Perché la soluzione di alimentazione da campo è fondamentale??
Per le aree minerarie remote, i cantieri di costruzione di autostrade e le località turistiche insulari è necessaria un'alimentazione elettrica stabile off-grid.
Attualmente esistono due percorsi tecnici principali: la formazione di reti tramite generatori diesel e la formazione di reti tramite sistemi di accumulo di energia fotovoltaica.
Questo articolo mette a confronto le due soluzioni in quattro dimensioni: percorso tecnico, scenari applicabili, costo e stabilità.
Formazione di griglia mediante generatore diesel
Percorso Tecnico: Generatore diesel con regolazione della tensione AVR, che adotta il supporto di tensione passivo.
Scenari applicabili: Campi temporanei con durata di costruzione inferiore a 6 mesi, siti con luce solare insufficiente o progetti che richiedono un'accensione urgente.
Analisi dei costi: Basso costo di approvvigionamento iniziale (unità da 30 kW: circa $ 4.434-7.390). Il costo operativo annuale per la generazione diesel è di circa 65.000 dollari (carburante diesel + manutenzione). Il trasporto di carburante è difficile nelle aree remote, il che può facilmente portare a una carenza di carburante.
Stabilità: Per la soluzione con generatore diesel: fluttuazione di tensione ≤ ±5%, fluttuazione di frequenza ≤ ±0,2Hz. Tempo di risposta lento (5‑6 s), scarsa capacità di resistere alla corrente di spunto (3‑5 volte il carico) durante l'avvio del motore. La funzione black-start non è disponibile dopo un'interruzione della rete elettrica.
Formazione di reti mediante sistemi di accumulo di energia fotovoltaica
Percorso Tecnico: Fotovoltaico + batteria al litio-ferro-fosfato + inverter fotovoltaico off-grid + sistema di gestione dell'energia della microrete (EMS). Il generatore diesel viene utilizzato solo come fonte di alimentazione di riserva.
Scenari applicabili: Campi a lungo termine con periodo di funzionamento superiore a 1 anno, consumo energetico giornaliero superiore a 300 kWh, siti con luce solare sufficiente o progetti soggetti a requisiti di valutazione delle emissioni di carbonio.
Analisi dei costi: Elevato investimento iniziale (20 kW FV + 167 kWh di accumulo energetico: circa $ 52.000‑74.000); costo operativo annuale $ 35.000. Il costo livellato dell’energia è di soli 0,11-0,16 dollari/kWh.
Includendo il consumo di diesel di emergenza, il costo annuale è di circa 6.207 dollari, pari a una riduzione dei costi del 90,1%. Il periodo di rimborso è normalmente di 3-5 anni.
Stabilità: Per soluzioni di accumulo di energia fotovoltaica: fluttuazione di tensione ≤ ±3%, fluttuazione di frequenza ≤ ±0,1Hz; tempo di commutazione multi-sorgente ≤10ms. Offre una risposta più rapida, una maggiore precisione di controllo e una qualità di alimentazione superiore.
Raccomandazioni per la selezione
Costo totale su un ciclo di vita completo di 5 anni: ca. $ 350.000 per una soluzione per il generatore diesel; ca. $ 97.000 per una soluzione di stoccaggio dell’energia fotovoltaica, con una riduzione del costo totale del 74,2% per l’opzione di stoccaggio dell’energia fotovoltaica.
Budget limitato, durata breve del progetto, luce solare insufficiente: scegli una rete formata da un generatore diesel.
Perseguire risparmi sui costi a lungo termine, enfatizzare la protezione dell’ambiente, luce solare sufficiente: scegli una rete formata da accumulo di energia fotovoltaica.
Soluzione ottimale: adottare la modalità micro-rete “PV-energy storage-diesel”. L'energia fornita dal fotovoltaico nelle giornate soleggiate, dall'accumulo di energia nelle giornate nuvolose e il generatore diesel viene attivato solo in condizioni meteorologiche estreme.
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