Hálózaton kívüli projekteknél az első kérdés szinte mindig ugyanaz: Mennyi áramra van szüksége a mobil naperőművemnek?
Nincs mindenkire érvényes válasz. A szükséges névleges teljesítményt ki kell számítani, nem egyszerűen kiválasztani. Egy téves feltevés költséges utómunkálatokhoz vezethet: egy alulméretezett rendszer nem tudja elviselni a terhelést, míg a túlméretezett rendszer olyan tőkét köt le, amelyet esetleg soha nem használnak fel.
Ez az útmutató lebontja a méretezési módszert, gyors referenciatáblázatot ad a gyakori működési forgatókönyvekhez, és elmagyarázza, miért kell külön számítani a PV-modulokat, az invertereket és az energiatárolókat.
Kezdje három kulcsérték kiszámításával
Napi energiafogyasztás (kWh/nap)
Ez minden méretezési számítás kiindulópontja. A 24 óra alatt ténylegesen fogyasztott villamos energia számít – nem pedig a berendezés adattábláján szereplő névleges értékek összege vagy az eszközök száma szorozva a névleges teljesítményükkel.
A helyszíni fogyasztás becslésének három módja van:
- Ellenőrizze a korábbi mérőállásokat. Általában ez a legpontosabb módszer meglévő hálózati csatlakozással vagy dízelgenerátorral rendelkező projekteknél.
- Számítsa ki a felszereléslistából. Becsülje meg az egyes eszközök energiafogyasztását úgy, hogy megszorozza a névleges teljesítményét a napi üzemórákkal.
- Használjon összehasonlítható projekteket referenciaként.
A harmadik módszert általában újonnan létesített építőtáborok vagy bányatelepek esetében alkalmazzák. Tipikus iparági becslések: 30 fős építőtábor: 60–120 kWh/nap; 100 fős építőtábor: 250-400 kWh/nap.
Csúcsteljesítmény és keresleti tényező
A csúcsteljesítmény határozza meg a szükséges inverter kapacitást, míg a napi energiafogyasztás a szükséges PV kapacitást. Ez két különböző paraméter.
A helyszíni berendezések általában nem működnek egyszerre teljes terhelésen. A mérnöki becslésekben általában 0,6–0,8-as keresleti tényezőt használnak. Ha 1,0-s keresleti tényezőt feltételezünk, az túlméretezett invertert eredményezhet, ami a projekt életciklusa során kihasználatlanul hagyja a többletkapacitást.
Az egyik fontos szempont a nagy teljesítményű motorokkal felszerelt berendezések, például vízszivattyúk, zúzógépek és emelőberendezések. Az indítóáramukat külön kell kiszámítani. A közvetlen indítású aszinkronmotor pillanatnyi indítóárama elérheti a névleges áram 5-7-szeresét. Ha ezt a problémát nem oldják meg, még egy egyébként megfelelő méretű inverter védelme is kioldódhat.
Éjszakai energiafogyasztás a napi használat százalékában
Ez az ábra határozza meg az energiatárolás konfigurációját. A nappal nagyrészt lakatlan, de éjszaka jelentős áramot fogyasztó táborok esetében az éjszakai fogyasztás gyakran meghaladhatja a napi használat 50%-át. A főként nappali órákban üzemelő szivattyútelepek esetében az éjszakai részarány 20% alatt lehet.
Minél alacsonyabb az éjszakai részesedés, annál több tárhely szolgál kiegészítő funkcióként. Minél nagyobb az arány, annál kritikusabb az energiatárolás a teljes rendszer számára.
Gyors teljesítményreferencia a gyakori működési forgatókönyvekhez
Az alábbi táblázat hat általános működési forgatókönyv tipikus tartományait foglalja össze. Ezek a számok az iparági tapasztalatokon alapulnak; A projekt tényleges követelményeit a rakománylista alapján kell ellenőrizni.
| Működési forgatókönyv | Napi energiafogyasztás (kWh) | Csúcsteljesítmény (kW) | Éjszakai fogyasztás | Javasolt PV kapacitás | Javasolt energiatárolás |
| 30 fős építőtábor | 60–120 | 15–25 | 50-60% | 20 kW-os sorozat | 40 kWh |
| 100 fős építőtábor | 250-400 | 50–70 | 50-60% | 56-75 kW-os sorozat | 121 kWh |
| Két 22 kW-os vízelvezető szivattyú (egy működő, egy készenléti) | 200-300 | 40–50 | 20% alatt | 56 kW-os sorozat | Igény szerint választható |
| 12 × 400 W-os helyszíni világítás (éjszaka 10 óra) | 50 | 5 | 100% | 20 kW-os sorozat | 40 kWh |
| Távközlési bázisállomás (24 órás üzem) | 60–90 | 3–5 | 100% | 20 kW-os sorozat | 40 kWh |
| Hegesztőgépek, vágóberendezések és kisméretű elektromos szerszámok | 80–150 | 20–40 | körülbelül 30% | 56 kW-os sorozat | Igény szerint választható |
A táblázat használatához először azonosítsa a működési forgatókönyvet, és ellenőrizze, hogy melyik tartomány felel meg a napi energiafogyasztásnak. Ha a csúcsteljesítmény és a napi energiafogyasztás eltérő rendszerméretre mutat, használja a magasabb teljesítményt kiindulási pontként, majd ellenőrizze, hogy a PV kapacitás elegendő-e.
