Projektiem ārpus tīkla pirmais jautājums gandrīz vienmēr ir vienāds: cik daudz enerģijas ir nepieciešams manai mobilajai saules elektrostacijai?
Nav nevienas atbildes, kas derētu visiem. Nepieciešamā jauda ir jāaprēķina, nevis vienkārši jāizvēlas. Viens nepareizs pieņēmums var izraisīt dārgu pārstrādi: mazizmēra sistēma var neizturēt slodzi, savukārt pārāk liela sistēma piesaista kapitālu jaudā, kas, iespējams, nekad netiks izmantota.
Šajā rokasgrāmatā ir sadalīta izmēru noteikšanas metode, sniegta ātrās atsauces tabula par izplatītākajiem darbības scenārijiem un paskaidrots, kāpēc PV moduļi, invertori un enerģijas uzglabāšana ir jāaprēķina atsevišķi.
Sāciet, aprēķinot trīs galvenās vērtības
Ikdienas enerģijas patēriņš (kWh/dienā)
Tas ir visu izmēru aprēķinu sākumpunkts. Svarīga ir faktiskā 24 stundu laikā patērētā elektroenerģija, nevis aprīkojuma datu plāksnītes nominālo vērtību summa vai ierīču skaits, kas reizināts ar to nominālo jaudu.
Ir trīs veidi, kā novērtēt patēriņu uz vietas:
- Pārbaudiet skaitītāju vēsturiskos rādījumus. Parasti šī ir visprecīzākā metode projektiem ar esošu tīkla savienojumu vai dīzeļģeneratoru.
- Aprēķiniet no aprīkojuma saraksta. Novērtējiet katras ierīces enerģijas patēriņu, reizinot tās nominālo jaudu ar ikdienas darbības stundām.
- Izmantojiet salīdzināmus projektus kā atsauci.
Trešo metodi parasti izmanto jaunizveidotām būvniecības nometnēm vai ieguves vietām. Tipiski nozares aprēķini ir: 30 personu būvniecības nometne: 60–120 kWh/dienā; 100 cilvēku būvniecības nometne: 250–400 kWh/dienā.
Maksimālā jauda un pieprasījuma faktors
Maksimālā jauda nosaka nepieciešamo invertora jaudu, savukārt ikdienas enerģijas patēriņš nosaka nepieciešamo PV jaudu. Tie ir divi dažādi parametri.
Uz vietas esošās iekārtas parasti nedarbojas vienlaicīgi ar pilnu slodzi. Inženiertehniskajos aprēķinos parasti tiek izmantots pieprasījuma koeficients 0,6–0,8. Pieņemot, ka pieprasījuma koeficients ir 1,0, var izveidoties pārāk liels invertors, atstājot lieko jaudu neizmantotu visā projekta dzīves ciklā.
Viens no svarīgiem apsvērumiem ir aprīkojums ar lieljaudas motoriem, piemēram, ūdens sūkņi, drupinātāji un celšanas iekārtas. To starta strāva jāaprēķina atsevišķi. Indukcijas motora momentānā palaišanas strāva, izmantojot tiešo palaišanu, var sasniegt 5–7 reizes lielāku par nominālo strāvu. Ja šī problēma netiek novērsta, pat citādi atbilstoša izmēra invertora aizsardzība var atslēgties.
Enerģijas patēriņš naktī kā ikdienas patēriņa procentuālā daļa
Šis skaitlis nosaka enerģijas uzglabāšanas konfigurāciju. Nometnēs, kuras dienas laikā lielākoties nav apdzīvotas, bet naktī patērē ievērojamu elektrību, nakts patēriņš bieži var pārsniegt 50% no ikdienas patēriņa. Sūkņu stacijām, kas darbojas galvenokārt dienas gaišajā laikā, nakts daļa var būt mazāka par 20%.
Jo mazāka ir nakts daļa, jo vairāk krātuves kalpo kā papildu funkcija. Jo lielāka daļa, jo svarīgāka ir enerģijas uzkrāšana visai sistēmai.
