U projektů mimo síť je první otázka téměř vždy stejná: Kolik energie potřebuje moje mobilní solární elektrárna?
Neexistuje žádná univerzální odpověď. Požadovaný jmenovitý výkon je třeba vypočítat, nikoli jednoduše vybrat. Jeden nesprávný předpoklad může vést k nákladným přepracováním: poddimenzovaný systém nemusí unést zátěž, zatímco předimenzovaný systém váže kapitál v kapacitě, která nemusí být nikdy využita.
Tato příručka rozebírá metodu dimenzování, poskytuje rychlou referenční tabulku pro běžné provozní scénáře a vysvětluje, proč je nutné PV moduly, střídače a zásobníky energie počítat samostatně.
Začněte výpočtem tří klíčových hodnot
Denní spotřeba energie (kWh/den)
Toto je výchozí bod pro všechny výpočty velikosti. Důležitá je skutečná elektřina spotřebovaná za 24 hodin – nikoli součet jmenovitých hodnot zařízení nebo počet zařízení vynásobený jejich jmenovitým výkonem.
Existují tři způsoby, jak odhadnout spotřebu na místě:
- Zkontrolujte historické odečty elektroměrů. Toto je obecně nejpřesnější metoda pro projekty se stávajícím připojením k síti nebo dieselovým generátorem.
- Vypočítejte ze seznamu zařízení. Odhadněte spotřebu energie každého zařízení vynásobením jeho jmenovitého výkonu jeho denními provozními hodinami.
- Jako referenci použijte srovnatelné projekty.
Třetí metoda se běžně používá pro nově zřízené stavební tábory nebo těžební místa. Typické odhady v oboru jsou: stavební tábor pro 30 osob: 60–120 kWh/den; Stavební tábor pro 100 osob: 250–400 kWh/den.
Maximální výkon a faktor poptávky
Špičkový výkon určuje požadovanou kapacitu střídače, zatímco denní spotřeba energie určuje požadovanou FV kapacitu. To jsou dva různé parametry.
Zařízení na místě normálně nepracuje současně při plném zatížení. V technických odhadech se běžně používá faktor poptávky 0,6–0,8. Za předpokladu faktoru poptávky 1,0 může dojít k předimenzovanému měniči a ponechání nadměrné kapacity nevyužité po celou dobu životního cyklu projektu.
Jedním z důležitých aspektů je zařízení s vysoce výkonnými motory, jako jsou vodní čerpadla, drtiče a zvedací zařízení. Jejich rozběhový proud se musí vypočítat samostatně. Okamžitý rozběhový proud indukčního motoru využívajícího přímé spouštění může dosáhnout 5–7násobku jeho jmenovitého proudu. Pokud se tento problém nevyřeší, může i jinak adekvátně dimenzovaný měnič vypnout ochranu.
Spotřeba energie v noci jako procento denní spotřeby
Tento údaj určuje konfiguraci úložiště energie. U kempů, které jsou přes den z velké části neobsazené, ale v noci spotřebovávají značné množství elektřiny, může noční spotřeba často přesáhnout 50 % denní spotřeby. U čerpacích stanic, které pracují převážně během denního světla, může být podíl v noci nižší než 20 %.
Čím nižší je noční podíl, tím více úložiště slouží jako doplňková funkce. Čím vyšší je podíl, tím kritičtější se pro celý systém stává ukládání energie.
Rychlý přehled napájení pro běžné provozní scénáře
Následující tabulka shrnuje typické rozsahy pro šest běžných provozních scénářů. Tato čísla vycházejí ze zkušeností v oboru; skutečné požadavky projektu musí být ověřeny podle seznamu zatížení.
| Provozní scénář | Denní spotřeba energie (kWh) | Špičkový výkon (kW) | Noční spotřeba | Doporučená kapacita FV | Doporučené skladování energie |
| Stavební tábor pro 30 osob | 60–120 | 15–25 | 50 %–60 % | řada 20 kW | 40 kWh |
| Stavební tábor pro 100 osob | 250–400 | 50–70 | 50 %–60 % | řada 56–75 kW | 121 kWh |
| Dvě drenážní čerpadla 22 kW (jedno provozní, jedno pohotovostní) | 200–300 | 40–50 | pod 20 % | řada 56 kW | Volitelné, podle potřeby |
| 12 × 400 W osvětlení místa (10 hodin v noci) | 50 | 5 | 100 % | řada 20 kW | 40 kWh |
| Telekomunikační základnová stanice (24/7 provoz) | 60–90 | 3–5 | 100 % | řada 20 kW | 40 kWh |
| Svařovací stroje, řezací zařízení a malé elektrické nářadí | 80–150 | 20–40 | kolem 30 % | řada 56 kW | Volitelné, podle potřeby |
Chcete-li použít tuto tabulku, nejprve identifikujte provozní scénář a zkontrolujte, který rozsah odpovídá denní spotřebě energie. Pokud špičkový výkon a denní spotřeba energie ukazují na různé velikosti systému, použijte jako výchozí bod vyšší jmenovitý výkon a poté ověřte, zda je kapacita FV systému dostatečná.
