עבור פרויקטים מחוץ לרשת, השאלה הראשונה כמעט תמיד זהה: כמה חשמל צריכה תחנת הכוח הסולארית הניידת שלי?
אין תשובה אחת שמתאימה לכולם. יש לחשב את דירוג ההספק הנדרש, ולא לבחור רק. הנחה שגויה אחת עלולה להוביל לעבודה מחודשת ויקרה: מערכת מצומצמת עלולה לא לתמוך בעומס, בעוד שמערכת גדולה מדי קושרת הון בקיבולת שאולי לעולם לא תשתמש בה.
מדריך זה מפרק את שיטת הגודל, מספק טבלת התייחסות מהירה לתרחישי הפעלה נפוצים, ומסביר מדוע יש לחשב בנפרד מודולי PV, ממירים ואחסון אנרגיה.
התחל בחישוב שלושה ערכי מפתח
צריכת אנרגיה יומית (קוט"ש ליום)
זוהי נקודת המוצא לכל חישובי הגודל. מה שחשוב הוא החשמל הנצרך בפועל במשך 24 שעות - לא הסכום של דירוגי לוחית הציוד או מספר המכשירים כפול הספק הנקוב שלהם.
ישנן שלוש דרכים להעריך את הצריכה באתר:
- בדוק קריאות מונה היסטוריות. זו בדרך כלל השיטה המדויקת ביותר עבור פרויקטים עם חיבור רשת או גנרטור דיזל קיים.
- חשב מרשימת ציוד. הערך את צריכת האנרגיה של כל מכשיר על ידי הכפלת ההספק הנקוב שלו בשעות הפעילות היומיות שלו.
- השתמש בפרויקטים דומים כאסמכתא.
השיטה השלישית משמשת בדרך כלל עבור מחנות בנייה חדשים או אתרי כרייה. הערכות טיפוסיות בתעשייה הן: מחנה בנייה של 30 איש: 60–120 קילוואט-שעה ליום; מחנה בנייה של 100 איש: 250–400 קילו-וואט ליום.
גורם שיא כוח וביקוש
הספק שיא קובע את קיבולת המהפך הנדרשת, בעוד שצריכת האנרגיה היומית קובעת את קיבולת ה-PV הנדרשת. אלו שני פרמטרים שונים.
ציוד באתר אינו פועל בדרך כלל בעומס מלא בו זמנית. מקדם ביקוש של 0.6-0.8 נעשה בדרך כלל בשימוש בהערכות הנדסיות. הנחה שמקדם ביקוש של 1.0 עלול לגרום למהפך גדול מדי, ולהשאיר קיבולת עודפת ללא שימוש לאורך כל מחזור החיים של הפרויקט.
שיקול חשוב אחד הוא ציוד עם מנועים בעלי הספק גבוה, כגון משאבות מים, מגרסות וציוד הרמה. יש לחשב בנפרד את זרם ההתחלה שלהם. זרם ההתנעה המיידי של מנוע אינדוקציה באמצעות התנעה ישירה על הקו יכול להגיע לפי 5-7 מהזרם הנקוב ממנו. אם לא מטפלים בבעיה זו, אפילו מהפך בגודל מתאים עלול להכשיל את ההגנה שלו.
צריכת אנרגיה לילית כאחוז מהשימוש היומי
נתון זה קובע את תצורת אחסון האנרגיה. עבור מחנות שרובם לא מאוכלסים במהלך היום אך צורכים חשמל משמעותי בלילה, צריכת הלילה יכולה לרוב לעלות על 50% מהשימוש היומי. עבור תחנות שאיבה הפועלות בעיקר בשעות היום, חלק הלילה עשוי להיות מתחת ל-20%.
ככל שהנתח בשעות הלילה נמוך יותר, כך יותר אחסון משמש כפונקציה משלימה. ככל שהנתח גבוה יותר, כך אגירת האנרגיה הופכת קריטית יותר למערכת הכוללת.