Ātra jaudas uzziņa par izplatītākajiem darbības scenārijiem
Šajā tabulā ir apkopoti tipiski diapazoni sešiem izplatītiem darbības scenārijiem. Šie skaitļi ir balstīti uz nozares pieredzi; faktiskās projekta prasības ir jāpārbauda, salīdzinot ar kravas sarakstu.
| Darbības scenārijs | Ikdienas enerģijas patēriņš (kWh) | Maksimālā jauda (kW) | Nakts patēriņš | Ieteicamā PV jauda | Ieteicamā enerģijas uzglabāšana |
| 30 cilvēku būvniecības nometne | 60–120 | 15.–25 | 50%–60% | 20 kW sērija | 40 kWh |
| 100 cilvēku būvniecības nometne | 250–400 | 50–70 | 50%–60% | 56–75 kW sērija | 121 kWh |
| Divi 22 kW drenāžas sūkņi (viens darbojas, viens gaidīšanas režīmā) | 200–300 | 40–50 | zem 20% | 56 kW sērija | Pēc vajadzības pēc izvēles |
| 12 × 400 W vietnes apgaismojums (10 stundas naktī) | 50 | 5 | 100% | 20 kW sērija | 40 kWh |
| Telekomunikāciju bāzes stacija (darbojas 24/7) | 60–90 | 3–5 | 100% | 20 kW sērija | 40 kWh |
| Metināšanas iekārtas, griešanas iekārtas un nelieli elektroinstrumenti | 80–150 | 20–40 | apmēram 30% | 56 kW sērija | Pēc vajadzības pēc izvēles |
Lai izmantotu šo tabulu, vispirms identificējiet darbības scenāriju un pārbaudiet, kurš diapazons atbilst ikdienas enerģijas patēriņam. Ja maksimālā jauda un dienas enerģijas patēriņš norāda uz dažādiem sistēmas izmēriem, izmantojiet augstāko jaudu kā sākumpunktu, pēc tam pārbaudiet, vai PV jauda ir pietiekama.
Kāpēc PV moduļiem, invertoriem un enerģijas krātuvei ir jānosaka atsevišķi izmēri
Līdzstrāvas/maiņstrāvas attiecība: PV jauda parasti ir lielāka nekā invertora nominālā jauda
PV moduļa jauda ir novērtēta standarta testa apstākļos: moduļa temperatūra 25°C, izstarojums 1000 W/m² un gaisa masas koeficients AM1,5. Kad moduļa aizmugures loksnes temperatūra uz vietas sasniedz 65°C, kristāliskā silīcija moduļiem ar temperatūras koeficientu -0,3%/°C var būt jaudas samazinājums par aptuveni 12%–14%.
Ja PV jauda un invertora nominālā jauda tiek saskaņota ar attiecību 1:1, sistēma var nesasniegt invertora nominālo jaudu dienas karstākajā daļā, atstājot daļu invertora jaudas neizmantotu.
Izplatīta nozares prakse ir uzstādīt uzstādīto PV jaudu 1,1–1,3 reizes par invertora nominālo jaudu. Šī attiecība ir pazīstama kā līdzstrāvas/maiņstrāvas attiecība. Tas nav uzpūsts reitings; tas palīdz labāk izmantot pieejamo saules starojumu.
Kā aprēķināt enerģijas uzglabāšanas jaudu
Enerģijas uzglabāšanas jauda ir atkarīga no nakts elektroenerģijas patēriņa un pieļaujamā izlādes dziļuma (DoD).
| Nakts patēriņš kā ikdienas lietošanas daļa | Nepieciešamā krātuve 100 kWh/dienā | Apraksts |
| 20% | Apm. 22-25 kWh | Ietver tikai vakara apgaismojumu un sakarus, pieņemot, ka izlādes dziļums ir 90%. |
| 40% | Apm. 45–50 kWh | Nosedz palīgražošanas slodzes vakara laikā |
| 60% | Apm. 67–75 kWh | Diennakts darbības scenārijiem ar papildu jaudu, kas rezervēta mākoņainām vai lietainām dienām |
| 100% (telekomunikāciju bāzes stacija) | Apm. 110–120 kWh | Nepieciešama dizaina apsvēršana 2–3 mākoņainas vai lietainas dienas pēc kārtas |
Aprēķinu var izteikt šādi:
Enerģijas uzglabāšanas jauda = dienas enerģijas patēriņš × nakts patēriņa daļa ÷ izlādes dziļums × mākoņaina laika rezerves koeficients (1,0–1,3)
Redundances koeficientu var pārbaudīt, salīdzinot ar vietējiem meteoroloģiskajiem datiem, izmantojot JRC PVGIS ārpustīkla sistēmas modulis.
