Pentru proiectele în afara rețelei, prima întrebare este aproape întotdeauna aceeași: De câtă putere are nevoie stația mea solară mobilă?
Nu există un răspuns universal. Puterea nominală necesară trebuie calculată, nu pur și simplu selectată. O presupunere incorectă poate duce la o reluare costisitoare: un sistem subdimensionat poate să nu suporte sarcina, în timp ce un sistem supradimensionat leagă capital în capacitate care nu poate fi niciodată utilizată.
Acest ghid defalcă metoda de dimensionare, oferă un tabel de referință rapidă pentru scenariile de operare comune și explică de ce modulele fotovoltaice, invertoarele și stocarea energiei trebuie calculate separat.
Începeți prin a calcula trei valori cheie
Consumul zilnic de energie (kWh/zi)
Acesta este punctul de plecare pentru toate calculele de dimensionare. Ceea ce contează este energia electrică consumată real în 24 de ore, nu suma evaluărilor de pe plăcuța de identificare a echipamentelor sau numărul de dispozitive înmulțit cu puterea lor nominală.
Există trei moduri de estimare a consumului la fața locului:
- Verificați citirile istorice ale contorului. Aceasta este, în general, cea mai precisă metodă pentru proiectele cu o conexiune la rețea existentă sau un generator diesel.
- Calculați dintr-o listă de echipamente. Estimați consumul de energie al fiecărui dispozitiv înmulțind puterea nominală cu orele zilnice de funcționare.
- Utilizați proiecte comparabile ca referință.
A treia metodă este folosită în mod obișnuit pentru taberele de construcții nou înființate sau site-urile miniere. Estimările tipice din industrie sunt: tabără de construcții de 30 de persoane: 60–120 kWh/zi; Tabără de construcție de 100 de persoane: 250–400 kWh/zi.
Puterea de vârf și factorul de cerere
Puterea de vârf determină capacitatea necesară a invertorului, în timp ce consumul zilnic de energie determină capacitatea PV necesară. Aceștia sunt doi parametri diferiți.
Echipamentul de pe amplasament nu funcționează în mod normal la sarcină maximă simultan. Un factor de cerere de 0,6–0,8 este utilizat în mod obișnuit în estimările de inginerie. Presupunând un factor de cerere de 1,0 poate avea ca rezultat un invertor supradimensionat, lăsând surplusul de capacitate neutilizat pe tot parcursul ciclului de viață al proiectului.
Un aspect important este echipamentul cu motoare de mare putere, cum ar fi pompele de apă, concasoarele și echipamentele de ridicare. Curentul lor de pornire trebuie calculat separat. Curentul de pornire instantaneu al unui motor cu inducție care utilizează pornire directă poate atinge de 5-7 ori curentul nominal. Dacă această problemă nu este rezolvată, chiar și un invertor de dimensiuni adecvate își poate declanșa protecția.
Consumul de energie pe timp de noapte ca procent din utilizarea zilnică
Această cifră determină configurația de stocare a energiei. Pentru taberele care sunt în mare parte neocupate în timpul zilei, dar consumă energie electrică semnificativ noaptea, consumul pe timp de noapte poate depăși adesea 50% din utilizarea zilnică. Pentru stațiile de pompare care funcționează în principal în timpul zilei, ponderea pe timp de noapte poate fi sub 20%.
Cu cât cota de noapte este mai mică, cu atât stocarea servește ca funcție suplimentară. Cu cât ponderea este mai mare, cu atât stocarea energiei devine mai critică pentru întregul sistem.
Referință rapidă de alimentare pentru scenarii de operare comune
Următorul tabel rezumă intervalele tipice pentru șase scenarii de operare comune. Aceste cifre se bazează pe experiența în industrie; cerințele reale ale proiectului trebuie verificate în raport cu lista de încărcare.
| Scenariul de operare | Consumul zilnic de energie (kWh) | Putere de vârf (kW) | Consum pe timp de noapte | Capacitate PV recomandată | Stocarea de energie recomandată |
| Tabără de construcție de 30 de persoane | 60–120 | 15–25 | 50%-60% | Seria 20 kW | 40 kWh |
| Tabără de construcție de 100 de persoane | 250–400 | 50–70 | 50%-60% | Seria 56–75 kW | 121 kWh |
| Două pompe de drenaj de 22 kW (una în funcțiune, una în așteptare) | 200–300 | 40–50 | Sub 20% | Seria 56 kW | Opțional, după caz |
| 12 lumini de șantier de 400 W (10 ore pe timp de noapte) | 50 | 5 | 100% | Seria 20 kW | 40 kWh |
| Stație de bază pentru telecomunicații (funcționare 24/7) | 60–90 | 3–5 | 100% | Seria 20 kW | 40 kWh |
| Mașini de sudură, echipamente de tăiere și scule electrice mici | 80–150 | 20–40 | Aproximativ 30% | Seria 56 kW | Opțional, după caz |
Pentru a utiliza acest tabel, identificați mai întâi scenariul de funcționare și verificați care interval se potrivește cu consumul zilnic de energie. Dacă puterea de vârf și consumul zilnic de energie indică dimensiuni diferite ale sistemului, utilizați puterea mai mare ca punct de plecare, apoi verificați dacă capacitatea fotovoltaică este suficientă.
