Bij off-grid projecten is de eerste vraag vrijwel altijd dezelfde: Hoeveel stroom heeft mijn mobiele zonnecentrale nodig?
Er bestaat geen pasklaar antwoord. Het vereiste vermogen moet worden berekend en niet eenvoudigweg worden geselecteerd. Eén onjuiste aanname kan leiden tot kostbare aanpassingen: een te klein systeem kan de belasting niet dragen, terwijl een te groot systeem kapitaal vastlegt in capaciteit die misschien nooit zal worden gebruikt.
Deze gids geeft een overzicht van de dimensioneringsmethode, biedt een snelle referentietabel voor algemene bedrijfsscenario's en legt uit waarom PV-modules, omvormers en energieopslag afzonderlijk moeten worden berekend.
Begin met het berekenen van drie sleutelwaarden
Dagelijks energieverbruik (kWh/dag)
Dit is het uitgangspunt voor alle maatberekeningen. Waar het om gaat is het daadwerkelijke elektriciteitsverbruik gedurende 24 uur, en niet de som van de nominale waarden op het typeplaatje van de apparatuur of het aantal apparaten vermenigvuldigd met hun nominale vermogen.
Er zijn drie manieren om het verbruik ter plaatse te schatten:
- Controleer historische meterstanden. Dit is over het algemeen de meest nauwkeurige methode voor projecten met een bestaande netaansluiting of dieselgenerator.
- Bereken op basis van een apparatuurlijst. Schat het energieverbruik van elk apparaat door het nominale vermogen te vermenigvuldigen met de dagelijkse bedrijfsuren.
- Gebruik vergelijkbare projecten als referentie.
De derde methode wordt vaak gebruikt voor nieuw opgerichte bouwkampen of mijnbouwlocaties. Typische schattingen voor de sector zijn: bouwkamp voor 30 personen: 60–120 kWh/dag; Bouwkamp voor 100 personen: 250–400 kWh/dag.
Piekvermogen en vraagfactor
Piekvermogen bepaalt het benodigde omvormervermogen, terwijl het dagelijkse energieverbruik het benodigde PV-vermogen bepaalt. Dit zijn twee verschillende parameters.
Apparatuur op locatie werkt normaal gesproken niet tegelijkertijd op volle belasting. Bij technische schattingen wordt vaak een vraagfactor van 0,6–0,8 gebruikt. Uitgaande van een vraagfactor van 1,0 kan dit resulteren in een te grote omvormer, waardoor overtollige capaciteit gedurende de gehele levenscyclus van het project ongebruikt blijft.
Een belangrijke overweging is apparatuur met krachtige motoren, zoals waterpompen, brekers en hijsapparatuur. Hun startstroom moet afzonderlijk worden berekend. De onmiddellijke startstroom van een inductiemotor die gebruik maakt van direct-on-line starten kan 5 à 7 maal de nominale stroom bereiken. Als dit probleem niet wordt aangepakt, kan zelfs een omvormer van voldoende formaat de beveiliging uitschakelen.
Nachtelijk energieverbruik als percentage van dagelijks gebruik
Dit cijfer bepaalt de configuratie van de energieopslag. Voor kampen die overdag grotendeels leeg zijn, maar 's nachts aanzienlijke elektriciteit verbruiken, kan het nachtelijke verbruik vaak hoger zijn dan 50% van het dagelijks gebruik. Voor gemalen die vooral overdag in bedrijf zijn, kan het nachtaandeel lager zijn dan 20%.
Hoe lager het nachtaandeel, hoe meer opslag een aanvullende functie heeft. Hoe hoger het aandeel, hoe kritischer energieopslag wordt voor het totale systeem.