Miért kell a PV-modulokat, az invertereket és az energiatárolókat külön méretezni?
DC/AC arány: PV kapacitás általában nagyobb, mint az inverter névleges kimenete
A PV-modul teljesítménye szabványos vizsgálati körülmények között van névleges: a modul hőmérséklete 25°C, a besugárzási teljesítmény 1000 W/m² és a légtömeg együtthatója AM1,5. Amikor a modul hátlapjának hőmérséklete a helyszínen eléri a 65°C-ot, a -0,3%/°C hőmérsékleti együtthatójú kristályos szilícium modulok teljesítménye körülbelül 12-14%-kal csökkenhet.
Ha a PV kapacitást és az inverter névleges teljesítményét 1:1 arányban egyeztetik, előfordulhat, hogy a rendszer a nap legmelegebb részében nem éri el az inverter névleges teljesítményét, így az inverter kapacitásának egy része kihasználatlan marad.
Az általános iparági gyakorlat szerint a beépített PV kapacitást az inverter névleges teljesítményének 1,1–1,3-szorosára méretezik. Ezt az arányt DC/AC aránynak nevezik. Ez nem felfújt minősítés; segít a rendelkezésre álló napsugárzás jobb kihasználásában.
Az energiatárolási kapacitás kiszámítása
Az energiatároló kapacitás az éjszakai villamosenergia-fogyasztástól és a megengedett kisülési mélységtől (DoD) függ.
| Éjszakai fogyasztás a napi használat arányában | Tárolási igény 100 kWh/nap fogyasztáshoz | Leírás |
| 20% | kb. 22-25 kWh | Csak az esti világításra és a kommunikációra vonatkozik, 90%-os kisülési mélységet feltételezve |
| 40% | kb. 45-50 kWh | Kiegészítő termelési terheléseket fedez az esti órákban |
| 60% | kb. 67-75 kWh | Éjjel-nappali működéshez, felhős vagy esős napokra fenntartott kiegészítő kapacitással |
| 100% (távközlési bázisállomás) | kb. 110-120 kWh | 2-3 egymást követő felhős vagy esős napon tervezési mérlegelést igényel |
A számítás a következőképpen fejezhető ki:
Energiatároló kapacitás = Napi energiafogyasztás × Éjszakai fogyasztási részesedés ÷ Kisülési mélység × Felhős időjárás tartaléktényezője (1,0–1,3)
A redundanciatényező a helyi meteorológiai adatok alapján igazolható a JRC PVGIS off-grid rendszer modulja.
A lítium-vas-foszfát (LFP) akkumulátorok esetében a kisülési mélység tipikus tervezési értéke 90%. Ne számoljon 100% DoD feltételezéssel, mivel ez veszélyeztetheti a ciklus élettartamát.
Ciklusélettartam és csereütemezés
Lítium-vas-foszfát akkumulátorok érhetők el 5000–8000 ciklus 80%-os kisülési mélység mellett. Napi egy töltési-kisütési ciklust feltételezve ez körülbelül 13-21 évnek felel meg. Ez rövidebb, mint a PV-moduloknál általában meghatározott névleges 25 éves élettartam. Az energiatárolás ezért a rendszer életciklusa alatt cserét igényelhet, és ezt nem szabad figyelmen kívül hagyni a beruházási számításoknál.
A projektet a hat terméksorozat egyikéhez igazíthatja
A ZM-Besta mobil naperőművei hat teljesítménysorozatban állnak rendelkezésre, 20 kW-tól 200 kW-ig, összesen 24 modellel. A legfontosabb specifikációk az alábbiakban találhatók.
| sorozat | Telepített PV kapacitás | PV modul típusa | Modulonkénti teljesítmény | Telepített lábnyom | Termék tömege (az energiatárolás nélkül) | Szabványos energiatárolás |
| 20 kW | 15-20 kW | N-típusú TOPCon | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8-4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40-56 kW | N-típusú TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5-15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56-77 kW | N-típusú TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12-15 t | Igény szerint választható |
| 150 kW | 109-152 kW | N-típusú TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133-175 kW | N-típusú TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Igény szerint választható |
| 200 kW | 148-204 kW | N-típusú TOPCon | 580-600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Igény szerint választható |
Általános specifikációk a termékskálán:
- Beépítési szög: 25°
- A keret szöge: 130°
- Tűzihorganyzott bevonat a kereten: ≥55 μm
- Cink-alumínium-magnézium bevonat a vezetősíneken: ≥275 g/m²
- Beépítési idő: ≤30 perc
- Szélállóság a telepítés után: 9. fokozat
- Sópermettel szembeni ellenállás: ≤C5
- Üzemi hőmérséklet: -20°C és +50°C között
- Védettség berakott konfigurációban: IP55
- Hibrid inverter kimenet: 380 V/400 V, háromfázisú, négyvezetékes
- Frekvencia: 50/60 Hz
Négy gyakori méretezési hiba, amelyet el kell kerülni
Egyszerűen össze kell adni a berendezés adattáblájának értékeléseit
A felszereléslistán szereplő összes elem névleges teljesítményének hozzáadása általában 30–50%-kal túl magas becslést eredményez. Nem minden berendezés működik egyszerre, és a különbség közvetlenül szükségtelen rendszerköltségeket jelenthet.
