Za projekte izvan mreže, prvo pitanje je gotovo uvijek isto: Koliko energije treba mojoj mobilnoj solarnoj elektrani?
Ne postoji jednoznačan odgovor. Potrebna snaga se mora izračunati, a ne samo odabrati. Jedna pogrešna pretpostavka može dovesti do skupe prerade: premali sustav možda neće izdržati opterećenje, dok preveliki sustav veže kapital u kapacitetu koji se možda nikada neće iskoristiti.
Ovaj vodič rastavlja metodu dimenzioniranja, pruža tablicu s brzim pregledom uobičajenih radnih scenarija i objašnjava zašto se PV moduli, pretvarači i pohrana energije moraju izračunati odvojeno.
Započnite s izračunom tri ključne vrijednosti
Dnevna potrošnja energije (kWh/dan)
Ovo je početna točka za sve izračune veličine. Ono što je važno je stvarna električna energija potrošena tijekom 24 sata, a ne zbroj vrijednosti opreme s natpisne pločice ili broj uređaja pomnožen s njihovom nazivnom snagom.
Postoje tri načina za procjenu potrošnje na licu mjesta:
- Provjerite povijesna očitanja brojila. Ovo je općenito najtočnija metoda za projekte s postojećim mrežnim priključkom ili dizelskim generatorom.
- Izračunajte s popisa opreme. Procijenite potrošnju energije svakog uređaja množenjem njegove nazivne snage s njegovim dnevnim radnim satima.
- Koristite usporedive projekte kao referencu.
Treća metoda se obično koristi za novoosnovane građevinske kampove ili rudarska mjesta. Tipične industrijske procjene su: građevinski kamp za 30 osoba: 60–120 kWh/dan; Građevinski kamp za 100 osoba: 250–400 kWh/dan.
Vršna 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 mjesta obično ne radi istodobno s punim opterećenjem. Faktor potražnje od 0,6–0,8 obično se koristi u inženjerskim procjenama. Pretpostavka faktora potražnje od 1,0 može rezultirati prevelikim pretvaračem, ostavljajući višak kapaciteta neiskorištenim tijekom životnog ciklusa projekta.
Jedno važno razmatranje je oprema s motorima velike snage, kao što su pumpe za vodu, drobilice i oprema za podizanje. Njihova početna struja mora se izračunati zasebno. Trenutna struja pokretanja indukcijskog motora s izravnim pokretanjem može doseći 5-7 puta veću od nazivne struje. Ako se ovaj problem ne riješi, čak i pretvarač inače odgovarajuće veličine može aktivirati svoju zaštitu.
Noćna potrošnja energije kao postotak dnevne upotrebe
Ova brojka određuje konfiguraciju pohrane energije. Za kampove koji su većinom prazni tijekom dana, ali troše značajnu količinu električne energije noću, noćna potrošnja često može premašiti 50% dnevne potrošnje. Za crpne stanice koje rade uglavnom tijekom dana, udio noću može biti ispod 20%.
Što je niži noćni udio, to više pohrane služi kao dodatna funkcija. Što je udio veći, skladištenje energije postaje kritičnije za cjelokupni sustav.
Brza referenca napajanja za uobičajene scenarije rada
Sljedeća tablica sažima tipične raspone za šest uobičajenih radnih scenarija. Ove brojke temelje se na iskustvu u industriji; stvarni zahtjevi projekta moraju se provjeriti prema popisu opterećenja.
| Operativni scenarij | Dnevna potrošnja energije (kWh) | Vršna snaga (kW) | Noćna potrošnja | Preporučeni PV kapacitet | Preporučena pohrana energije |
| Građevinski kamp za 30 osoba | 60–120 (prikaz, stručni). | 15–25 (prikaz, stručni). | 50%–60% | Serija od 20 kW | 40 kWh |
| Građevinski kamp za 100 ljudi | 250–400 (prikaz, stručni). | 50–70 (prikaz, stručni). | 50%–60% | serije 56–75 kW | 121 kWh |
| Dvije drenažne pumpe od 22 kW (jedna radna, jedna u pripravnosti) | 200–300 | 40–50 (prikaz, stručni). | ispod 20% | Serija od 56 kW | Neobavezno, prema potrebi |
| 12 × 400 W svjetla na gradilištu (10 sati noću) | 50 | 5 | 100% | Serija od 20 kW | 40 kWh |
| Telekomunikacijska bazna stanica (rad 24/7) | 60–90 (prikaz, stručni). | 3–5 | 100% | Serija od 20 kW | 40 kWh |
| Strojevi za zavarivanje, oprema za rezanje i mali električni alati | 80–150 (prikaz, stručni). | 20–40 (prikaz, stručni). | oko 30% | Serija od 56 kW | Neobavezno, prema potrebi |
Da biste koristili ovu tablicu, prvo odredite scenarij rada i provjerite koji raspon odgovara dnevnoj potrošnji energije. Ako vršna snaga i dnevna potrošnja energije upućuju na različite veličine sustava, upotrijebite višu snagu kao početnu točku, a zatim provjerite je li PV kapacitet dovoljan.