Snelle stroomreferentie voor algemene bedrijfsscenario's
De volgende tabel geeft een overzicht van de typische bereiken voor zes veelvoorkomende bedrijfsscenario's. Deze cijfers zijn gebaseerd op ervaringen in de sector; daadwerkelijke projectvereisten moeten worden geverifieerd aan de hand van de ladingslijst.
| Bedrijfsscenario | Dagelijks energieverbruik (kWh) | Piekvermogen (kW) | Nachtelijk verbruik | Aanbevolen PV-capaciteit | Aanbevolen energieopslag |
| Bouwkamp voor 30 personen | 60–120 | 15–25 | 50%–60% | 20 kW-serie | 40 kWh |
| Bouwkamp voor 100 personen | 250–400 | 50–70 | 50%–60% | 56–75 kW-serie | 121 kWh |
| Twee drainagepompen van 22 kW (één in bedrijf, één stand-by) | 200–300 | 40–50 | Onder 20% | 56 kW-serie | Optioneel, indien nodig |
| 12 × 400 W terreinverlichting (10 uur 's nachts) | 50 | 5 | 100% | 20 kW-serie | 40 kWh |
| Telecommunicatiebasisstation (24/7 werking) | 60–90 | 3–5 | 100% | 20 kW-serie | 40 kWh |
| Lasmachines, snijapparatuur en klein elektrisch gereedschap | 80–150 | 20–40 | Ongeveer 30% | 56 kW-serie | Optioneel, indien nodig |
Om deze tabel te gebruiken, identificeert u eerst het bedrijfsscenario en controleert u welk bereik overeenkomt met het dagelijkse energieverbruik. Als het piekvermogen en het dagelijkse energieverbruik wijzen op verschillende systeemgroottes, gebruik dan het hogere vermogen als uitgangspunt en controleer vervolgens of de PV-capaciteit voldoende is.
Waarom PV-modules, omvormers en energieopslag afzonderlijk moeten worden gedimensioneerd
DC/AC-verhouding: PV-capaciteit is doorgaans hoger dan het nominale vermogen van de omvormer
Het vermogen van een PV-paneel wordt geschat onder standaard testomstandigheden: een moduletemperatuur van 25°C, instraling van 1.000 W/m² en een luchtmassacoëfficiënt van AM1,5. Wanneer de temperatuur van de achterplaat van de module ter plaatse 65°C bereikt, kunnen kristallijne siliciummodules met een temperatuurcoëfficiënt van -0,3%/°C een outputvermindering ervaren van ongeveer 12%–14%.
Als het PV-vermogen en het nominale vermogen van de omvormer op elkaar zijn afgestemd in een verhouding van 1:1, is het mogelijk dat het systeem het nominale vermogen van de omvormer op het heetste deel van de dag niet bereikt, waardoor een deel van de capaciteit van de omvormer onderbenut blijft.
Een gangbare praktijk in de sector is om de geïnstalleerde PV-capaciteit te beperken tot 1,1 tot 1,3 keer het nominale vermogen van de omvormer. Deze verhouding staat bekend als de DC/AC-verhouding. Het is geen opgeblazen rating; het helpt om de beschikbare zonnestraling beter te benutten.
Hoe de energieopslagcapaciteit te berekenen
De energieopslagcapaciteit is afhankelijk van het elektriciteitsverbruik 's nachts en de toegestane ontladingsdiepte (DoD).
| Nachtverbruik als aandeel van dagelijks gebruik | Vereiste opslag voor 100 kWh/dag verbruik | Beschrijving |
| 20% | Ongeveer. 22–25 kWh | Heeft alleen betrekking op avondverlichting en communicatie, uitgaande van een ontladingsdiepte van 90% |
| 40% | Ongeveer. 45–50 kWh | Dekt de hulpproductie tijdens de avonduren |
| 60% | Ongeveer. 67–75 kWh | Voor bedrijfsscenario's die 24 uur per dag geopend zijn, met extra capaciteit gereserveerd voor bewolkte of regenachtige dagen |
| 100% (telecommunicatiebasisstation) | Ongeveer. 110–120 kWh | Vereist ontwerpoverwegingen voor 2-3 opeenvolgende bewolkte of regenachtige dagen |
De berekening kan worden uitgedrukt als:
Energieopslagcapaciteit = Dagelijks energieverbruik × Aandeel nachtelijk verbruik ÷ Diepte van de ontlading × Reservefactor voor bewolkt weer (1,0–1,3)
De redundantiefactor kan worden geverifieerd aan de hand van lokale meteorologische gegevens de JRC PVGIS off-grid systeemmodule.
