Para proxectos fóra da rede, a primeira pregunta é case sempre a mesma: canta enerxía necesita a miña central solar móbil?
Non hai unha resposta única. A potencia nominal necesaria debe calcularse, non simplemente seleccionarse. Unha suposición incorrecta pode levar a unha costosa reelaboración: un sistema de tamaño insuficiente pode non soportar a carga, mentres que un sistema sobredimensionado ata un capital en capacidade que quizais nunca se use.
Esta guía desglosa o método de dimensionamento, ofrece unha táboa de referencia rápida para escenarios operativos comúns e explica por que os módulos fotovoltaicos, os inversores e o almacenamento de enerxía deben calcularse por separado.
Comeza calculando tres valores clave
Consumo diario de enerxía (kWh/día)
Este é o punto de partida para todos os cálculos de tamaño. O que importa é a electricidade real consumida durante 24 horas, non a suma das clasificacións da placa de identificación dos equipos ou o número de dispositivos multiplicado pola súa potencia nominal.
Hai tres formas de estimar o consumo no lugar:
- Comprobe as lecturas históricas dos contadores. Este é xeralmente o método máis preciso para proxectos cunha conexión á rede ou xerador diésel existente.
- Calcula a partir dunha lista de equipos.Estima o consumo de enerxía de cada dispositivo multiplicando a súa potencia nominal polas súas horas de funcionamento diarias.
- Utiliza proxectos comparables como referencia.
O terceiro método utilízase habitualmente para os campos de construción recentemente establecidos ou os sitios mineiros. As estimacións típicas do sector son: campamento de construción de 30 persoas: 60–120 kWh/día; Campamento de construción para 100 persoas: 250–400 kWh/día.
Potencia máxima e factor de demanda
A potencia máxima determina a capacidade do inversor requirida, mentres que o consumo diario de enerxía determina a capacidade fotovoltaica requirida. Estes son dous parámetros diferentes.
Os equipos no lugar normalmente non funcionan a plena carga simultaneamente. Un factor de demanda de 0,6-0,8 utilízase habitualmente nas estimacións de enxeñería. Asumindo un factor de demanda de 1,0 pode producirse un inversor sobredimensionado, deixando o exceso de capacidade sen utilizar durante o ciclo de vida do proxecto.
Unha consideración importante son os equipos con motores de alta potencia, como bombas de auga, trituradoras e equipos de elevación. A súa corrente de arranque debe calcularse por separado. A corrente de arranque instantánea dun motor de indución que usa o arranque directo en liña pode alcanzar 5-7 veces a súa corrente nominal. Se non se soluciona este problema, mesmo un inversor de tamaño adecuado pode disparar a súa protección.
Consumo de enerxía nocturna como porcentaxe do uso diario
Esta figura determina a configuración do almacenamento de enerxía. Para os campamentos que están en gran parte desocupados durante o día pero que consumen electricidade significativa pola noite, o consumo nocturno adoita superar o 50% do uso diario. Para as estacións de bombeo que funcionan principalmente durante o día, a cota nocturna pode ser inferior ao 20 %.
Canto menor sexa a cota nocturna, máis almacenamento serve como función complementaria. Canto maior sexa a proporción, máis crítico é o almacenamento de enerxía para o sistema global.
Referencia rápida de enerxía para escenarios operativos comúns
A seguinte táboa resume os intervalos típicos de seis escenarios operativos comúns. Estas cifras baséanse na experiencia da industria; Os requisitos reais do proxecto deben ser verificados contra a lista de carga.
| Escenario de funcionamento | Consumo diario de enerxía (kWh) | Potencia máxima (kW) | Consumo nocturno | Capacidade fotovoltaica recomendada | Almacenamento de enerxía recomendado |
| Campamento de construción para 30 persoas | 60–120 | 15–25 | 50%-60% | Serie 20 kW | 40 kWh |
| Campamento de construción para 100 persoas | 250–400 | 50-70 | 50%-60% | Serie 56-75 kW | 121 kWh |
| Dúas bombas de drenaxe de 22 kW (unha en funcionamento e outra en espera) | 200-300 | 40-50 | Por debaixo do 20% | Serie 56 kW | Opcional, segundo sexa necesario |
| Luces do sitio de 12 × 400 W (10 horas pola noite) | 50 | 5 | 100 % | Serie 20 kW | 40 kWh |
| Estación base de telecomunicacións (operación 24/7) | 60–90 | 3–5 | 100 % | Serie 20 kW | 40 kWh |
| Máquinas de soldar, equipos de corte e pequenas ferramentas eléctricas | 80-150 | 20-40 | Ao redor do 30% | Serie 56 kW | Opcional, segundo sexa necesario |
Para utilizar esta táboa, primeiro identifique o escenario de funcionamento e comprobe cal é o rango que coincide co consumo diario de enerxía. Se a potencia máxima e o consumo diario de enerxía indican diferentes tamaños de sistema, use a potencia nominal máis alta como punto de partida e, a continuación, verifique se a capacidade fotovoltaica é suficiente.
