オフグリッド プロジェクトの場合、最初の質問はほとんど常に同じです。「移動式太陽光発電所にはどのくらいの電力が必要ですか?」
すべてに当てはまる万能の答えはありません。必要な電力定格は、単に選択するのではなく、計算する必要があります。間違った仮定が 1 つあると、再作業にコストがかかる可能性があります。システムのサイズが小さすぎると負荷をサポートできない可能性があり、システムが大きすぎると、決して使用されない可能性のある容量で資本が拘束されてしまいます。
このガイドでは、サイジング方法を詳しく説明し、一般的な動作シナリオの早見表を提供し、PV モジュール、インバーター、およびエネルギー貯蔵を個別に計算する必要がある理由を説明します。
3 つの主要な値を計算することから始めます
1 日あたりのエネルギー消費量 (kWh/日)
これはすべてのサイジング計算の開始点です。重要なのは、24 時間にわたって消費される実際の電力であり、機器の銘板定格の合計や、機器の数と定格電力を乗じたものではありません。
サイトでの消費量を見積もるには 3 つの方法があります。
- 過去のメーター測定値を確認します。これは、既存の送電網接続またはディーゼル発電機を使用するプロジェクトでは通常、最も正確な方法です。
- 機器リストから計算します。各機器の定格電力に毎日の稼働時間を乗じて、各機器の消費電力量を推定します。
- 比較可能なプロジェクトを参考として使用してください。
3 番目の方法は、新しく設立された建設キャンプや採掘場でよく使用されます。業界の一般的な見積もりは次のとおりです。 30 人規模の建設キャンプ: 60 ～ 120 kWh/日。 100 人規模の建設キャンプ: 250～400 kWh/日。
ピーク電力と需要率
ピーク電力は必要なインバータ容量を決定し、毎日のエネルギー消費量は必要な PV 容量を決定します。これらは 2 つの異なるパラメータです。
現場の機器は通常、同時に全負荷で動作することはありません。エンジニアリング見積もりでは、需要係数 0.6～0.8 が一般的に使用されます。需要係数が 1.0 であると仮定すると、インバーターが過大になり、プロジェクトのライフサイクル全体を通じて過剰な容量が未使用のままになる可能性があります。
重要な考慮事項の 1 つは、水ポンプ、クラッシャー、昇降装置などの高出力モーターを備えた装置です。それらの始動電流は個別に計算する必要があります。ダイレクトオンライン始動を使用する誘導モーターの瞬間始動電流は、定格電流の 5 ～ 7 倍に達する可能性があります。この問題が解決されないと、適切なサイズのインバータであっても保護が作動する可能性があります。
日常使用量に占める夜間エネルギー消費量の割合
この数値により、エネルギー貯蔵構成が決まります。 日中はほとんど人がいないのに夜間に大量の電力を消費するキャンプの場合、夜間の消費量が 1 日の使用量の 50% を超えることがよくあります。主に日中に稼働するポンプ場の場合、夜間の割合は 20% 未満になる可能性があります。
夜間の占有率が低いほど、補助的な機能としてのストレージが多くなります。シェアが高くなるほど、システム全体にとってエネルギー貯蔵がより重要になります。
一般的な動作シナリオの電力クイックリファレンス
次の表は、6 つの一般的な動作シナリオの一般的な範囲をまとめたものです。これらの数字は業界の経験に基づいています。実際のプロジェクト要件は、負荷リストに対して検証する必要があります。
| 運用シナリオ | 1日あたりのエネルギー消費量(kWh) | ピーク電力 (kW) | 夜間の消費量 | 推奨される PV 容量 | 推奨されるエネルギー貯蔵 |
| 30人規模の建設キャンプ | 60～120 | 15～25 | 50%～60% | 20kWシリーズ | 40kWh |
| 100人規模の建設キャンプ | 250～400 | 50～70 | 50%～60% | 56～75kWシリーズ | 121kWh |
| 22 kW 排水ポンプ 2 台 (1 台は稼働中、1 台は待機中) | 200～300 | 40～50 | 20%未満 | 56kWシリーズ | 必要に応じてオプション |
| 12 × 400 W サイトライト (夜間 10 時間) | 50 | 5 | 100% | 20kWシリーズ | 40kWh |
| 通信基地局（24時間365日稼働） | 60～90 | 3～5 | 100% | 20kWシリーズ | 40kWh |
| 溶接機、切断機、小型電動工具 | 80～150 | 20～40 | 30％程度 | 56kWシリーズ | 必要に応じてオプション |