Voor lithium-ijzerfosfaat (LFP)-batterijen is een typische ontwerpwaarde voor de ontladingsdiepte 90%. Ga er niet vanuit dat er 100% DoD is, omdat dit de levensduur van de cyclus in gevaar kan brengen.
Cycluslevensduur en vervangingsschema
Lithium-ijzerfosfaatbatterijen kunnen dit bereiken 5.000–8.000 cycli bij een ontladingsdiepte van 80%. Uitgaande van één laad-ontlaadcyclus per dag komt dit overeen met ongeveer 13–21 jaar. Dit is korter dan de nominale levensduur van 25 jaar die gewoonlijk wordt gespecificeerd voor PV-modules. Energieopslag kan daarom tijdens de levenscyclus van het systeem vervangen moeten worden en mag niet over het hoofd worden gezien bij investeringsberekeningen.
Match uw project met een van de zes productseries
De mobiele zonnecentrales van ZM-Besta zijn verkrijgbaar in zes vermogensseries van 20 kW tot 200 kW, met in totaal 24 modellen. De belangrijkste specificaties vindt u hieronder.
| Serie | Geïnstalleerde PV-capaciteit | Type PV-module | Vermogen per module | Ingezette voetafdruk | Productgewicht (exclusief energieopslag) | Standaard energieopslag |
| 20 kW | 15–20 kW | N-type TOPCon | 690–720 W | 33–39 mx 4 m | 3,8–4,3 ton | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | N-type TOPCon | 440–460 W | 63–85 mx 6 m | 12,5–15 ton | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | N-type TOPCon | 440–460 W | 63–85 mx 6 m | 12–15 ton | Optioneel, indien nodig |
| 150 kW | 109–152 kW | N-type TOPCon | 510–530 W | 70–96 mx 12 m | 33–36 ton | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | N-type TOPCon | 510–530 W | 70–96 mx 12 m | 31–34,5 ton | Optioneel, indien nodig |
| 200 kW | 148–204 kW | N-type TOPCon | 580–600 W | 85–110 mx 12 m | 31–34 ton | Optioneel, indien nodig |
Gemeenschappelijke specificaties voor het hele productassortiment:
- Installatiehoek: 25°
- Frame ingesloten hoek: 130°
- Thermisch verzinkte coating op het frame: ≥55 μm
- Zink-aluminium-magnesiumcoating op geleiderails: ≥275 g/m²
- Implementatietijd: ≤30 minuten
- Windweerstand na inzet: Graad 9
- Bestand tegen zoutnevel: ≤C5
- Bedrijfstemperatuur: -20°C tot +50°C
- Beschermingsgraad in opgeborgen configuratie: IP55
- Hybride inverteruitgang: 380 V/400 V, driefasig, vierdraads
- Frequentie: 50/60 Hz
Vier veel voorkomende maatfouten die u moet vermijden
Eenvoudigweg de classificaties van de typeplaatjes van apparatuur optellen
Het optellen van het nominale vermogen van elk item op de apparatuurlijst levert doorgaans een schatting op die 30% tot 50% te hoog is. Apparatuur werkt niet allemaal tegelijkertijd, en het verschil kan zich direct vertalen in onnodige systeemkosten.
Negeren van temperatuurgerelateerde uitgangsverliezen
In woestijnmijngebieden met een omgevingstemperatuur van 45°C kan de temperatuur van de backsheet van PV-modules oplopen tot boven de 70°C, waardoor de output met bijna 15% afneemt. Het dimensioneren van een systeem op basis van de standaardwaarde bij 25°C kan resulteren in een lager dan verwachte werkelijke output.
