Pri projektoch mimo siete je prvá otázka takmer vždy rovnaká: Koľko energie potrebuje moja mobilná solárna elektráreň?
Jednoznačná odpoveď neexistuje. Požadovaný výkon sa musí vypočítať, nie jednoducho vybrať. Jeden nesprávny predpoklad môže viesť k nákladným prepracovaniam: poddimenzovaný systém môže zlyhať pri podpore záťaže, zatiaľ čo predimenzovaný systém viaže kapitál v kapacite, ktorá sa nemusí nikdy použiť.
Táto príručka rozoberá metódu dimenzovania, poskytuje rýchlu referenčnú tabuľku pre bežné prevádzkové scenáre a vysvetľuje, prečo sa FV moduly, meniče a zásobníky energie musia počítať oddelene.
Začnite výpočtom troch kľúčových hodnôt
Denná spotreba energie (kWh/deň)
Toto je východiskový bod pre všetky výpočty veľkosti. Dôležitá je skutočná elektrina spotrebovaná za 24 hodín – nie súčet menovitých hodnôt zariadenia alebo počet zariadení vynásobený ich menovitým výkonom.
Existujú tri spôsoby, ako odhadnúť spotrebu na mieste:
- Skontrolujte historické údaje meračov. Toto je vo všeobecnosti najpresnejšia metóda pre projekty s existujúcim pripojením k sieti alebo dieselovým generátorom.
- Vypočítajte zo zoznamu zariadení. Odhadnite spotrebu energie každého zariadenia vynásobením jeho menovitého výkonu dennými prevádzkovými hodinami.
- Ako referenciu použite porovnateľné projekty.
Tretí spôsob sa bežne používa pre novozaložené stavebné tábory alebo banské miesta. Typické priemyselné odhady sú: 30-členný stavebný tábor: 60 – 120 kWh/deň; Stavebný tábor pre 100 osôb: 250–400 kWh/deň.
Špičkový výkon a faktor dopytu
Špičkový výkon určuje požadovanú kapacitu meniča, zatiaľ čo denná spotreba energie určuje požadovanú kapacitu FV. Ide o dva rozdielne parametre.
Zariadenia na mieste bežne nefungujú súčasne pri plnom zaťažení. V technických odhadoch sa bežne používa faktor dopytu 0,6 – 0,8. Za predpokladu, že faktor dopytu 1,0 môže viesť k predimenzovanému meniču, pričom nadbytočná kapacita zostane nevyužitá počas celého životného cyklu projektu.
Jednou z dôležitých úvah je vybavenie s vysokovýkonnými motormi, ako sú vodné čerpadlá, drviče a zdvíhacie zariadenia. Ich štartovací prúd sa musí vypočítať samostatne. Okamžitý štartovací prúd indukčného motora s priamym štartovaním môže dosiahnuť 5-7-násobok menovitého prúdu. Ak sa tento problém nerieši, aj inak primerane dimenzovaný menič môže vypnúť svoju ochranu.
Nočná spotreba energie ako percento dennej spotreby
Tento údaj určuje konfiguráciu zásobníka energie. V táboroch, ktoré sú počas dňa z veľkej časti neobsadené, ale v noci spotrebúvajú značné množstvo elektriny, môže nočná spotreba často presiahnuť 50 % dennej spotreby. Pre čerpacie stanice, ktoré sú v prevádzke hlavne počas denného svetla, môže byť nočný podiel nižší ako 20 %.
Čím nižší je nočný podiel, tým viac úložiska slúži ako doplnková funkcia. Čím vyšší je podiel, tým kritickejšie sa skladovanie energie stáva pre celý systém.
Rýchla príručka napájania pre bežné prevádzkové scenáre
Nasledujúca tabuľka sumarizuje typické rozsahy pre šesť bežných prevádzkových scenárov. Tieto čísla vychádzajú zo skúseností v odvetví; skutočné požiadavky projektu sa musia overiť podľa zoznamu zaťaženia.
| Prevádzkový scenár | Denná spotreba energie (kWh) | Špičkový výkon (kW) | Nočná spotreba | Odporúčaná kapacita FV | Odporúčané skladovanie energie |
| Stavebný tábor pre 30 osôb | 60–120 | 15-25 | 50 % – 60 % | 20 kW séria | 40 kWh |
| Stavebný tábor pre 100 osôb | 250 – 400 | 50-70 | 50 % – 60 % | séria 56–75 kW | 121 kWh |
| Dve drenážne čerpadlá s výkonom 22 kW (jedno prevádzkové, jedno pohotovostné) | 200 – 300 | 40–50 | pod 20 % | séria 56 kW | Voliteľné, podľa potreby |
| 12 × 400 W osvetlenie miesta (10 hodín v noci) | 50 | 5 | 100% | 20 kW séria | 40 kWh |
| Telekomunikačná základňová stanica (24/7 prevádzka) | 60–90 | 3–5 | 100% | 20 kW séria | 40 kWh |
| Zváracie stroje, rezacie zariadenia a malé elektrické náradie | 80–150 | 20-40 | okolo 30 % | séria 56 kW | Voliteľné, podľa potreby |
Ak chcete použiť túto tabuľku, najprv identifikujte prevádzkový scenár a skontrolujte, ktorý rozsah zodpovedá dennej spotrebe energie. Ak špičkový výkon a denná spotreba energie poukazujú na rozdielne veľkosti systému, použite ako východiskový bod vyšší menovitý výkon a potom overte, či je kapacita FV dostatočná.
