Για έργα εκτός δικτύου, η πρώτη ερώτηση είναι σχεδόν πάντα η ίδια: Πόση ενέργεια χρειάζεται ο φορητός μου ηλιακός σταθμός;
Δεν υπάρχει μια απάντηση που να ταιριάζει σε όλους. Η απαιτούμενη ονομαστική ισχύς πρέπει να υπολογίζεται και όχι απλά να επιλέγεται. Μια εσφαλμένη υπόθεση μπορεί να οδηγήσει σε δαπανηρή επανεπεξεργασία: ένα μικρό σύστημα μπορεί να αποτύχει να υποστηρίξει το φορτίο, ενώ ένα υπερμεγέθη σύστημα δεσμεύει κεφάλαιο σε χωρητικότητα που μπορεί να μην χρησιμοποιηθεί ποτέ.
Αυτός ο οδηγός αναλύει τη μέθοδο διαστασιολόγησης, παρέχει έναν γρήγορο πίνακα αναφοράς για κοινά σενάρια λειτουργίας και εξηγεί γιατί οι φωτοβολταϊκές μονάδες, οι μετατροπείς και η αποθήκευση ενέργειας πρέπει να υπολογίζονται χωριστά.
Ξεκινήστε υπολογίζοντας τρεις βασικές τιμές
Ημερήσια κατανάλωση ενέργειας (kWh/ημέρα)
Αυτό είναι το σημείο εκκίνησης για όλους τους υπολογισμούς μεγέθους. Αυτό που έχει σημασία είναι η πραγματική ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώθηκε σε 24 ώρες — όχι το άθροισμα των χαρακτηριστικών της πινακίδας του εξοπλισμού ή ο αριθμός των συσκευών πολλαπλασιαζόμενος με την ονομαστική τους ισχύ.
Υπάρχουν τρεις τρόποι εκτίμησης της κατανάλωσης επί τόπου:
- Ελέγξτε τις ιστορικές ενδείξεις των μετρητών. Αυτή είναι γενικά η πιο ακριβής μέθοδος για έργα με υπάρχουσα σύνδεση δικτύου ή γεννήτρια ντίζελ.
- Υπολογίστε από μια λίστα εξοπλισμού. Υπολογίστε την κατανάλωση ενέργειας κάθε συσκευής πολλαπλασιάζοντας την ονομαστική της ισχύ με τις ημερήσιες ώρες λειτουργίας της.
- Χρησιμοποιήστε συγκρίσιμα έργα ως αναφορά.
Η τρίτη μέθοδος χρησιμοποιείται συνήθως για νεοσύστατα στρατόπεδα κατασκευών ή εγκαταστάσεις εξόρυξης. Οι τυπικές εκτιμήσεις του κλάδου είναι: κατασκήνωση κατασκευών 30 ατόμων: 60–120 kWh/ημέρα. Κατασκήνωση κατασκευής 100 ατόμων: 250–400 kWh/ημέρα.
Μέγιστη ισχύς και συντελεστής ζήτησης
Η μέγιστη ισχύς καθορίζει την απαιτούμενη χωρητικότητα του μετατροπέα, ενώ η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας καθορίζει την απαιτούμενη χωρητικότητα ΦΒ. Αυτές είναι δύο διαφορετικές παράμετροι.
Ο επιτόπιος εξοπλισμός συνήθως δεν λειτουργεί ταυτόχρονα με πλήρες φορτίο. Ένας συντελεστής ζήτησης 0,6–0,8 χρησιμοποιείται συνήθως σε μηχανολογικές εκτιμήσεις. Εάν υποθέσουμε ότι ο συντελεστής ζήτησης είναι 1,0 μπορεί να οδηγήσει σε υπερμεγέθη μετατροπέα, αφήνοντας αχρησιμοποίητη την πλεονάζουσα χωρητικότητα καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του έργου.
Ένα σημαντικό στοιχείο είναι ο εξοπλισμός με κινητήρες υψηλής ισχύος, όπως αντλίες νερού, θραυστήρες και ανυψωτικό εξοπλισμό. Το ρεύμα εκκίνησης τους πρέπει να υπολογίζεται χωριστά. Το στιγμιαίο ρεύμα εκκίνησης ενός επαγωγικού κινητήρα που χρησιμοποιεί απευθείας on-line εκκίνηση μπορεί να φτάσει το 5-7 φορές το ονομαστικό ρεύμα του. Εάν αυτό το ζήτημα δεν αντιμετωπιστεί, ακόμη και ένας κατά τα άλλα επαρκούς μεγέθους μετατροπέας μπορεί να απενεργοποιήσει την προστασία του.