Dimensionering van energieopslag voor piekbelasting
Energieopslag neemt een substantieel deel van de totale systeemkosten voor zijn rekening. Het dimensioneren van de opslag op basis van het piekvermogen betekent dat u moet betalen voor de opslagcapaciteit van een hele dag om een piek te dekken die slechts twee uur kan duren. De juiste aanpak is om de opslag te dimensioneren op basis van het energieverbruik 's nachts.
Met uitzicht op transport- en hefvereisten
Apparatuur met een ingezette voetafdruk van 110 m × 12 m en een gewicht van 34 ton vereist voorafgaande controles van de toegangswegen, de draaicirkel en het hefvermogen van de kraan. Tijdelijke wegen op mijnlocaties zijn vaak ontworpen voor lichte voertuigen. Als de toegangs- en losvereisten voor zware voertuigen over het hoofd worden gezien, kan het zijn dat de apparatuur ter plaatse arriveert, maar onmogelijk kan worden gelost.
Veelgestelde vragen
Vraag 1: Hoeveel elektriciteit kan een mobiele zonnecentrale van 20 kW per dag opwekken?
De opwekking is afhankelijk van de lokale zonneomstandigheden. Uitgaande van 4,5 piekzonuren en een systeemefficiëntie van 0,75–0,8, genereert elke 1 kW geïnstalleerd PV-vermogen ongeveer 3,4–3,6 kWh per dag. Een systeem van 20 kW zou dus ongeveer 68-72 kWh/dag opwekken. In gebieden met 5,5 piekzonuren kan de dagelijkse opwekking ongeveer 85 kWh bedragen. De werkelijke lokale PVOUT kan worden opgevraagd via een coördinaat in het Mondiale zonne-atlas.
Vraag 2: Kan het systeem motoraangedreven belastingen rechtstreeks aandrijven?
Ja, maar de startstroom moet worden berekend. Een inductiemotor van 22 kW die direct-on-line start gebruikt, kan een momentane stroom van 110–150 A trekken. De omvormer moet voldoende overbelastingsvermogen hebben om aan deze vraag te voldoen. Voor motoren met hoog vermogen wordt een softstarter of frequentieregelaar (VFD) aanbevolen om de startstroom en de daarmee gepaard gaande elektrische stroomstoten te verminderen.
Vraag 3: Kan het systeem functioneren zonder energieopslag?
Ja. Voor toepassingen die voornamelijk overdag elektriciteit verbruiken, zoals pompstations en breekwerkzaamheden, kan het systeem werken zonder energieopslag, waarbij de omvormer stroom levert in reactie op de belasting. Toepassingen die 's nachts of bij bewolkt weer back-upstroom nodig hebben, hebben echter energieopslag nodig.
Vraag 4: Kan het systeem worden uitgebreid?
Het modulaire ontwerp ondersteunt capaciteitsuitbreiding door extra units parallel toe te voegen en aan te sluiten. Controleer vóór de uitbreiding het maximaal toegestane aantal parallelle units van de omvormer en de capaciteit van het aansluitpunt. Alleen het toevoegen van PV-capaciteit zonder het elektriciteitsdistributiesysteem te upgraden is mogelijk niet voldoende.
Vraag 5: Hoe lang kan de apparatuur in een met zout beladen omgeving werken?
Het productassortiment is gespecificeerd met een zoutsproeibestendigheid van ≤C5 en een thermisch verzinkte framecoating van ≥55 μm. Volgens de ISO 12944-corrosieclassificaties verwijst C5-M naar zeer corrosieve mariene omgevingen, inclusief bepaalde kustlocaties binnen 500 m van de zee. Met dit beschermingsniveau en regelmatige inspecties kan het systeem een serviceperiode van meer dan 15 jaar ondersteunen. De werkelijke levensduur is nog steeds afhankelijk van locatiespecifieke corrosieomstandigheden en onderhoudsfrequentie.
Contactpersoon: info@xzbesta.com