Prečo musia byť fotovoltaické moduly, meniče a zásobníky energie dimenzované oddelene
Pomer DC/AC: Kapacita FV je zvyčajne vyššia ako menovitý výstup meniča
Výkon FV modulu je hodnotený pri štandardných testovacích podmienkach: teplota modulu 25 °C, ožiarenosť 1 000 W/m² a koeficient hmotnosti vzduchu AM1,5. Keď teplota spodnej vrstvy modulu na mieste dosiahne 65 °C, moduly kryštalického kremíka s teplotným koeficientom -0,3 %/°C môžu zaznamenať zníženie výkonu približne o 12 % až 14 %.
Ak sa kapacita FV a menovitý výkon meniča zhodujú v pomere 1:1, systém nemusí dosiahnuť menovitý výkon meniča počas najteplejšej časti dňa, čím zostane určitá kapacita meniča nedostatočne využitá.
Bežnou priemyselnou praxou je dimenzovať inštalovanú FV kapacitu na 1,1 – 1,3-násobok menovitého výkonu meniča. Tento pomer je známy ako pomer DC/AC. Nie je to nafúknuté hodnotenie; pomáha lepšie využívať dostupné slnečné žiarenie.
Ako vypočítať kapacitu skladovania energie
Kapacita akumulácie energie závisí od nočnej spotreby elektriny a povolenej hĺbky vybitia (DoD).
| Nočná spotreba ako podiel dennej spotreby | Požadované skladovanie na 100 kWh/deň spotreby | Popis |
| 20 % | Pribl. 22-25 kWh | Zahŕňa len večerné osvetlenie a komunikáciu za predpokladu 90% hĺbky vybitia |
| 40 % | Pribl. 45-50 kWh | Pokrýva pomocnú výrobnú záťaž počas večera |
| 60 % | Pribl. 67-75 kWh | Pre scenáre nepretržitej prevádzky s dodatočnou kapacitou vyhradenou pre zamračené alebo daždivé dni |
| 100 % (telekomunikačná základňová stanica) | Pribl. 110-120 kWh | Vyžaduje zváženie návrhu pre 2 až 3 po sebe nasledujúce zamračené alebo daždivé dni |
Výpočet možno vyjadriť takto:
Kapacita zásobníka energie = denná spotreba energie × podiel nočnej spotreby ÷ hĺbka vybitia × faktor rezervy pri zamračenom počasí (1,0–1,3)
Faktor redundancie je možné overiť pomocou miestnych meteorologických údajov modul systému JRC PVGIS mimo siete.
Pre lítium-železofosfátové (LFP) batérie je typická konštrukčná hodnota hĺbky vybitia 90 %. Nepočítajte s predpokladom 100 % DoD, pretože to môže ohroziť životnosť cyklu.
Životnosť cyklu a plán výmeny
Lítium-železofosfátové batérie môžu dosiahnuť 5 000 – 8 000 cyklov pri hĺbke vybitia 80 %.. Za predpokladu jedného cyklu nabitia a vybitia za deň to zodpovedá približne 13 – 21 rokom. To je kratšia ako nominálna 25-ročná životnosť bežne uvádzaná pre FV moduly. Skladovanie energie si preto môže vyžadovať výmenu počas životného cyklu systému a nemalo by sa pri investičných výpočtoch prehliadať.
Priraďte svoj projekt k jednému zo šiestich produktových sérií
Mobilné solárne elektrárne ZM-Besta sú k dispozícii v šiestich výkonových radoch s výkonom od 20 kW do 200 kW, spolu s 24 modelmi. Kľúčové špecifikácie sú uvedené nižšie.
| séria | Inštalovaná kapacita FV | Typ PV modulu | Výkon na modul | Nasadená stopa | Hmotnosť produktu (bez skladovania energie) | Štandardné skladovanie energie |
| 20 kW | 15-20 kW | TOPCon typu N | 690 – 720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40-56 kW | TOPCon typu N | 440 – 460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56-77 kW | TOPCon typu N | 440 – 460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 t | Voliteľné, podľa potreby |
| 150 kW | 109-152 kW | TOPCon typu N | 510 – 530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133-175 kW | TOPCon typu N | 510 – 530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Voliteľné, podľa potreby |
| 200 kW | 148-204 kW | TOPCon typu N | 580 – 600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Voliteľné, podľa potreby |
Spoločné špecifikácie pre celý sortiment:
- Montážny uhol: 25°
- Uhol vrátane rámu: 130°
- Žiarovo zinkovaný povlak na ráme: ≥55 μm
- Zinko-hliník-horčíkový povlak na vodiacich lištách: ≥275 g/m²
- Čas nasadenia: ≤ 30 minút
- Odolnosť proti vetru po nasadení: Stupeň 9
- Odolnosť voči slanému postreku: ≤C5
- Prevádzková teplota: -20°C až +50°C
- Stupeň krytia v uloženej konfigurácii: IP55
- Výstup hybridného meniča: 380 V/400 V, trojfázový, štvorvodičový
- Frekvencia: 50/60 Hz
Štyri bežné chyby pri určovaní veľkosti, ktorým sa treba vyhnúť
Jednoduché sčítanie hodnotení na štítku zariadenia
Pridaním menovitého výkonu každej položky na zozname zariadení sa zvyčajne vytvorí odhad, ktorý je o 30 až 50 % príliš vysoký. Nie všetky zariadenia fungujú súčasne a rozdiel sa môže priamo premietnuť do zbytočných systémových nákladov.