Litija dzelzs fosfāta (LFP) akumulatoriem tipiskā izlādes dziļuma projektētā vērtība ir 90%. Neaprēķiniet, pamatojoties uz 100% DoD, jo tas var apdraudēt cikla kalpošanas laiku.
Cikla kalpošanas laiks un nomaiņas grafiks
Litija dzelzs fosfāta baterijas var sasniegt 5000–8000 ciklu ar 80% izlādes dziļumu. Pieņemot vienu uzlādes-izlādes ciklu dienā, tas atbilst aptuveni 13–21 gadam. Tas ir īsāks par nominālo 25 gadu kalpošanas laiku, kas parasti tiek noteikts PV moduļiem. Tāpēc enerģijas uzglabāšanai sistēmas dzīves cikla laikā var būt nepieciešama nomaiņa, un to nevajadzētu aizmirst, veicot ieguldījumu aprēķinus.
Saskaņojiet savu projektu ar vienu no sešām produktu sērijām
ZM-Besta mobilās saules elektrostacijas ir pieejamas sešās jaudas sērijās ar jaudu no 20 kW līdz 200 kW, kopā ar 24 modeļiem. Galvenās specifikācijas ir norādītas zemāk.
| sērija | Uzstādītā PV jauda | PV moduļa tips | Jauda vienam modulim | Izvietotais pēdas nospiedums | Produkta svars (izņemot enerģijas uzglabāšanu) | Standarta enerģijas uzglabāšana |
| 20 kW | 15–20 kW | N-veida TOPCon | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | N-veida TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | N-veida TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 t | Pēc vajadzības pēc izvēles |
| 150 kW | 109–152 kW | N-veida TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | N-veida TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Pēc vajadzības pēc izvēles |
| 200 kW | 148–204 kW | N-veida TOPCon | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Pēc vajadzības pēc izvēles |
Kopējās specifikācijas visā produktu klāstā:
- Uzstādīšanas leņķis: 25°
- Iekļauts rāmja leņķis: 130°
- Karsti cinkots pārklājums uz rāmja: ≥55 μm
- Cinka-alumīnija-magnija pārklājums uz vadošajām sliedēm: ≥275 g/m²
- Izvēršanas laiks: ≤30 minūtes
- Vēja pretestība pēc izvēršanas: 9. pakāpe
- Izturība pret sāls izsmidzināšanu: ≤C5
- Darba temperatūra: -20°C līdz +50°C
- Aizsardzības pakāpe saliktā konfigurācijā: IP55
- Hibrīda invertora izeja: 380 V/400 V, trīsfāzu, četru vadu
- Frekvence: 50/60 Hz
Četras izplatītākās izmēra kļūdas, no kurām jāizvairās
Vienkārši pievienojiet aprīkojuma datu plāksnītes vērtējumus
Pievienojot katra aprīkojuma sarakstā iekļautā objekta nominālo jaudu, parasti tiek iegūts aprēķins, kas ir par 30–50% pārāk augsts. Visas iekārtas nedarbojas vienlaikus, un atšķirība var tieši pārvērsties par nevajadzīgām sistēmas izmaksām.
Ar temperatūru saistīto izejas zudumu ignorēšana
Tuksneša raktuvju apgabalos ar apkārtējās vides temperatūru 45°C PV moduļa aizmugures temperatūra var pārsniegt 70°C, samazinot jaudu par gandrīz 15%. Sistēmas lieluma noteikšana, pamatojoties uz standarta vērtējumu 25°C temperatūrā, var radīt mazāku faktisko jaudu, nekā gaidīts.