Η νυχτερινή κατανάλωση ενέργειας ως ποσοστό της καθημερινής χρήσης
Αυτό το σχήμα καθορίζει τη διαμόρφωση αποθήκευσης ενέργειας. Για κατασκηνώσεις που είναι σε μεγάλο βαθμό άδειοι κατά τη διάρκεια της ημέρας, αλλά καταναλώνουν σημαντική ηλεκτρική ενέργεια τη νύχτα, η νυχτερινή κατανάλωση μπορεί συχνά να υπερβαίνει το 50% της καθημερινής χρήσης. Για αντλιοστάσια που λειτουργούν κυρίως κατά τη διάρκεια της ημέρας, το νυχτερινό μερίδιο μπορεί να είναι κάτω του 20%.
Όσο χαμηλότερο είναι το νυχτερινό μερίδιο, τόσο περισσότερη αποθήκευση χρησιμεύει ως συμπληρωματική λειτουργία. Όσο υψηλότερο είναι το μερίδιο, τόσο πιο κρίσιμη γίνεται η αποθήκευση ενέργειας για το συνολικό σύστημα.
Γρήγορη αναφορά ισχύος για κοινά σενάρια λειτουργίας
Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τυπικά εύρη για έξι κοινά σενάρια λειτουργίας. Αυτά τα στοιχεία βασίζονται στην εμπειρία του κλάδου. Οι πραγματικές απαιτήσεις του έργου πρέπει να επαληθεύονται με βάση τη λίστα φορτίων.
| Σενάριο λειτουργίας | Ημερήσια κατανάλωση ενέργειας (kWh) | Ισχύς αιχμής (kW) | Νυχτερινή κατανάλωση | Συνιστώμενη Φ/Β χωρητικότητα | Συνιστώμενη Αποθήκευση Ενέργειας |
| Κατασκήνωση κατασκευής 30 ατόμων | 60–120 | 15–25 | 50%-60% | Σειρά 20 kW | 40 kWh |
| Κατασκήνωση κατασκευής 100 ατόμων | 250–400 | 50–70 | 50%-60% | Σειρά 56–75 kW | 121 kWh |
| Δύο αντλίες αποστράγγισης 22 kW (μία σε λειτουργία, μία αναμονή) | 200–300 | 40–50 | Κάτω από 20% | Σειρά 56 kW | Προαιρετικά, όπως απαιτείται |
| Φώτα τοποθεσίας 12 × 400 W (10 ώρες τη νύχτα) | 50 | 5 | 100% | Σειρά 20 kW | 40 kWh |
| Σταθμός βάσης τηλεπικοινωνιών (λειτουργία 24/7) | 60–90 | 3–5 | 100% | Σειρά 20 kW | 40 kWh |
| Μηχανήματα συγκόλλησης, εξοπλισμός κοπής και μικρά ηλεκτρικά εργαλεία | 80–150 | 20–40 | περίπου 30% | Σειρά 56 kW | Προαιρετικά, όπως απαιτείται |
Για να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον πίνακα, προσδιορίστε πρώτα το σενάριο λειτουργίας και ελέγξτε ποιο εύρος ταιριάζει με την ημερήσια κατανάλωση ενέργειας. Εάν η μέγιστη ισχύς και η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας δείχνουν διαφορετικά μεγέθη συστήματος, χρησιμοποιήστε την υψηλότερη ονομαστική ισχύ ως σημείο εκκίνησης και, στη συνέχεια, επαληθεύστε εάν η χωρητικότητα ΦΒ είναι επαρκής.
Γιατί οι Φ/Β μονάδες, οι μετατροπείς και η αποθήκευση ενέργειας πρέπει να έχουν χωριστά μεγέθη
Λόγος DC/AC: Η χωρητικότητα των φωτοβολταϊκών είναι συνήθως υψηλότερη από την ονομαστική έξοδο του μετατροπέα
Η έξοδος της φωτοβολταϊκής μονάδας βαθμολογείται υπό τυπικές συνθήκες δοκιμής: θερμοκρασία μονάδας 25°C, ακτινοβολία 1.000 W/m² και συντελεστής μάζας αέρα AM1,5. Όταν η θερμοκρασία του κάτω φύλλου της μονάδας φτάσει τους 65°C επί τόπου, οι μονάδες κρυσταλλικού πυριτίου με συντελεστή θερμοκρασίας -0,3%/°C ενδέχεται να παρουσιάσουν μείωση της παραγωγής κατά περίπου 12%–14%.