עיון מהיר בכוח עבור תרחישי הפעלה נפוצים
הטבלה הבאה מסכמת טווחים אופייניים לשישה תרחישי פעולה נפוצים. נתונים אלה מבוססים על ניסיון בתעשייה; יש לאמת את דרישות הפרויקט בפועל מול רשימת העומס.
| תרחיש הפעלה | צריכת אנרגיה יומית (קוט"ש) | שיא הספק (kW) | צריכת לילה | קיבולת PV מומלצת | אחסון אנרגיה מומלץ |
| מחנה בנייה של 30 איש | 60–120 | 15–25 | 50%–60% | סדרת 20 קילוואט | 40 קילוואט |
| מחנה בנייה של 100 איש | 250–400 | 50–70 | 50%–60% | סדרת 56–75 קילוואט | 121 קילוואט |
| שתי משאבות ניקוז 22 קילוואט (אחת פועלת, אחת במצב המתנה) | 200–300 | 40–50 | מתחת ל-20% | סדרת 56 קילוואט | אופציונלי, לפי הצורך |
| תאורת אתר בעוצמה של 12 × 400 W (10 שעות בלילה) | 50 | 5 | 100% | סדרת 20 קילוואט | 40 קילוואט |
| תחנת בסיס טלקומוניקציה (הפעלה 24/7) | 60–90 | 3–5 | 100% | סדרת 20 קילוואט | 40 קילוואט |
| מכונות ריתוך, ציוד חיתוך וכלי עבודה חשמליים קטנים | 80–150 | 20–40 | בסביבות 30% | סדרת 56 קילוואט | אופציונלי, לפי הצורך |
כדי להשתמש בטבלה זו, זהה תחילה את תרחיש הפעולה ובדוק איזה טווח מתאים לצריכת האנרגיה היומית. אם שיא ההספק וצריכת האנרגיה היומית מצביעים על גדלי מערכת שונים, השתמש בדירוג ההספק הגבוה יותר כנקודת ההתחלה, ולאחר מכן ודא אם קיבולת ה-PV מספיקה.
מדוע מודולי PV, ממירים ואחסון אנרגיה חייבים להיות בגודל בנפרד
יחס DC/AC: קיבולת PV היא בדרך כלל גבוהה יותר מהפלט מדורג מהפך
תפוקת מודול PV מדורגת בתנאי בדיקה סטנדרטיים: טמפרטורת מודול של 25°C, קרינה של 1,000 W/m² ומקדם מסת אוויר של AM1.5. כאשר טמפרטורת הגיליון האחורי של המודול מגיעה ל-65°C באתר, מודולי סיליקון גבישיים עם מקדם טמפרטורה של -0.3%/°C עשויים לחוות הפחתת תפוקה של כ-12%-14%.
אם קיבולת PV ותפוקה מדורגת המהפך מותאמות ביחס של 1:1, ייתכן שהמערכת לא תגיע לתפוקה המדורגת של המהפך במהלך החלק החם ביותר של היום, ותשאיר חלק מהקיבולת של המהפך לא מנוצלת.
נוהג מקובל בתעשייה הוא להתאים את קיבולת ה-PV המותקנת בפי 1.1-1.3 מהתפוקה המדורגת של המהפך. יחס זה ידוע כיחס DC/AC. זה לא דירוג מנופח; זה עוזר לנצל טוב יותר את קרינת השמש הזמינה.
כיצד לחשב קיבולת אחסון אנרגיה
קיבולת אגירת האנרגיה תלויה בצריכת החשמל בלילה ובעומק הפריקה המותר (DoD).
| צריכת לילה כחלק מהשימוש היומיומי | אחסון נדרש עבור 100 קוט"ש ליום צריכה | תיאור |
| 20% | כ. 22–25 קילו-וואט | מכסה תאורת ערב ותקשורת בלבד, בהנחה של 90% עומק פריקה |
| 40% | כ. 45–50 קילו-וואט | מכסה עומסי ייצור עזר במהלך הערב |
| 60% | כ. 67–75 קילו-וואט | לתרחישי הפעלה מסביב לשעון, עם קיבולת נוספת השמורה לימים מעוננים או גשומים |
| 100% (תחנת בסיס טלקומוניקציה) | כ. 110–120 קילו-וואט | דורש התחשבות בתכנון במשך 2-3 ימים מעוננים או גשומים רצופים |
ניתן לבטא את החישוב כך:
קיבולת אחסון אנרגיה = צריכת אנרגיה יומית × נתח צריכת לילה ÷ עומק פריקה × גורם רזרבה של מזג אוויר מעונן (1.0–1.3)
ניתן לאמת את גורם היתירות מול נתונים מטאורולוגיים מקומיים באמצעות מודול המערכת מחוץ לרשת של JRC PVGIS.