Enerģijas uzglabāšanas lieluma noteikšana maksimālajai slodzei
Enerģijas uzglabāšana veido ievērojamu daļu no kopējām sistēmas izmaksām. Krātuves lieluma noteikšana atbilstoši maksimālajai jaudai nozīmē maksāt par visas dienas krātuves jaudu, lai segtu maksimumu, kas var notikt tikai divas stundas. Pareizā pieeja ir uzglabāšanas lieluma noteikšana, pamatojoties uz nakts enerģijas patēriņu.
Skats uz transporta un celšanas prasībām
Iekārtām, kuru nospiedums ir 110 m × 12 m un svars 34 t, ir iepriekš jāpārbauda objekta pievedceļi, pagrieziena rādiuss un celtņa celtspēja. Pagaidu ceļi ieguves vietās bieži ir paredzēti vieglajiem transportlīdzekļiem. Ja netiek ņemtas vērā prasības attiecībā uz smago transportlīdzekļu piekļūšanu un izkraušanu, aprīkojums var nonākt uz vietas, taču to nav iespējams izkraut.
Bieži uzdotie jautājumi
Q1: Cik daudz elektroenerģijas dienā var saražot 20 kW mobilā saules elektrostacija?
Rašanās ir atkarīga no vietējiem saules apstākļiem. Pieņemot 4,5 maksimālās saules stundas un sistēmas efektivitāti 0,75–0,8, katrs 1 kW uzstādītās PV jaudas rada aptuveni 3,4–3,6 kWh dienā. Tādējādi 20 kW sistēma radītu aptuveni 68–72 kWh dienā. Apgabalos ar 5,5 maksimālās saules stundas dienas ģenerācija var sasniegt aptuveni 85 kWh. Faktisko vietējo PVOUT var jautāt pēc koordinātām Globālais saules atlants.
Q2: Vai sistēma var tieši darbināt ar motoru darbināmas slodzes?
Jā, bet starta strāva ir jāaprēķina. 22 kW indukcijas motors, kas izmanto tiešo palaišanu, var uzņemt momentāno strāvu 110–150 A. Invertoram ir jābūt pietiekamai pārslodzes spējai, lai apmierinātu šo pieprasījumu. Lieljaudas motoriem ieteicams izmantot mīkstu starteri vai mainīgas frekvences piedziņu (VFD), lai samazinātu palaišanas strāvu un ar to saistīto elektrisko pārspriegumu.
Q3: Vai sistēma var darboties bez enerģijas uzglabāšanas?
Jā. Lietojumprogrammām, kas galvenokārt patērē elektroenerģiju dienas laikā, piemēram, sūkņu stacijās un drupināšanas operācijās, sistēma var darboties bez enerģijas uzkrāšanas, ja pārveidotājs piegādā enerģiju, reaģējot uz slodzi. Tomēr lietojumprogrammām, kurām naktī vai mākoņainā laikā ir nepieciešama rezerves jauda, ir nepieciešama enerģijas uzkrāšana.
Q4: Vai sistēmu var paplašināt?
Modulārais dizains atbalsta jaudas palielināšanu, paralēli pievienojot un savienojot papildu vienības. Pirms paplašināšanas pārbaudiet invertora maksimālo atļauto paralēlo vienību skaitu un pieslēguma punkta jaudu. Ar PV jaudas pievienošanu vien bez elektrosadales sistēmas modernizācijas var nepietikt.
Q5: Cik ilgi iekārta var darboties vidē, kurā ir daudz sāls?
Produktu klāsts ir norādīts ar pretestību pret sāls izsmidzināšanu ≤C5 un karsti cinkota rāmja pārklājumu ≥55 μm. Saskaņā ar ISO 12944 korozijas klasifikāciju C5-M attiecas uz ļoti kodīgu jūras vidi, tostarp noteiktas piekrastes vietas 500 m attālumā no jūras. Ar šo aizsardzības līmeni un regulārām pārbaudēm sistēma var atbalstīt servisa periodu, kas pārsniedz 15 gadus. Faktiskais kalpošanas laiks joprojām ir atkarīgs no konkrētai vietai raksturīgajiem korozijas apstākļiem un apkopes biežuma.
Kontaktpersona: info@xzbesta.com