Εάν η ισχύς των φωτοβολταϊκών και η ονομαστική ισχύς του μετατροπέα αντιστοιχίζονται σε αναλογία 1:1, το σύστημα ενδέχεται να μην φτάσει την ονομαστική ισχύ του μετατροπέα κατά τη διάρκεια της πιο ζεστής περιόδου της ημέρας, αφήνοντας κάποια χωρητικότητα του μετατροπέα υποχρησιμοποίητη.
Μια κοινή πρακτική του κλάδου είναι να μετράτε την εγκατεστημένη Φ/Β χωρητικότητα 1,1–1,3 φορές την ονομαστική ισχύ του μετατροπέα. Αυτή η αναλογία είναι γνωστή ως λόγος DC/AC. Δεν είναι μια διογκωμένη βαθμολογία? βοηθά στην καλύτερη χρήση της διαθέσιμης ηλιακής ακτινοβολίας.
Πώς να υπολογίσετε την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας
Η χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας εξαρτάται από τη νυχτερινή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και το επιτρεπόμενο βάθος εκφόρτισης (DoD).
| Η νυχτερινή κατανάλωση ως ποσοστό καθημερινής χρήσης | Απαιτούμενη αποθήκευση για 100 kWh/ημέρα κατανάλωσης | Περιγραφή |
| 20% | Περίπου 22–25 kWh | Καλύπτει μόνο βραδινό φωτισμό και επικοινωνίες, υποθέτοντας 90% βάθος εκφόρτισης |
| 40% | Περίπου 45–50 kWh | Καλύπτει βοηθητικά φορτία παραγωγής κατά τη διάρκεια της βραδιάς |
| 60% | Περίπου 67–75 kWh | Για σενάρια λειτουργίας όλο το εικοσιτετράωρο, με πρόσθετη χωρητικότητα που προορίζεται για συννεφιασμένες ή βροχερές μέρες |
| 100% (σταθμός βάσης τηλεπικοινωνιών) | Περίπου 110–120 kWh | Απαιτεί μελέτη σχεδιασμού για 2-3 συνεχόμενες συννεφιασμένες ή βροχερές ημέρες |
Ο υπολογισμός μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
Χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας = Ημερήσια κατανάλωση ενέργειας × Μερίδιο κατανάλωσης κατά τη διάρκεια της νύχτας ÷ Βάθος εκφόρτισης × Συντελεστής εφεδρείας συννεφιά (1,0–1,3)
Ο παράγοντας πλεονασμού μπορεί να επαληθευτεί με τοπικά μετεωρολογικά δεδομένα χρησιμοποιώντας τη μονάδα συστήματος JRC PVGIS εκτός δικτύου.
Για μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP), μια τυπική τιμή σχεδιασμού βάθους εκφόρτισης είναι 90%. Μην υπολογίζετε με την υπόθεση 100% DoD, καθώς αυτό μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη διάρκεια ζωής του κύκλου.
Κύκλος Ζωής και Πρόγραμμα Αντικατάστασης
Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου μπορούν να επιτύχουν 5.000–8.000 κύκλοι σε 80% βάθος εκφόρτισης. Υποθέτοντας έναν κύκλο φόρτισης-εκφόρτισης την ημέρα, αυτό αντιστοιχεί σε περίπου 13–21 χρόνια. Αυτό είναι μικρότερο από την ονομαστική διάρκεια ζωής των 25 ετών που καθορίζεται συνήθως για τις φωτοβολταϊκές μονάδες. Ως εκ τούτου, η αποθήκευση ενέργειας μπορεί να απαιτεί αντικατάσταση κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του συστήματος και δεν πρέπει να αγνοείται στους υπολογισμούς των επενδύσεων.