De ce modulele fotovoltaice, invertoarele și stocarea energiei trebuie dimensionate separat
Raportul DC/AC: Capacitatea PV este de obicei mai mare decât puterea nominală a invertorului
Ieșirea modulului fotovoltaic este evaluată în condiții standard de testare: o temperatură a modulului de 25°C, o iradiere de 1.000 W/m² și un coeficient de masă de aer de AM1,5. Când temperatura foii din spate a modulului atinge 65°C la fața locului, modulele de siliciu cristalin cu un coeficient de temperatură de -0,3%/°C pot experimenta o reducere a ieșirii de aproximativ 12%–14%.
Dacă capacitatea fotovoltaică și puterea nominală a invertorului sunt corelate la un raport de 1:1, este posibil ca sistemul să nu atingă puterea nominală a invertorului în cea mai caldă parte a zilei, lăsând o anumită capacitate a invertorului subutilizată.
O practică obișnuită în industrie este de a dimensiona capacitatea fotovoltaică instalată la 1,1–1,3 ori puterea nominală a invertorului. Acest raport este cunoscut sub numele de raport DC/AC. Nu este un rating umflat; ajută la o mai bună utilizare a iradierii solare disponibile.
Cum se calculează capacitatea de stocare a energiei
Capacitatea de stocare a energiei depinde de consumul de energie electrică pe timp de noapte și de adâncimea permisă de descărcare (DoD).
| Consumul pe timp de noapte ca pondere a utilizării zilnice | Depozitare necesară pentru 100 kWh/zi de consum | Descriere |
| 20% | Aprox. 22–25 kWh | Acoperă doar iluminatul de seară și comunicațiile, presupunând o adâncime de descărcare de 90%. |
| 40% | Aprox. 45–50 kWh | Acoperă sarcinile auxiliare de producție în timpul serii |
| 60% | Aprox. 67–75 kWh | Pentru scenarii de funcționare non-stop, cu capacitate suplimentară rezervată pentru zilele înnorate sau ploioase |
| 100% (stație de bază pentru telecomunicații) | Aprox. 110–120 kWh | Necesită luarea în considerare a designului pentru 2-3 zile consecutive înnorate sau ploioase |
Calculul poate fi exprimat astfel:
Capacitate de stocare a energiei = Consumul zilnic de energie × Cota de consum pe timp de noapte ÷ Adâncimea de descărcare × Factor de rezervă pentru vreme înnorat (1,0–1,3)
Factorul de redundanță poate fi verificat în raport cu datele meteorologice locale folosind modulul de sistem off-grid JRC PVGIS.
Pentru bateriile cu fosfat de fier litiu (LFP), o valoare tipică de proiectare a adâncimii de descărcare este de 90%. Nu calculați pe ipoteza de 100% DoD, deoarece acest lucru poate compromite durata de viață.
Ciclu de viață și program de înlocuire
Bateriile cu litiu fosfat de fier pot realiza 5.000–8.000 de cicluri la o adâncime de descărcare de 80%.. Presupunând un ciclu de încărcare-descărcare pe zi, acesta corespunde la aproximativ 13-21 de ani. Aceasta este mai scurtă decât durata de viață nominală de 25 de ani specificată în mod obișnuit pentru modulele fotovoltaice. Prin urmare, stocarea energiei poate necesita înlocuire pe parcursul ciclului de viață al sistemului și nu trebuie trecută cu vederea în calculele investițiilor.
Potrivirea proiectului cu una dintre cele șase serii de produse
Centralele solare mobile ZM-Besta sunt disponibile în șase serii de putere, acoperind 20 kW până la 200 kW, cu 24 de modele în total. Specificațiile cheie sunt enumerate mai jos.