Por que os módulos fotovoltaicos, os inversores e o almacenamento de enerxía deben dimensionarse por separado
Relación DC/AC: a capacidade fotovoltaica é normalmente maior que a saída nominal do inversor
A saída do módulo fotovoltaico está clasificada en condicións de proba estándar: unha temperatura do módulo de 25 °C, unha irradiación de 1.000 W/m² e un coeficiente de masa de aire de AM1,5. Cando a temperatura da folla posterior do módulo alcanza os 65 °C no lugar, os módulos de silicio cristalino cun coeficiente de temperatura de -0,3 %/°C poden experimentar unha redución de saída de aproximadamente un 12 %–14 %.
Se a capacidade fotovoltaica e a saída nominal do inversor coinciden nunha proporción de 1:1, é posible que o sistema non alcance a potencia nominal do inversor durante a parte máis calorosa do día, deixando algunha capacidade do inversor infrautilizada.
Unha práctica común da industria é dimensionar a capacidade fotovoltaica instalada entre 1,1 e 1,3 veces a potencia nominal do inversor. Esta relación coñécese como relación DC/AC. Non é unha cualificación inflada; axuda a aproveitar mellor a irradiación solar dispoñible.
Como calcular a capacidade de almacenamento de enerxía
A capacidade de almacenamento de enerxía depende do consumo eléctrico nocturno e da profundidade de descarga permitida (DoD).
| Consumo nocturno como proporción do uso diario | Almacenamento necesario para 100 kWh/día de consumo | Descrición |
| 20 % | Aprox. 22-25 kWh | Abarca só a iluminación nocturna e as comunicacións, asumindo unha profundidade de descarga do 90%. |
| 40 % | Aprox. 45-50 kWh | Cobre cargas auxiliares de produción durante a noite |
| 60 % | Aprox. 67-75 kWh | Para escenarios operativos as 24 horas, con capacidade adicional reservada para días nubrados ou chuviosos |
| 100% (estación base de telecomunicacións) | Aprox. 110-120 kWh | Require consideración do deseño durante 2-3 días consecutivos nubrados ou chuviosos |
O cálculo pódese expresar como:
Capacidade de almacenamento de enerxía = Consumo diario de enerxía × Cota de consumo nocturno ÷ Profundidade de descarga × Factor de reserva de tempo nubrado (1,0–1,3)
O factor de redundancia pódese verificar con datos meteorolóxicos locais usando o módulo do sistema fóra da rede do JRC PVGIS.
Para baterías de fosfato de ferro de litio (LFP), un valor típico de deseño de profundidade de descarga é do 90 %. Non calcule asumindo o 100% de DoD, xa que isto pode comprometer a vida do ciclo.
Ciclo de vida e calendario de substitución
As baterías de fosfato de ferro de litio poden conseguir 5.000–8.000 ciclos a unha profundidade de descarga do 80%.. Asumindo un ciclo de carga-descarga por día, isto corresponde a aproximadamente 13-21 anos. Isto é máis curto que a vida útil nominal de 25 anos que se especifica habitualmente para os módulos fotovoltaicos. Polo tanto, o almacenamento de enerxía pode requirir substitución durante o ciclo de vida do sistema e non debe pasarse por alto nos cálculos do investimento.
Asociar o teu proxecto a unha das seis series de produtos
As centrais solares móbiles de ZM-Besta están dispoñibles en seis series de potencia, que abarcan de 20 kW a 200 kW, con 24 modelos en total. As especificacións clave están listadas a continuación.
| Serie | Capacidade fotovoltaica instalada | Tipo de módulo fotovoltaico | Potencia por módulo | Pegada despregada | Peso do produto (excluído o almacenamento de enerxía) | Almacenamento de enerxía estándar |
| 20 kW | 15-20 kW | TOPCon tipo N | 690-720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8-4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40-56 kW | TOPCon tipo N | 440-460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5-15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | TOPCon tipo N | 440-460 W | 63–85 m × 6 m | 12-15 t | Opcional, segundo sexa necesario |
| 150 kW | 109–152 kW | TOPCon tipo N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33-36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | TOPCon tipo N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31-34,5 t | Opcional, segundo sexa necesario |
| 200 kW | 148–204 kW | TOPCon tipo N | 580-600 W | 85–110 m × 12 m | 31-34 t | Opcional, segundo sexa necesario |
Especificacións comúns en toda a gama de produtos:
- Ángulo de instalación: 25°
- Ángulo incluído marco: 130°
- Revestimento galvanizado en quente no marco: ≥55 μm
- Revestimento de zinc-aluminio-magnesio en carriles guía: ≥275 g/m²
- Tempo de implantación: ≤30 minutos
- Resistencia ao vento despois do despregue: grao 9
- Resistencia á pulverización de sal: ≤C5
- Temperatura de funcionamento: -20°C a +50°C
- Grado de protección en configuración replegada: IP55
- Saída do inversor híbrido: 380 V/400 V, trifásico, catro cables
- Frecuencia: 50/60 Hz
Catro erros comúns de tamaño que hai que evitar
Simplemente sumando as clasificacións da placa de identificación dos equipos
Engadir a potencia nominal de cada elemento da lista de equipos normalmente produce unha estimación que é entre un 30% e un 50% demasiado alta. Non todos os equipos funcionan á vez, e a diferenza pode traducirse directamente en custos innecesarios do sistema.