עבור סוללות ליתיום ברזל פוספט (LFP), ערך עיצוב טיפוסי של עומק פריקה הוא 90%. אין לחשב בהנחה של 100% DoD, מכיוון שזה יכול לפגוע בחיי המחזור.
חיי מחזור ולוח זמנים להחלפה
סוללות ליתיום ברזל פוספט יכולות להשיג 5,000–8,000 מחזורים בעומק של 80% פריקה. בהנחה של מחזור טעינה-פריקה אחד ליום, זה מתאים לכ-13-21 שנים. זה קצר יותר מחיי השירות הנומינליים של 25 שנה המצוינים בדרך כלל עבור מודולי PV. לכן, אחסון אנרגיה עשוי לדרוש החלפה במהלך מחזור החיים של המערכת ואין להתעלם ממנו בחישובי ההשקעה.
התאמת הפרויקט שלך לאחד משש סדרות המוצרים
תחנות הכוח הסולאריות הניידות של ZM-Besta זמינות בשש סדרות חשמל, המכסות 20 קילוואט עד 200 קילוואט, עם 24 דגמים בסך הכל. מפרטי מפתח מפורטים להלן.
| סדרה | קיבולת PV מותקנת | סוג מודול PV | כוח לכל מודול | טביעת רגל פרוסה | משקל מוצר (לא כולל אחסון אנרגיה) | אחסון אנרגיה סטנדרטי |
| 20 קילוואט | 15–20 קילוואט | TOPCon מסוג N | 690–720 W | 33–39 מ' × 4 מ' | 3.8–4.3 ט | 40 קילוואט |
| 56 קילוואט | 40–56 קילוואט | TOPCon מסוג N | 440–460 W | 63–85 מ' × 6 מ' | 12.5–15 ט | 121 קילוואט |
| 75 קילוואט | 56–77 קילוואט | TOPCon מסוג N | 440–460 W | 63–85 מ' × 6 מ' | 12–15 ט | אופציונלי, לפי הצורך |
| 150 קילוואט | 109–152 קילוואט | TOPCon מסוג N | 510–530 W | 70–96 מ' × 12 מ' | 33–36 ט | 261 קילוואט |
| 175 קילוואט | 133–175 קילוואט | TOPCon מסוג N | 510–530 W | 70–96 מ' × 12 מ' | 31–34.5 ט | אופציונלי, לפי הצורך |
| 200 קילוואט | 148–204 קילוואט | TOPCon מסוג N | 580–600 W | 85–110 מ' × 12 מ' | 31–34 ט | אופציונלי, לפי הצורך |
מפרטים נפוצים בכל מגוון המוצרים:
- זווית התקנה: 25°
- זווית כלולה מסגרת: 130°
- ציפוי מגולוון חם על המסגרת: ≥55 מיקרומטר
- ציפוי אבץ-אלומיניום-מגנזיום על מסילות הנחייה: ≥275 גרם/מ"ר
- זמן פריסה: ≤30 דקות
- התנגדות רוח לאחר פריסה: דרגה 9
- עמידות בריסוס מלח: ≤C5
- טמפרטורת עבודה: -20°C עד +50°C
- דירוג הגנה בתצורת האחסון: IP55
- תפוקת מהפך היברידי: 380 V/400 V, תלת פאזי, ארבעה חוטים
- תדר: 50/60 הרץ
ארבע טעויות גודל נפוצות שיש להימנע מהן
כל שעליך לעשות הוא להוסיף את דירוגי לוחית הציוד
הוספת ההספק המדורג של כל פריט ברשימת הציוד מייצרת בדרך כלל הערכה גבוהה מדי ב-30%-50%. לא כל הציוד פועל בו זמנית, וההבדל יכול לתרגם ישירות לעלויות מערכת מיותרות.
התעלמות מהפסדי תפוקה הקשורים לטמפרטורה
באזורי כרייה מדבריים עם טמפרטורות סביבה של 45 מעלות צלזיוס, טמפרטורות הגיליון האחורי של מודול PV יכולות לעלות על 70 מעלות צלזיוס, מה שמפחית את התפוקה בכמעט 15%. שינוי גודל של מערכת בהתבסס על הדירוג הסטנדרטי ב-25°C יכול לגרום לתפוקה בפועל נמוכה מהצפוי.