Αντιστοίχιση του έργου σας με ένα από τα έξι σειρές προϊόντων
Οι φορητοί σταθμοί ηλιακής ενέργειας της ZM-Besta είναι διαθέσιμοι σε έξι σειρές ισχύος, που καλύπτουν 20 kW έως 200 kW, με 24 μοντέλα συνολικά. Οι βασικές προδιαγραφές παρατίθενται παρακάτω.
| Σειρά | Εγκατεστημένη Φ/Β χωρητικότητα | Τύπος Φ/Β μονάδας | Ισχύς ανά μονάδα | Αναπτυγμένο ίχνος | Βάρος προϊόντος (Εξαιρείται η αποθήκευση ενέργειας) | Τυπική αποθήκευση ενέργειας |
| 20 kW | 15–20 kW | TOPCon τύπου N | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | TOPCon τύπου N | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | TOPCon τύπου N | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 t | Προαιρετικά, όπως απαιτείται |
| 150 kW | 109–152 kW | TOPCon τύπου N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | TOPCon τύπου N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Προαιρετικά, όπως απαιτείται |
| 200 kW | 148–204 kW | TOPCon τύπου N | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Προαιρετικά, όπως απαιτείται |
Κοινές προδιαγραφές σε όλη τη γκάμα προϊόντων:
- Γωνία τοποθέτησης: 25°
- Περιλαμβανόμενη γωνία πλαισίου: 130°
- Γαλβανισμένη εν θερμώ επίστρωση στο πλαίσιο: ≥55 μm
- Επικάλυψη ψευδαργύρου-αλουμινίου-μαγνήσιου σε ράγες οδήγησης: ≥275 g/m²
- Χρόνος ανάπτυξης: ≤30 λεπτά
- Αντίσταση ανέμου μετά την ανάπτυξη: Βαθμός 9
- Αντοχή σε ψεκασμό αλατιού: ≤C5
- Θερμοκρασία λειτουργίας: -20°C έως +50°C
- Κατηγορία προστασίας στη διάταξη στοιβασίας: IP55
- Έξοδος υβριδικού μετατροπέα: 380 V/400 V, τριφασικός, τετρασύρματος
- Συχνότητα: 50/60 Hz
Τέσσερα κοινά λάθη στο μέγεθος που πρέπει να αποφύγετε
Απλώς προσθέτοντας τις αξιολογήσεις πινακίδας εξοπλισμού
Η προσθήκη της ονομαστικής ισχύος κάθε στοιχείου στη λίστα εξοπλισμού παράγει συνήθως μια εκτίμηση που είναι πολύ υψηλή κατά 30%-50%. Ο εξοπλισμός δεν λειτουργεί όλοι ταυτόχρονα και η διαφορά μπορεί να μεταφραστεί άμεσα σε περιττό κόστος συστήματος.
Αγνοώντας τις απώλειες εξόδου που σχετίζονται με τη θερμοκρασία
Σε περιοχές εξόρυξης στην έρημο με θερμοκρασίες περιβάλλοντος 45°C, οι θερμοκρασίες του κάτω φύλλου της φωτοβολταϊκής μονάδας μπορεί να υπερβούν τους 70°C, μειώνοντας την παραγωγή κατά σχεδόν 15%. Το μέγεθος ενός συστήματος με βάση την τυπική βαθμολογία στους 25°C μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλότερη από την αναμενόμενη πραγματική απόδοση.
Μέγεθος αποθήκευσης ενέργειας για μέγιστο φορτίο
Η αποθήκευση ενέργειας αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό μέρος του συνολικού κόστους του συστήματος. Το μέγεθος της αποθήκευσης σύμφωνα με την ισχύ αιχμής σημαίνει πληρωμή για τη χωρητικότητα αποθήκευσης μιας ολόκληρης ημέρας για την κάλυψη μιας αιχμής που μπορεί να συμβεί μόνο για δύο ώρες. Η σωστή προσέγγιση είναι το μέγεθος της αποθήκευσης με βάση την κατανάλωση ενέργειας τη νύχτα.