A hőmérséklettel kapcsolatos kimeneti veszteségek figyelmen kívül hagyása
A sivatagi bányászati területeken, ahol a környezeti hőmérséklet 45°C, a PV modul hátlapjának hőmérséklete meghaladhatja a 70°C-ot, ami közel 15%-kal csökkenti a teljesítményt. A 25°C-on a szabványos besoroláson alapuló rendszer méretezése a vártnál alacsonyabb tényleges teljesítményt eredményezhet.
Energiatároló méretezése csúcsterheléshez
Az energiatárolás a rendszer teljes költségének jelentős részét teszi ki. A tárhely csúcsteljesítmény szerinti méretezése azt jelenti, hogy egy teljes napi tárolókapacitást kell fizetni, hogy egy olyan csúcsot lefedjen, amely csak két órán keresztül jelentkezik. A helyes megközelítés az éjszakai energiafogyasztás alapján történő tárolás mérete.
Kilátás a szállítási és emelési követelményekre
A 110 m × 12 m alapterületű és 34 t tömegű berendezéseknél előzetesen ellenőrizni kell a helyszíni bekötőutakat, a fordulási sugarat és a daru emelőképességét. A bányászati területek ideiglenes utait gyakran könnyű járművek számára tervezték. Ha figyelmen kívül hagyják a nehéz járművek behajtására és kirakodására vonatkozó követelményeket, a berendezés megérkezhet a helyszínre, de lehetetlen kirakni.
Gyakran Ismételt Kérdések
1. kérdés: Mennyi áramot tud termelni egy 20 kW-os mobil naperőmű naponta?
A termelés a helyi szoláris viszonyoktól függ. 4,5 napsütéses csúcsidőt és 0,75–0,8 közötti rendszerhatékonyságot feltételezve minden 1 kW beépített PV kapacitás körülbelül 3,4–3,6 kWh naponta. Egy 20 kW-os rendszer tehát körülbelül 68–72 kWh/nap teljesítményt termelne. Az 5,5 napsütéses csúcsidővel rendelkező területeken a napi termelés elérheti a 85 kWh körüli értéket. A tényleges helyi PVOUT koordinátákkal lekérdezhető a Globális Napatlasz.
2. kérdés: A rendszer képes-e közvetlenül táplálni motorral hajtott terheléseket?
Igen, de az indítóáramot ki kell számolni. Egy 22 kW-os, közvetlen indítású aszinkronmotor 110–150 A pillanatnyi áramot vehet fel. Az inverternek elegendő túlterhelési képességgel kell rendelkeznie ennek az igénynek a kezelésére. Nagy teljesítményű motorokhoz lágyindító vagy változtatható frekvenciájú hajtás (VFD) ajánlott az indítóáram és a kapcsolódó elektromos túlfeszültség csökkentése érdekében.
3. kérdés: Működhet-e a rendszer energiatárolás nélkül?
Igen. Az olyan alkalmazásoknál, amelyek főként napközben fogyasztanak áramot, mint például a szivattyútelepek és a zúzási műveletek, a rendszer energiatárolás nélkül is működhet, és az inverter a terhelésre reagálva szolgáltat áramot. Az éjszakai vagy felhős időben tartalék áramot igénylő alkalmazásoknak azonban energiatárolásra van szükségük.
4. kérdés: Bővíthető a rendszer?
A moduláris felépítés támogatja a kapacitásbővítést további egységek párhuzamos hozzáadásával és csatlakoztatásával. Bővítés előtt ellenőrizze az inverter párhuzamos egységek megengedett maximális számát és a csatlakozási pont kapacitását. A fotovoltaikus kapacitás növelése önmagában az elektromos elosztórendszer korszerűsítése nélkül nem biztos, hogy elegendő.
K5: Mennyi ideig működhet a berendezés sóval terhelt környezetben?
A termékskála ≤C5-ös sópermetezési ellenállással és ≥55 μm-es tűzihorganyzott keretbevonattal van megadva. Az ISO 12944 szabvány szerinti korróziós besorolások szerint a C5-M erősen korrozív tengeri környezetekre utal, beleértve a tengertől 500 méteren belüli bizonyos part menti helyeket. Ezzel a védelmi szinttel és rendszeres ellenőrzéssel a rendszer akár 15 évnél is hosszabb üzemidőt támogathat. A tényleges élettartam továbbra is a helyspecifikus korróziós körülményektől és a karbantartás gyakoriságától függ.
Kapcsolatfelvétel: info@xzbesta.com