Ignorando as perdas de saída relacionadas coa temperatura
Nas áreas mineiras do deserto con temperaturas ambientais de 45 °C, as temperaturas da folla posterior dos módulos fotovoltaicos poden superar os 70 °C, reducindo a produción case un 15%. Dimensionar un sistema baseado na clasificación estándar a 25 °C pode producir un rendemento real inferior ao esperado.
Dimensionamento do almacenamento de enerxía para a carga máxima
O almacenamento de enerxía representa unha parte substancial do custo total do sistema. Dimensionar o almacenamento segundo a potencia máxima significa pagar pola capacidade de almacenamento dun día enteiro para cubrir un pico que pode ocorrer durante só dúas horas. O enfoque correcto é o tamaño do almacenamento en función do consumo de enerxía nocturna.
Ten en conta os requisitos de transporte e elevación
Os equipos cunha pegada despregada de 110 m × 12 m e un peso de 34 t requiren comprobacións previas das vías de acceso ao lugar, do radio de xiro e da capacidade de elevación do guindastre. As estradas temporais nos xacementos mineiros adoitan deseñarse para vehículos lixeiros. Se se pasan por alto os requisitos de acceso e descarga de vehículos pesados, o equipo pode chegar ao lugar pero ser imposible de descargar.
Preguntas frecuentes
P1: Canta electricidade pode xerar unha central solar móbil de 20 kW ao día?
A xeración depende das condicións solares locais. Asumindo 4,5 horas de sol punta e unha eficiencia do sistema de 0,75–0,8, cada 1 kW de capacidade fotovoltaica instalada xera aproximadamente 3,4–3,6 kWh por día. Polo tanto, un sistema de 20 kW xeraría aproximadamente 68–72 kWh/día. Nas zonas con 5,5 horas de sol punta, a xeración diaria pode alcanzar uns 85 kWh. A PVOUT local real pódese consultar por coordenadas no Atlas solar global.
P2: Pode o sistema alimentar directamente cargas accionadas por motor?
Si, pero hai que calcular a corrente de arranque. Un motor de indución de 22 kW que utiliza un arranque directo en liña pode consumir unha corrente instantánea de 110 a 150 A. O inversor debe ter capacidade de sobrecarga suficiente para xestionar esta demanda. Para motores de alta potencia, recoméndase un arrancador suave ou un variador de frecuencia (VFD) para reducir a corrente de arranque e a sobretensión eléctrica asociada.
P3: Pode o sistema funcionar sen almacenamento de enerxía?
Si. Para as aplicacións que consumen principalmente electricidade durante o día, como estacións de bombeo e operacións de trituración, o sistema pode funcionar sen almacenamento de enerxía, co inversor subministrando enerxía en resposta á carga. Non obstante, as aplicacións que requiren enerxía de reserva durante a noite ou durante o tempo nubrado precisan almacenamento de enerxía.
P4: Pódese ampliar o sistema?
O deseño modular admite a expansión da capacidade engadindo e conectando unidades adicionais en paralelo. Antes da ampliación, verifique o número máximo permitido de unidades paralelas do inversor e a capacidade do punto de conexión. Pode que non sexa suficiente engadir capacidade fotovoltaica sen actualizar o sistema de distribución eléctrica.
P5: Canto tempo pode funcionar o equipo nun ambiente cargado de sal?
A gama de produtos especifícase cunha clasificación de resistencia á pulverización de sal de ≤C5 e un revestimento de marco galvanizado en quente de ≥55 μm. Segundo as clasificacións de corrosión ISO 12944, C5-M refírese a ambientes mariños altamente corrosivos, incluíndo certos lugares costeiros a menos de 500 m do mar. Con este nivel de protección e inspeccións periódicas, o sistema pode soportar un período de servizo superior a 15 anos. A vida útil real aínda depende das condicións de corrosión específicas do lugar e da frecuencia de mantemento.
Contacto: info@xzbesta.com