この表を使用するには、まず動作シナリオを特定し、毎日のエネルギー消費量がどの範囲に一致するかを確認します。ピーク電力と毎日のエネルギー消費量が異なるシステム サイズを示している場合は、より高い電力定格を開始点として使用し、PV 容量が十分であるかどうかを確認します。
PV モジュール、インバーター、エネルギー貯蔵を個別にサイジングする必要がある理由
DC/AC比: PV容量は通常、インバータ定格出力よりも高い
PV モジュールの出力は、モジュール温度 25°C、放射照度 1,000 W/m²、空気質量係数 AM1.5 という標準的なテスト条件下で定格されています。現場でモジュールのバックシート温度が 65°C に達すると、温度係数が -0.3%/°C の結晶シリコン モジュールでは、出力が約 12% ～ 14% 低下する可能性があります。
PV 容量とインバータ定格出力が 1:1 の比率で一致している場合、システムは 1 日の最も暑い時間帯にインバータの定格出力に達せず、インバータ容量の一部が十分に活用されない可能性があります。
業界の一般的な慣行は、設置される PV 容量をインバータの定格出力の 1.1 ～ 1.3 倍に設定することです。 この比は DC/AC 比として知られています。これは水増し評価ではありません。利用可能な太陽放射量をより有効に活用するのに役立ちます。
エネルギー貯蔵容量の計算方法
エネルギー貯蔵容量は、夜間の電力消費量と許容放電深度 (DoD) によって決まります。
| 夜間の消費量が日常の使用量に占める割合 | 100 kWh/日の消費に必要なストレージ | 説明 |
| 20% | 約22～25kWh | 放電深度 90% を想定し、夜間の照明と通信のみをカバー |
| 40% | 約45～50kWh | 夜間の補助的な生産負荷をカバーします |
| 60% | 約67～75kWh | 曇りや雨の日のために追加容量を確保した 24 時間稼働シナリオ向け |
| 100％（通信基地局） | 約110～120kWh | 2 ～ 3 日連続の曇りまたは雨の日を考慮した設計が必要 |
計算は次のように表すことができます。
エネルギー貯蔵容量 = 1 日のエネルギー消費量 × 夜間消費電力量シェア ÷ 放電深さ × 曇天予備係数 (1.0 ～ 1.3)
冗長係数は、次の方法を使用して、ローカル気象データに対して検証できます。 JRC PVGIS オフグリッド システム モジュール。
リン酸鉄リチウム (LFP) バッテリーの場合、一般的な放電深度の設計値は 90% です。サイクル寿命が損なわれる可能性があるため、100% DoD を仮定して計算しないでください。
サイクル寿命と交換スケジュール
リン酸鉄リチウム電池が実現できるのは、 放電深度 80% で 5,000 ～ 8,000 サイクル。 1 日あたり 1 回の充放電サイクルを想定すると、これは約 13 ～ 21 年に相当します。 これは、太陽光発電モジュールに一般的に指定されている公称耐用年数 25 年よりも短いです。したがって、エネルギー貯蔵はシステムのライフサイクル中に交換が必要になる可能性があり、投資計算において無視すべきではありません。
プロジェクトを 6 つの製品シリーズのいずれかに適合させる
ZM-Besta の移動式太陽光発電所は、20 kW ～ 200 kW をカバーする 6 つの電力シリーズ、合計 24 モデルが用意されています。 主な仕様を以下に示します。
| シリーズ | 太陽光発電の設置容量 | PVモジュールのタイプ | モジュールあたりの電力 | 導入されたフットプリント | 製品重量 (エネルギーストレージを除く) | 標準エネルギー貯蔵 |
| 20kW | 15～20kW | N型TOPCon | 690～720W | 33～39m×4m | 3.8～4.3t | 40kWh |
| 56kW | 40～56kW | N型TOPCon | 440～460W | 63～85m×6m | 12.5～15t | 121kWh |
| 75kW | 56～77kW | N型TOPCon | 440～460W | 63～85m×6m | 12～15トン | 必要に応じてオプション |
| 150kW | 109～152kW | N型TOPCon | 510～530W | 70～96m×12m | 33～36トン | 261kWh |
| 175kW | 133～175kW | N型TOPCon | 510～530W | 70～96m×12m | 31～34.5t | 必要に応じてオプション |
| 200kW | 148～204kW | N型TOPCon | 580～600W | 85～110m×12m | 31～34トン | 必要に応じてオプション |