גודל אחסון אנרגיה עבור עומס שיא
אחסון אנרגיה מהווה חלק ניכר מעלות המערכת הכוללת. גודל אחסון לפי שיא הספק פירושו לשלם עבור קיבולת אחסון של יום שלם כדי לכסות שיא שעלול להתרחש למשך שעתיים בלבד. הגישה הנכונה היא לגודל אחסון המבוסס על צריכת אנרגיה בלילה.
משקיף על דרישות הובלה והרמה
ציוד עם טביעת רגל פרוסה של 110 מ' × 12 מ' ומשקל של 34 ט' דורש בדיקה מוקדמת של דרכי גישה לאתר, רדיוס סיבוב ויכולת הרמת מנוף. כבישים זמניים באתרי כרייה מיועדים לרוב לכלי רכב קלים. אם מתעלמים מדרישות הגישה והפריקה של כלי רכב כבדים, הציוד עשוי להגיע לאתר אך בלתי אפשרי לפרוק אותו.
שאלות נפוצות
שאלה 1: כמה חשמל יכולה לייצר תחנת כוח סולארית ניידת של 20 קילוואט ביום?
הדור תלוי בתנאי השמש המקומיים. בהנחה של 4.5 שעות שמש שיא ויעילות מערכת של 0.75-0.8, כל 1 קילוואט של קיבולת PV מותקן מייצר כ-3.4-3.6 קילוואט ליום. לכן מערכת של 20 קילוואט תייצר כ-68-72 קילוואט ליום. באזורים עם 5.5 שעות שמש שיא, הייצור היומי עשוי להגיע לכ-85 קילוואט-שעה. ניתן לשאול PVOUT מקומי בפועל על ידי קואורדינטות ב- אטלס שמש גלובלי.
ש 2: האם המערכת יכולה להפעיל ישירות עומסים מונעי מנוע?
כן, אבל יש לחשב את זרם ההתחלה. מנוע אינדוקציה של 22 קילוואט המשתמש בהתנעה ישירה על הקו עשוי למשוך זרם מיידי של 110-150 A. למהפך חייבת להיות יכולת עומס יתר מספקת כדי להתמודד עם דרישה זו. עבור מנועים בעלי הספק גבוה, מומלץ סטרטר רך או כונן תדר משתנה (VFD) כדי להפחית את זרם ההתנעה ואת הנחשול החשמלי הנלווה.
ש 3: האם המערכת יכולה לפעול ללא אחסון אנרגיה?
כן. עבור יישומים הצורכים בעיקר חשמל במהלך היום, כמו תחנות שאיבה ופעולות ריסוק, המערכת עשויה לפעול ללא אגירת אנרגיה, כאשר המהפך מספק כוח בתגובה לעומס. עם זאת, יישומים הדורשים כוח גיבוי בלילה או במזג אוויר מעונן זקוקים לאחסון אנרגיה.
ש 4: האם ניתן להרחיב את המערכת?
העיצוב המודולרי תומך בהרחבת הקיבולת על ידי הוספה וחיבור של יחידות נוספות במקביל. לפני ההרחבה, בדוק את המספר המרבי המותר של יחידות מקבילות ואת הקיבולת של נקודת החיבור. הוספת קיבולת PV בלבד מבלי לשדרג את מערכת החלוקה החשמלית עשויה שלא להספיק.
ש 5: כמה זמן הציוד יכול לפעול בסביבה עמוסת מלח?
טווח המוצרים מצוין עם דירוג עמידות בהתזה במלח של ≤C5 וציפוי מסגרת מגולוונת בחום של ≥55 מיקרומטר. לפי סיווגי קורוזיה ISO 12944, C5-M מתייחס לסביבות ימיות קורוזיביות במיוחד, כולל מיקומי חוף מסוימים בטווח של 500 מ' מהים. עם רמת הגנה זו ובדיקות קבועות, המערכת עשויה לתמוך בתקופת שירות של יותר מ-15 שנים. חיי השירות בפועל עדיין תלויים בתנאי קורוזיה ספציפיים לאתר ובתדירות התחזוקה.
איש קשר: info@xzbesta.com