Zašto se PV moduli, pretvarači i pohrana energije moraju dimenzionirati odvojeno
Omjer DC/AC: PV kapacitet je obično veći od nazivnog izlaza pretvarača
Izlaz PV modula ocijenjen je u standardnim uvjetima ispitivanja: temperatura modula od 25°C, zračenje od 1000 W/m² i koeficijent mase zraka od AM1,5. Kada temperatura stražnjeg sloja modula dosegne 65°C na licu mjesta, moduli kristalnog silicija s temperaturnim koeficijentom od -0,3%/°C mogu doživjeti smanjenje proizvodnje od približno 12%–14%.
Ako su PV kapacitet i nazivni izlaz pretvarača usklađeni u omjeru 1:1, sustav možda neće dosegnuti nazivni učinak pretvarača tijekom najtoplijeg dijela dana, ostavljajući dio kapaciteta pretvarača nedovoljno iskorišten.
Uobičajena industrijska praksa je dimenzioniranje instaliranog PV kapaciteta na 1,1-1,3 puta većeg od nazivnog izlaza pretvarača. Ovaj omjer je poznat kao omjer DC/AC. To nije prenapuhana ocjena; pomaže boljem korištenju dostupnog sunčevog zračenja.
Kako izračunati kapacitet pohrane energije
Kapacitet skladištenja energije ovisi o noćnoj potrošnji električne energije i dopuštenoj dubini pražnjenja (DoD).
| Noćna potrošnja kao udio dnevne upotrebe | Potrebna pohrana za 100 kWh/dan potrošnje | Opis |
| 20% | cca. 22–25 kWh | Pokriva samo večernju rasvjetu i komunikacije, uz pretpostavku 90% dubine pražnjenja |
| 40% | cca. 45–50 kWh | Pokriva pomoćna proizvodna opterećenja tijekom večeri |
| 60% | cca. 67–75 kWh | Za 24-satne radne scenarije, s dodatnim kapacitetom rezerviranim za oblačne ili kišne dane |
| 100% (telekomunikacijska bazna stanica) | cca. 110–120 kWh | Zahtijeva razmatranje dizajna za 2-3 uzastopna oblačna ili kišna dana |
Izračun se može izraziti kao:
Kapacitet skladištenja energije = dnevna potrošnja energije × udio noćne potrošnje ÷ dubina pražnjenja × rezervni faktor za oblačno vrijeme (1,0–1,3)
Faktor redundantnosti može se provjeriti pomoću lokalnih meteoroloških podataka modul izvanmrežnog sustava JRC PVGIS.
Za litij željezo fosfatne (LFP) baterije, tipična projektirana vrijednost dubine pražnjenja je 90%. Nemojte računati na temelju pretpostavke 100% DoD, jer to može ugroziti vijek trajanja.
Životni ciklus i raspored zamjene
Litij željezo fosfat baterije mogu postići 5.000–8.000 ciklusa pri 80% dubine pražnjenja. Uz pretpostavku jednog ciklusa punjenja i pražnjenja dnevno, to odgovara približno 13-21 godini. To je kraće od nominalnog životnog vijeka od 25 godina koji se obično navodi za PV module. Skladištenje energije stoga može zahtijevati zamjenu tijekom životnog ciklusa sustava i ne smije se zanemariti u izračunima ulaganja.
Spajanje vašeg projekta s jednom od šest serija proizvoda
Mobilne solarne elektrane ZM-Besta dostupne su u šest serija snage od 20 kW do 200 kW, s ukupno 24 modela. Ključne specifikacije navedene su u nastavku.
| serije | Instalirani PV kapacitet | Vrsta PV modula | Snaga po modulu | Razmješteni Footprint | Težina proizvoda (bez pohrane energije) | Standardna pohrana 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 | Neobavezno, prema 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 | Neobavezno, prema potrebi |
| 200 kW | 148–204 kW | N-tip TOPCon | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Neobavezno, prema potrebi |
Zajedničke specifikacije u cijelom asortimanu proizvoda:
- Kut ugradnje: 25°
- Uključeni kut okvira: 130°
- Vruće pocinčani premaz na okviru: ≥55 μm
- Presvlaka cink-aluminij-magnezij na vodilicama: ≥275 g/m²
- Vrijeme postavljanja: ≤30 minuta
- Otpornost na vjetar nakon postavljanja: stupanj 9
- Otpornost na slani sprej: ≤C5
- Radna temperatura: -20°C do +50°C
- Stupanj zaštite u spremljenom stanju: IP55
- Izlaz hibridnog pretvarača: 380 V/400 V, trofazni, četverožični
- Frekvencija: 50/60 Hz
Četiri uobičajene pogreške pri određivanju veličine koje treba izbjegavati
Jednostavno zbrajanje ocjena s natpisne pločice opreme
Dodavanje nazivne snage svake stavke na popisu opreme obično daje procjenu koja je 30%–50% previsoka. Sva oprema ne radi istovremeno, a razlika se može izravno pretvoriti u nepotrebne troškove sustava.