Proč musí být FV moduly, střídače a úložiště energie dimenzovány samostatně
Poměr DC/AC: Kapacita FV je obvykle vyšší než jmenovitý výkon měniče
Výkon FV modulu je hodnocen za standardních testovacích podmínek: teplota modulu 25 °C, ozáření 1 000 W/m² a součinitel hmotnosti vzduchu AM1,5. Když teplota zadní vrstvy modulu na místě dosáhne 65 °C, moduly z krystalického křemíku s teplotním koeficientem -0,3 %/°C mohou zaznamenat snížení výkonu přibližně o 12 % až 14 %.
Pokud se kapacita FV a jmenovitý výkon střídače shodují v poměru 1:1, systém nemusí během nejteplejší části dne dosáhnout jmenovitého výkonu střídače, takže část kapacity střídače bude nevyužitá.
Běžnou průmyslovou praxí je dimenzovat instalovanou FV kapacitu na 1,1–1,3násobek jmenovitého výkonu střídače. Tento poměr je známý jako poměr DC/AC. Nejedná se o nafouknuté hodnocení; pomáhá lépe využívat dostupné sluneční záření.
Jak vypočítat kapacitu úložiště energie
Kapacita akumulace energie závisí na noční spotřebě elektřiny a povolené hloubce vybití (DoD).
| Noční spotřeba jako podíl denní spotřeby | Požadované úložiště pro 100 kWh/den spotřeby | Popis |
| 20 % | Přibl. 22–25 kWh | Pokrývá pouze večerní osvětlení a komunikaci za předpokladu 90% hloubky vybití |
| 40 % | Přibl. 45–50 kWh | Pokrývá pomocné výrobní zátěže během večera |
| 60 % | Přibl. 67–75 kWh | Pro scénáře nepřetržitého provozu s dodatečnou kapacitou vyhrazenou pro zatažené nebo deštivé dny |
| 100 % (telekomunikační základnová stanice) | Přibl. 110–120 kWh | Vyžaduje zvážení návrhu pro 2–3 po sobě jdoucí zatažené nebo deštivé dny |
Výpočet lze vyjádřit takto:
Kapacita akumulace energie = denní spotřeba energie × podíl spotřeby v noci ÷ hloubka vybití × faktor rezervy za zataženého počasí (1,0–1,3)
Faktor redundance lze ověřit pomocí místních meteorologických dat modul off-grid systému JRC PVGIS.
Pro lithium-železo fosfátové (LFP) baterie je typická návrhová hodnota hloubky vybití 90 %. Nepočítejte s předpokladem 100% DoD, protože to může ohrozit životnost cyklu.
Životnost cyklu a plán výměny
Lithium-železo fosfátové baterie mohou dosáhnout 5 000–8 000 cyklů při 80% hloubce vybití. Za předpokladu jednoho cyklu nabití-vybití za den to odpovídá přibližně 13–21 letům. To je kratší než jmenovitá 25letá životnost běžně uváděná pro FV moduly. Skladování energie proto může vyžadovat výměnu během životního cyklu systému a nemělo by být při investičních kalkulacích přehlíženo.
Přizpůsobte svůj projekt jedné ze šesti produktových řad
Mobilní solární elektrárny ZM-Besta jsou k dispozici v šesti výkonových řadách, pokrývajících 20 kW až 200 kW, s celkem 24 modely. Klíčové specifikace jsou uvedeny níže.