Ignorovanie výstupných strát súvisiacich s teplotou
V oblastiach púštnej ťažby s okolitými teplotami 45 °C môžu teploty zadnej vrstvy fotovoltických modulov prekročiť 70 °C, čím sa zníži výkon o takmer 15 %. Dimenzovanie systému na základe štandardného hodnotenia pri 25 °C môže viesť k nižšiemu skutočnému výkonu, než sa očakávalo.
Dimenzovanie zásobníka energie pre špičkové zaťaženie
Skladovanie energie predstavuje podstatnú časť celkových nákladov systému. Dimenzovanie úložiska podľa špičkového výkonu znamená platiť za celodennú kapacitu úložiska na pokrytie špičky, ktorá môže nastať iba dve hodiny. Správny prístup je dimenzovať úložisko na základe nočnej spotreby energie.
S výhľadom na požiadavky na prepravu a zdvíhanie
Zariadenia s rozmiestnenou stopou 110 m × 12 m a hmotnosťou 34 t vyžadujú predbežné kontroly prístupových ciest na stavbu, polomeru otáčania a nosnosti žeriavu. Dočasné cesty v miestach ťažby sú často navrhnuté pre ľahké vozidlá. Ak sa prehliadnu požiadavky na prístup a vykládku ťažkých vozidiel, zariadenie môže prísť na miesto, ale nebude možné ho vyložiť.
Často kladené otázky
Q1: Koľko elektriny dokáže vyrobiť mobilná solárna elektráreň s výkonom 20 kW za deň?
Výroba závisí od miestnych slnečných podmienok. Za predpokladu 4,5 špičkových slnečných hodín a účinnosti systému 0,75 – 0,8, každý 1 kW inštalovanej FV kapacity vygeneruje približne 3,4 – 3,6 kWh za deň. Systém s výkonom 20 kW by teda generoval približne 68–72 kWh/deň. V oblastiach s 5,5 špičkovými slnečnými hodinami môže denná produkcia dosiahnuť okolo 85 kWh. Skutočné miestne PVOUT možno zistiť pomocou súradnice v Globálny atlas Slnka.
Q2: Môže systém priamo napájať motorom poháňané záťaže?
Áno, ale treba vypočítať štartovací prúd. Asynchrónny motor s výkonom 22 kW využívajúci priame spúšťanie môže odoberať okamžitý prúd 110 – 150 A. Menič musí mať dostatočnú schopnosť preťaženia, aby pokryl túto požiadavku. Pre motory s vysokým výkonom sa odporúča softštartér alebo pohon s premenlivou frekvenciou (VFD), aby sa znížil rozbehový prúd a súvisiace elektrické prepätia.
Otázka 3: Môže systém fungovať bez skladovania energie?
áno. Pri aplikáciách, ktoré spotrebúvajú elektrickú energiu hlavne počas dňa, ako sú čerpacie stanice a drvenie, môže systém fungovať bez skladovania energie, pričom menič dodáva energiu v reakcii na záťaž. Aplikácie, ktoré vyžadujú záložné napájanie v noci alebo počas zamračeného počasia, však potrebujú skladovanie energie.
Q4: Je možné systém rozšíriť?
Modulárny dizajn podporuje rozšírenie kapacity pridávaním a paralelným pripojením ďalších jednotiek. Pred rozšírením skontrolujte maximálny povolený počet paralelných jednotiek meniča a kapacitu miesta pripojenia. Samotné pridanie FV kapacity bez modernizácie elektrického rozvodného systému nemusí byť dostatočné.
Otázka 5: Ako dlho môže zariadenie fungovať v prostredí so soľou?
Produktový rad je špecifikovaný s hodnotením odolnosti voči soľnému postreku ≤C5 a žiarovo pozinkovaným náterom rámu ≥55 μm. Podľa klasifikácie korózie ISO 12944 sa C5-M vzťahuje na vysoko korozívne morské prostredie vrátane určitých pobrežných oblastí do 500 m od mora. S týmto stupňom ochrany a pravidelnými kontrolami môže systém podporovať servisnú dobu viac ako 15 rokov. Skutočná životnosť stále závisí od špecifických podmienok korózie na mieste a frekvencie údržby.
Kontakt: info@xzbesta.com