Zanemarivanje izlaznih gubitaka povezanih s temperaturom
U pustinjskim rudarskim područjima s temperaturom okoline od 45°C, stražnja temperatura PV modula može premašiti 70°C, smanjujući učinak za gotovo 15%. Dimenzioniranje sustava na temelju standardne ocjene na 25°C može rezultirati stvarnim učinkom nižim od očekivanog.
Dimenzioniranje pohrane energije za vršno opterećenje
Skladištenje energije čini značajan udio u ukupnim troškovima sustava. Dimenzioniranje pohrane prema vršnoj snazi znači plaćanje cjelodnevnog kapaciteta pohrane za pokrivanje vršne snage koja se može dogoditi samo dva sata. Ispravan pristup je veličina skladišta na temelju noćne potrošnje energije.
Bez obzira na zahtjeve za prijevoz i dizanje
Oprema s razmještenim otiskom od 110 m × 12 m i težinom od 34 t zahtijeva prethodne provjere pristupnih cesta gradilištu, radijusa okretanja i kapaciteta dizanja dizalice. Privremene ceste na rudarskim mjestima često su dizajnirane za laka vozila. Ako se zanemare zahtjevi za pristup teškim vozilima i istovar, oprema može stići na mjesto, ali se neće moći istovariti.
Često postavljana pitanja
P1: Koliko električne energije dnevno može proizvesti mobilna solarna elektrana od 20 kW?
Proizvodnja ovisi o lokalnim solarnim uvjetima. Uz pretpostavku 4,5 vršnih sunčanih sati i učinkovitost sustava od 0,75–0,8, svaki 1 kW instaliranog PV kapaciteta generira približno 3,4–3,6 kWh dnevno. Sustav od 20 kW bi stoga proizveo približno 68-72 kWh/dan. U područjima s 5,5 vršnih sunčanih sati, dnevna proizvodnja može doseći oko 85 kWh. Stvarni lokalni PVOUT može se zatražiti pomoću koordinate u Globalni solarni atlas.
P2: Može li sustav izravno napajati motorna opterećenja?
Da, ali se mora izračunati početna struja. Indukcijski motor od 22 kW koji koristi izravno mrežno pokretanje može povući trenutnu struju od 110–150 A. Pretvarač mora imati dovoljnu sposobnost preopterećenja da podnese ovaj zahtjev. Za motore velike snage preporučuje se soft starter ili pogon s promjenjivom frekvencijom (VFD) kako bi se smanjila struja pokretanja i povezani električni udar.
P3: Može li sustav raditi bez pohrane energije?
da Za aplikacije koje uglavnom troše električnu energiju tijekom dana, kao što su crpne stanice i operacije drobljenja, sustav može raditi bez pohrane energije, s pretvaračem koji daje snagu kao odgovor na opterećenje. Međutim, aplikacije koje zahtijevaju rezervno napajanje noću ili tijekom oblačnog vremena trebaju pohranu energije.
P4: Može li se sustav proširiti?
Modularni dizajn podržava proširenje kapaciteta dodavanjem i paralelnim povezivanjem dodatnih jedinica. Prije proširenja provjerite najveći dopušteni broj paralelnih jedinica pretvarača i kapacitet priključne točke. Samo dodavanje PV kapaciteta bez nadogradnje elektrodistribucijskog sustava možda neće biti dovoljno.
P5: Koliko dugo oprema može raditi u okruženju punom soli?
Asortiman proizvoda specificiran je s ocjenom otpornosti na raspršivanje soli ≤C5 i vruće pocinčanim premazom okvira od ≥55 μm. Prema ISO 12944 klasifikacijama korozije, C5-M se odnosi na visoko korozivna morska okruženja, uključujući određena obalna mjesta unutar 500 m od mora. S ovom razinom zaštite i redovitim pregledima, sustav može podržati radni vijek duži od 15 godina. Stvarni radni vijek i dalje ovisi o uvjetima korozije specifičnim za mjesto i učestalosti održavanja.
kontakt: info@xzbesta.com