| série | Instalovaná kapacita FV | Typ FV modulu | Výkon na modul | Nasazená stopa | Hmotnost produktu (bez skladování energie) | Standardní úložiště energie |
| 20 kW | 15-20 kW | TOPCon typu N | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | TOPCon typu N | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | TOPCon typu N | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 t | Volitelné, podle potřeby |
| 150 kW | 109–152 kW | TOPCon typu N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | TOPCon typu N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Volitelné, podle potřeby |
| 200 kW | 148–204 kW | TOPCon typu N | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Volitelné, podle potřeby |
Společné specifikace pro celou produktovou řadu:
- Montážní úhel: 25°
- Úhel včetně rámu: 130°
- Žárově zinkovaný povlak na rámu: ≥55 μm
- Zinko-hliník-hořčíkový povlak na vodicích lištách: ≥275 g/m²
- Doba nasazení: ≤ 30 minut
- Odolnost proti větru po nasazení: Stupeň 9
- Odolnost proti postřiku solí: ≤C5
- Provozní teplota: -20°C až +50°C
- Stupeň krytí ve složené konfiguraci: IP55
- Výstup hybridního invertoru: 380 V/400 V, třífázový, čtyřvodičový
- Frekvence: 50/60 Hz
Čtyři běžné chyby, kterým je třeba se vyhnout
Jednoduše sečtete hodnocení na štítku zařízení
Sečtením jmenovitého výkonu každé položky na seznamu zařízení obvykle vznikne odhad, který je o 30–50 % příliš vysoký. Všechna zařízení nefungují současně a rozdíl se může přímo promítnout do zbytečných systémových nákladů.
Ignorování ztrát na výstupu souvisejících s teplotou
V pouštních těžebních oblastech s okolní teplotou 45 °C mohou teploty zadní vrstvy fotovoltaických modulů překročit 70 °C, což snižuje výkon o téměř 15 %. Dimenzování systému na základě standardního hodnocení při 25 °C může vést k nižšímu skutečnému výkonu, než se očekávalo.
Dimenzování zásobníku energie pro špičkové zatížení
Skladování energie tvoří podstatnou část celkových nákladů systému. Dimenzování úložiště podle špičkového výkonu znamená platit za celodenní kapacitu úložiště, aby pokryla špičku, která může nastat pouze dvě hodiny. Správný přístup je dimenzovat úložiště na základě noční spotřeby energie.
S výhledem na přepravu a požadavky na zvedání
Zařízení s rozmístěným půdorysem 110 m × 12 m a hmotností 34 t vyžaduje předběžné kontroly přístupových cest k staveništi, poloměru otáčení a nosnosti jeřábu. Provizorní silnice v místech těžby jsou často navrženy pro lehká vozidla. Pokud se přehlédnou požadavky na přístup a vykládku těžkých vozidel, zařízení může dorazit na místo, ale nebude možné jej vyložit.
Často kladené otázky
Q1: Kolik elektřiny může vyrobit mobilní solární elektrárna o výkonu 20 kW za den?
Výroba závisí na místních slunečních podmínkách. Za předpokladu 4,5 špičkových slunečních hodin a účinnosti systému 0,75–0,8 vygeneruje každý 1 kW instalované FV kapacity přibližně 3,4–3,6 kWh za den. Systém o výkonu 20 kW by tedy generoval přibližně 68–72 kWh/den. V oblastech s 5,5 špičkovými slunečními hodinami může denní výroba dosáhnout přibližně 85 kWh. Aktuální místní PVOUT lze zjistit pomocí souřadnic v Globální sluneční atlas.
Q2: Může systém přímo napájet zátěže poháněné motorem?
Ano, ale musí se vypočítat startovací proud. Asynchronní motor o výkonu 22 kW využívající přímé spouštění může odebírat okamžitý proud 110–150 A. Měnič musí mít dostatečnou schopnost přetížení, aby zvládl tento požadavek. U motorů s vysokým výkonem se doporučuje softstartér nebo měnič kmitočtu (VFD), aby se snížil rozběhový proud a související elektrické rázy.
Q3: Může systém fungovat bez akumulace energie?
Ano. U aplikací, které spotřebovávají elektřinu hlavně během dne, jako jsou čerpací stanice a drtící operace, může systém fungovat bez akumulace energie, přičemž střídač dodává energii v reakci na zátěž. Aplikace, které vyžadují záložní napájení v noci nebo za oblačného počasí, však potřebují úložiště energie.
Q4: Lze systém rozšířit?
Modulární konstrukce podporuje rozšíření kapacity přidáním a paralelním připojením dalších jednotek. Před rozšířením zkontrolujte maximální povolený počet paralelních jednotek střídače a kapacitu přípojného bodu. Samotné přidání FV kapacity bez modernizace elektrického distribučního systému nemusí být dostatečné.
Q5: Jak dlouho může zařízení fungovat v prostředí plném soli?
Výrobní řada je specifikována s hodnocením odolnosti proti postřiku solí ≤C5 a žárově zinkovaným povrchem rámu ≥55 μm. Podle klasifikace koroze ISO 12944 se C5-M vztahuje na vysoce korozivní mořské prostředí, včetně určitých pobřežních oblastí do 500 m od moře. S touto úrovní ochrany a pravidelnými kontrolami může systém podporovat servisní období delší než 15 let. Skutečná životnost stále závisí na specifických korozních podmínkách a četnosti údržby.
Kontakt: info@xzbesta.com
