno 24 modela. Ključne specifikacije su navedene u nastavku.
| Serije | Instalirani PV kapacitet | Tip PV modula | Snaga po modulu | Deployed Footprint | Težina proizvoda (bez skladištenja energije) | Standardno skladište energije |
| 20 kW | 15–20 kW | N-tip TOPCon | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | N-tip TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | N-tip TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 t | Opciono, po potrebi |
| 150 kW | 109–152 kW | N-tip TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | N-tip TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Opciono, po potrebi |
| 200 kW | 148–204 kW | N-tip TOPCon | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Opciono, po potrebi |
Uobičajene specifikacije u čitavom asortimanu proizvoda:
- Ugao ugradnje: 25°
- Ugao uključenog okvira: 130°
- Toplo pocinkovani premaz na okviru: ≥55 μm
- Cink-aluminijum-magnezijum premaz na vodilicama: ≥275 g/m²
- Vrijeme primjene: ≤30 minuta
- Otpor na vjetar nakon postavljanja: 9
- Otpornost na prskanje soli: ≤C5
- Radna temperatura: -20°C do +50°C
- Stepen zaštite u spremljenoj konfiguraciji: IP55
- Izlaz hibridnog invertera: 380 V/400 V, trofazni, četvorožični
- Frekvencija: 50/60 Hz
Četiri uobičajene greške u određivanju veličine koje treba izbjegavati
Jednostavno zbrajanje ocjena na pločici s podacima
Dodavanje nazivne snage svake stavke na listi opreme obično daje procjenu koja je 30% – 50% previsoka. Oprema ne radi sve istovremeno, a razlika se može direktno prevesti u nepotrebne sistemske troškove.
Zanemarivanje izlaznih gubitaka povezanih s temperaturom
U pustinjskim rudarskim područjima sa ambijentalnom temperaturom od 45°C, temperature zadnje ploče PV modula mogu premašiti 70°C, smanjujući izlaz za skoro 15%. Dimenzionisanje sistema na osnovu standardne vrednosti na 25°C može rezultirati nižim stvarnim učinkom od očekivanog.
Određivanje veličine skladišta energije za vršno opterećenje
Skladištenje energije čini značajan dio ukupnih troškova sistema. Dimenzioniranje skladišta prema vršnoj snazi znači plaćanje za cjelodnevni kapacitet skladištenja kako bi se pokrio vrhunac koji se može dogoditi za samo dva sata. Ispravan pristup je veličina skladišta na osnovu noćne potrošnje energije.
Gledajući zahtjeve za transport i dizanje
Oprema s raspoređenim otiskom od 110 m × 12 m i težinom od 34 t zahtijeva prethodnu provjeru pristupnih puteva gradilištu, radijusa okretanja i nosivosti dizalice. Privremeni putevi na rudarskim lokacijama često su dizajnirani za laka vozila. Ako se zanemare zahtjevi za pristup teškim vozilima i istovar, oprema može stići na mjesto, ali je nemoguće istovariti.
Često postavljana pitanja
P1: Koliko električne energije može proizvesti mobilna solarna elektrana od 20 kW dnevno?
Proizvodnja zavisi od lokalnih solarnih uslova. Uz pretpostavku 4,5 vršnih sunčanih sati i efikasnost sistema od 0,75–0,8, svaki 1 kW instaliranog PV kapaciteta generiše približno 3,4–3,6 kWh dnevno. Sistem od 20 kW bi stoga proizveo otprilike 68-72 kWh/dan. U područjima sa 5,5 vršnih sunčanih sati, dnevna proizvodnja može doseći oko 85 kWh. Stvarni lokalni PVOUT može se upitati po koordinatama u Globalni solarni atlas.
P2: Može li sistem direktno napajati motorna opterećenja?
Da, ali početna struja se mora izračunati. Indukcioni motor od 22 kW koji koristi direktno pokretanje može da povuče trenutnu struju od 110–150 A. Inverter mora imati dovoljnu sposobnost preopterećenja da podnese ovaj zahtjev. Za motore velike snage preporučuje se soft starter ili frekventni pretvarač (VFD) kako bi se smanjila startna struja i povezani električni udar.
P3: Može li sistem raditi bez skladištenja energije?
Da. Za aplikacije koje uglavnom troše električnu energiju tokom dana, kao što su pumpne stanice i operacije drobljenja, sistem može raditi bez skladištenja energije, pri čemu inverter daje snagu kao odgovor na opterećenje. Međutim, aplikacijama koje zahtijevaju rezervno napajanje noću ili po oblačnom vremenu potrebno je skladištenje energije.
P4: Može li se sistem proširiti?
Modularni dizajn podržava proširenje kapaciteta dodavanjem i paralelnim povezivanjem dodatnih jedinica. Prije proširenja provjerite maksimalni dozvoljeni broj paralelnih jedinica pretvarača i kapacitet priključne točke. Samo dodavanje PV kapaciteta bez nadogradnje sistema električne distribucije možda neće biti dovoljno.
P5: Koliko dugo oprema može raditi u okruženju punom soli?
Asortiman proizvoda je specificiran sa ocjenom otpornosti na prskanje soli ≤C5 i toplo pocinkovanim premazom okvira od ≥55 μm. Prema ISO 12944 klasifikaciji korozije, C5-M se odnosi na visoko korozivna morska okruženja, uključujući određene obalne lokacije unutar 500 m od mora. Sa ovim nivoom zaštite i redovnim pregledima, sistem može podržati radni period duži od 15 godina. Stvarni vijek trajanja i dalje ovisi o specifičnim uvjetima korozije i učestalosti održavanja.
Kontakt: info@xzbesta.com