Με θέα στις απαιτήσεις μεταφοράς και ανύψωσης
Ο εξοπλισμός με αναπτυγμένο αποτύπωμα 110 m × 12 m και βάρος 34 t απαιτεί εκ των προτέρων ελέγχους των δρόμων πρόσβασης στο εργοτάξιο, την ακτίνα στροφής και την ικανότητα ανύψωσης γερανού. Οι προσωρινοί δρόμοι σε περιοχές εξόρυξης σχεδιάζονται συχνά για ελαφρά οχήματα. Εάν παραβλεφθούν οι απαιτήσεις πρόσβασης και εκφόρτωσης βαρέων οχημάτων, ο εξοπλισμός μπορεί να φτάσει στο εργοτάξιο αλλά να είναι αδύνατο να εκφορτωθεί.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε1: Πόση ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να παράγει ένας κινητός ηλιακός σταθμός ισχύος 20 kW την ημέρα;
Η παραγωγή εξαρτάται από τις τοπικές ηλιακές συνθήκες. Υποθέτοντας 4,5 ώρες αιχμής ηλιοφάνειας και απόδοση συστήματος 0,75–0,8, κάθε 1 kW εγκατεστημένης ισχύος Φ/Β παράγει περίπου 3,4–3,6 kWh την ημέρα. Επομένως, ένα σύστημα 20 kW θα παράγει περίπου 68–72 kWh/ημέρα. Σε περιοχές με 5,5 ώρες αιχμής ηλιοφάνειας, η ημερήσια παραγωγή μπορεί να φτάσει περίπου τις 85 kWh. Η πραγματική τοπική PVOUT μπορεί να αναζητηθεί με συντεταγμένες στο Παγκόσμιος Ηλιακός Άτλας.
Ε2: Μπορεί το σύστημα να τροφοδοτήσει απευθείας φορτία με κινητήρα;
Ναι, αλλά πρέπει να υπολογιστεί το ρεύμα εκκίνησης. Ένας επαγωγικός κινητήρας 22 kW που χρησιμοποιεί απευθείας on-line εκκίνηση μπορεί να τραβήξει στιγμιαίο ρεύμα 110–150 A. Ο μετατροπέας πρέπει να έχει επαρκή ικανότητα υπερφόρτωσης για να αντιμετωπίσει αυτή τη ζήτηση. Για κινητήρες υψηλής ισχύος, συνιστάται ένας μαλακός εκκινητής ή ένας οδηγός μεταβλητής συχνότητας (VFD) για τη μείωση του ρεύματος εκκίνησης και του σχετικού ηλεκτρικού κύματος.
Ε3: Μπορεί το σύστημα να λειτουργήσει χωρίς αποθήκευση ενέργειας;
Ναι. Για εφαρμογές που καταναλώνουν κυρίως ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας, όπως αντλιοστάσια και εργασίες σύνθλιψης, το σύστημα μπορεί να λειτουργεί χωρίς αποθήκευση ενέργειας, με τον μετατροπέα να παρέχει ισχύ ως απόκριση στο φορτίο. Ωστόσο, οι εφαρμογές που απαιτούν εφεδρική τροφοδοσία τη νύχτα ή με συννεφιά χρειάζονται αποθήκευση ενέργειας.
Ε4: Μπορεί το σύστημα να επεκταθεί;
Ο αρθρωτός σχεδιασμός υποστηρίζει την επέκταση χωρητικότητας προσθέτοντας και συνδέοντας επιπλέον μονάδες παράλληλα. Πριν από την επέκταση, ελέγξτε τον μέγιστο επιτρεπόμενο αριθμό παράλληλων μονάδων του μετατροπέα και τη χωρητικότητα του σημείου σύνδεσης. Η προσθήκη χωρητικότητας φωτοβολταϊκών μόνο χωρίς αναβάθμιση του συστήματος διανομής ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να μην είναι επαρκής.
Ε5: Πόσο καιρό μπορεί να λειτουργήσει ο εξοπλισμός σε περιβάλλον γεμάτο αλάτι;
Η γκάμα προϊόντων καθορίζεται με βαθμολογία αντοχής σε ψεκασμό αλατιού ≤C5 και επίστρωση πλαισίου γαλβανισμένο εν θερμώ ≥55 μm. Σύμφωνα με τις ταξινομήσεις διάβρωσης ISO 12944, το C5-M αναφέρεται σε εξαιρετικά διαβρωτικά θαλάσσια περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων παράκτιων τοποθεσιών εντός 500 μέτρων από τη θάλασσα. Με αυτό το επίπεδο προστασίας και τις τακτικές επιθεωρήσεις, το σύστημα μπορεί να υποστηρίξει περίοδο συντήρησης άνω των 15 ετών. Η πραγματική διάρκεια ζωής εξακολουθεί να εξαρτάται από τις ειδικές συνθήκες διάβρωσης του χώρου και τη συχνότητα συντήρησης.
Επικοινωνία: info@xzbesta.com