| Seria | Capacitate fotovoltaica instalata | Tip modul PV | Putere per modul | Amprenta implementată | Greutatea produsului (excluzând stocarea energiei) | Stocarea standard a energiei |
| 20 kW | 15–20 kW | TOPCon de tip N | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | TOPCon de tip N | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | TOPCon de tip N | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 t | Opțional, după caz |
| 150 kW | 109–152 kW | TOPCon de tip N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | TOPCon de tip N | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Opțional, după caz |
| 200 kW | 148–204 kW | TOPCon de tip N | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Opțional, după caz |
Specificații comune pentru întreaga gamă de produse:
- Unghi de instalare: 25°
- Cadru inclus unghi: 130°
- Acoperire zincată la cald pe cadru: ≥55 μm
- Acoperire zinc-aluminiu-magneziu pe șinele de ghidare: ≥275 g/m²
- Timp de implementare: ≤30 minute
- Rezistența la vânt după desfășurare: gradul 9
- Rezistenta la pulverizare salina: ≤C5
- Temperatura de functionare: -20°C pana la +50°C
- Gradul de protecție în configurația depozitată: IP55
- Ieșire invertor hibrid: 380 V/400 V, trifazat, cu patru fire
- Frecventa: 50/60 Hz
Patru greșeli frecvente de dimensionare de evitat
Pur și simplu adunând evaluările de pe plăcuța de identificare a echipamentului
Adăugarea puterii nominale a fiecărui element de pe lista de echipamente produce de obicei o estimare care este cu 30%-50% prea mare. Echipamentele nu funcționează toate simultan, iar diferența se poate traduce direct în costuri inutile ale sistemului.
Ignorarea pierderilor de ieșire legate de temperatură
În zonele miniere din deșert cu temperaturi ambientale de 45°C, temperaturile foii din spatele modulului fotovoltaic pot depăși 70°C, reducând producția cu aproape 15%. Dimensionarea unui sistem pe baza valorii nominale standard la 25°C poate duce la o putere reală mai mică decât cea așteptată.
Dimensionarea stocării energiei pentru sarcina maximă
Stocarea energiei reprezintă o proporție substanțială din costul total al sistemului. Dimensionarea stocării în funcție de puterea de vârf înseamnă să plătiți pentru o capacitate de stocare pentru o zi întreagă pentru a acoperi un vârf care poate apărea timp de doar două ore. Abordarea corectă este dimensionarea stocării pe baza consumului de energie pe timp de noapte.
Cu vedere la cerințele de transport și de ridicare
Echipamentele cu o amprentă la sol de 110 m × 12 m și o greutate de 34 t necesită verificări prealabile ale drumurilor de acces la șantier, razei de viraj și capacității de ridicare a macaralei. Drumurile temporare din siturile miniere sunt adesea proiectate pentru vehicule ușoare. Dacă cerințele de acces și descărcare pentru vehicule grele sunt trecute cu vederea, echipamentul poate ajunge la fața locului, dar nu poate fi descărcat.
Întrebări frecvente
Î1: Câtă energie electrică poate genera o centrală solară mobilă de 20 kW pe zi?
Generarea depinde de condițiile solare locale. Presupunând 4,5 ore solare de vârf și o eficiență a sistemului de 0,75–0,8, fiecare 1 kW de capacitate fotovoltaică instalată generează aproximativ 3,4–3,6 kWh pe zi. Un sistem de 20 kW ar genera, prin urmare, aproximativ 68–72 kWh/zi. În zonele cu 5,5 ore de vârf de soare, generarea zilnică poate ajunge la aproximativ 85 kWh. PVOUT local real poate fi interogat prin coordonate în Atlasul solar global.
Î2: Poate sistemul să alimenteze direct sarcinile acționate de motor?
Da, dar trebuie calculat curentul de pornire. Un motor cu inducție de 22 kW care utilizează pornire directă poate absorbi un curent instantaneu de 110–150 A. Invertorul trebuie să aibă o capacitate suficientă de suprasarcină pentru a face față acestei cereri. Pentru motoarele de mare putere, se recomandă un soft starter sau un variator de frecvență (VFD) pentru a reduce curentul de pornire și supratensiunea electrică asociată.
Î3: Poate sistemul să funcționeze fără stocare de energie?
Da. Pentru aplicațiile care consumă în principal energie electrică în timpul zilei, cum ar fi stațiile de pompare și operațiunile de zdrobire, sistemul poate funcționa fără stocare de energie, invertorul furnizând putere ca răspuns la sarcină. Cu toate acestea, aplicațiile care necesită energie de rezervă pe timp de noapte sau pe vreme înnorată au nevoie de stocare de energie.
Î4: Poate fi extins sistemul?
Designul modular sprijină extinderea capacității prin adăugarea și conectarea de unități suplimentare în paralel. Înainte de extindere, verificați numărul maxim permis de unități paralele ale invertorului și capacitatea punctului de conectare. Adăugarea singură a capacității fotovoltaice fără a moderniza sistemul de distribuție electrică poate să nu fie suficientă.
Î5: Cât timp poate funcționa echipamentul într-un mediu încărcat cu sare?
Gama de produse este specificată cu un rating de rezistență la stropii de sare de ≤C5 și un strat de cadru galvanizat la cald de ≥55 μm. Conform clasificărilor de coroziune ISO 12944, C5-M se referă la medii marine extrem de corozive, inclusiv anumite locații de coastă la 500 m de mare. Cu acest nivel de protecție și inspecții regulate, sistemul poate suporta o perioadă de service mai mare de 15 ani. Durata de viață reală depinde încă de condițiile de coroziune specifice locului și de frecvența de întreținere.
Contact: info@xzbesta.com