製品範囲全体にわたる共通の仕様:
- 取付角度：25°
- フレーム含む角度：130°
- フレーム溶融亜鉛メッキ：≧55μm
- ガイドレールの亜鉛-アルミニウム-マグネシウムコーティング: ≥275 g/m²
- 導入時間: ≤ 30 分
- 展開後の耐風性：グレード9
- 塩水噴霧耐性: ≤C5
- 動作温度: -20°C ～ +50°C
- 収納時の保護等級: IP55
- ハイブリッドインバータ出力：380V/400V 三相4線
- 周波数：50/60Hz
避けるべき 4 つのよくあるサイジングの間違い
機器の銘板定格を単純に合計する
機器リストの各項目の定格電力を加算すると、通常、推定値が 30% ～ 50% 高くなります。すべての機器が同時に動作するわけではないため、その差が不必要なシステムコストに直接つながる可能性があります。
温度関連の出力損失の無視
周囲温度が 45°C の砂漠採掘地域では、PV モジュールのバックシート温度が 70°C を超える可能性があり、出力が 15% 近く低下します。 25°C での標準定格に基づいてシステムのサイジングを行うと、実際の出力が予想よりも低くなる可能性があります。
ピーク負荷に応じたエネルギー貯蔵のサイジング
エネルギー貯蔵は、システムの総コストのかなりの部分を占めます。ピーク電力に応じてストレージのサイズを設定するということは、わずか 2 時間で発生する可能性のあるピークをカバーするために、丸 1 日分のストレージ容量を支払うことを意味します。正しいアプローチは、夜間のエネルギー消費に基づいてストレージのサイズを決定することです。
輸送および吊り上げ要件の見落とし
設置面積 110 m × 12 m、重量 34 t の機器は、敷地アクセス道路、回転半径、クレーンの吊り上げ能力を事前に確認する必要があります。 鉱山現場の仮設道路は軽車両用に設計されていることが多いです。大型車両のアクセスと荷降ろしの要件を無視すると、機器は現場に到着しても荷降ろしができなくなる可能性があります。
よくある質問
Q1: 20kWの移動式太陽光発電所は1日にどのくらいの電力を発電できますか?
発電量は地域の太陽条件に依存します。ピーク日照時間が 4.5 時間、システム効率が 0.75 ～ 0.8 であると仮定すると、設置された 1 kW の PV 容量ごとに 1 日あたり約 3.4 ～ 3.6 kWh が発電されます。したがって、20 kW システムでは、1 日あたり約 68 ～ 72 kWh の発電量になります。ピーク日照時間が 5.5 時間の地域では、1 日の発電量は約 85 kWh に達する可能性があります。実際のローカル PVOUT は、 グローバルソーラーアトラス.
Q2: システムはモーター駆動の負荷に直接電力を供給できますか?
はい、ただし始動電流を計算する必要があります。ダイレクトオンライン始動を使用する 22 kW 誘導モーターは、110 ～ 150 A の瞬間電流を消費する可能性があります。インバーターには、この需要に対処するのに十分な過負荷能力が必要です。高出力モーターの場合は、始動電流とそれに伴う電気サージを低減するために、ソフトスターターまたは可変周波数ドライブ (VFD) の使用をお勧めします。
Q3: システムはエネルギー貯蔵なしで動作できますか?
はい。ポンプ場や破砕作業など、主に日中に電力を消費するアプリケーションの場合、システムはエネルギー貯蔵なしで動作し、負荷に応じてインバーターが電力を供給する場合があります。ただし、夜間や曇天時にバックアップ電源が必要なアプリケーションには、エネルギー貯蔵が必要です。
Q4：システムの拡張は可能ですか？
モジュラー設計により、追加ユニットを追加および並列接続することで容量拡張がサポートされます。増設する前に、インバータの最大許容並列数と接続点の容量を確認してください。配電システムをアップグレードせずに PV 容量を追加するだけでは十分ではない可能性があります。
Q5: 装置は塩分を含んだ環境でどのくらいの期間動作できますか?
この製品範囲は、塩水噴霧耐性定格 ≤C5 および 55 μm 以上の溶融亜鉛メッキフレームコーティングで仕様化されています。 ISO 12944 腐食分類では、C5-M は、海から 500 m 以内の特定の沿岸地域を含む、腐食性の高い海洋環境を指します。この保護レベルと定期的な検査により、システムは 15 年以上の耐用年数をサポートできます。実際の耐用年数は、サイト固有の腐食状態とメンテナンスの頻度によって異なります。
連絡先: info@xzbesta.com
