Pri projektih zunaj omrežja je prvo vprašanje skoraj vedno enako: Koliko energije potrebuje moja mobilna sončna elektrarna?
Enoznačnega odgovora ni. Zahtevano nazivno moč je treba izračunati, ne le izbrati. Ena napačna predpostavka lahko povzroči drago predelavo: premajhen sistem morda ne bo prenesel obremenitve, medtem ko prevelik sistem veže kapital v zmogljivosti, ki morda nikoli ne bo uporabljena.
Ta vodnik razčlenjuje metodo dimenzioniranja, nudi hitro referenčno tabelo za pogoste scenarije delovanja in pojasnjuje, zakaj je treba fotovoltaične module, pretvornike in shranjevanje energije izračunati ločeno.
Začnite z izračunom treh ključnih vrednosti
Dnevna poraba energije (kWh/dan)
To je izhodišče za vse izračune velikosti. Pomembna je dejansko porabljena električna energija v 24 urah – ne vsota nazivnih vrednosti opreme ali število naprav, pomnoženo z njihovo nazivno močjo.
Obstajajo trije načini za oceno porabe na mestu:
- Preverite zgodovinske odčitke števca. To je na splošno najnatančnejša metoda za projekte z obstoječo omrežno povezavo ali dizelskim generatorjem.
- Izračunajte s seznama opreme. Ocenite porabo energije vsake naprave tako, da njeno nazivno moč pomnožite z dnevnimi urami delovanja.
- Uporabite primerljive projekte kot referenco.
Tretja metoda se običajno uporablja za novo ustanovljena gradbena taborišča ali rudarska mesta. Tipične ocene industrije so: gradbeni tabor za 30 oseb: 60–120 kWh/dan; Gradbeni tabor za 100 oseb: 250–400 kWh/dan.
Konična moč in faktor povpraševanja
Konična moč določa zahtevano zmogljivost pretvornika, medtem ko dnevna poraba energije določa zahtevano zmogljivost PV. To sta dva različna parametra.
Oprema na lokaciji običajno ne deluje istočasno pri polni obremenitvi. V inženirskih ocenah se običajno uporablja faktor povpraševanja 0,6–0,8. Ob predpostavki, da je faktor povpraševanja 1,0, lahko pride do prevelikega razsmernika, zaradi česar presežna zmogljivost ostane neizkoriščena v celotnem življenjskem ciklu projekta.
Pomemben vidik je oprema z visokozmogljivimi motorji, kot so vodne črpalke, drobilniki in dvižna oprema. Njihov začetni tok je treba izračunati ločeno. Trenutni zagonski tok indukcijskega motorja z neposrednim zagonom lahko doseže 5–7-kratnik nazivnega toka. Če te težave ne odpravite, lahko tudi sicer ustrezno velik razsmernik sproži zaščito.
Nočna poraba energije kot odstotek dnevne uporabe
Ta številka določa konfiguracijo shranjevanja energije. Za kampe, ki podnevi večinoma niso zasedeni, ponoči pa porabijo precej električne energije, lahko nočna poraba pogosto preseže 50 % dnevne porabe. Pri črpališčih, ki obratujejo pretežno podnevi, je lahko nočni delež pod 20 %.
Nižji kot je nočni delež, več prostora za shranjevanje služi kot dodatna funkcija. Višji kot je delež, bolj kritično postane shranjevanje energije za celoten sistem.
Hitra referenca napajanja za pogoste scenarije delovanja
Naslednja tabela povzema tipične razpone za šest pogostih scenarijev delovanja. Te številke temeljijo na izkušnjah v industriji; dejanske zahteve projekta je treba preveriti glede na tovorni seznam.
| Scenarij delovanja | Dnevna poraba energije (kWh) | Največja moč (kW) | Nočna poraba | Priporočena PV zmogljivost | Priporočeno shranjevanje energije |
| 30-članski gradbeni tabor | 60–120 | 15–25 | 50 %–60 % | Serija 20 kW | 40 kWh |
| Gradbeni tabor za 100 oseb | 250–400 | 50–70 | 50 %–60 % | serije 56–75 kW | 121 kWh |
| Dve drenažni črpalki 22 kW (ena delujoča, ena v pripravljenosti) | 200–300 | 40–50 | Pod 20 % | serija 56 kW | Po želji, po potrebi |
| 12 × 400 W luči na lokaciji (10 ur ponoči) | 50 | 5 | 100 % | Serija 20 kW | 40 kWh |
| Telekomunikacijska bazna postaja (delovanje 24/7) | 60–90 | 3–5 | 100 % | Serija 20 kW | 40 kWh |
| Varilni stroji, oprema za rezanje in mala električna orodja | 80–150 | 20–40 | okoli 30 % | serija 56 kW | Po želji, po potrebi |
Če želite uporabiti to tabelo, najprej določite scenarij delovanja in preverite, kateri obseg ustreza dnevni porabi energije. Če konična moč in dnevna poraba energije kažeta na različne velikosti sistema, uporabite višjo nazivno moč kot izhodišče, nato pa preverite, ali je PV zmogljivost zadostna.
Zakaj je treba PV module, pretvornike in hranilnike energije dimenzionirati ločeno
Razmerje DC/AC: PV zmogljivost je običajno višja od nazivne moči pretvornika
Izhod fotonapetostnega modula je ocenjen pod standardnimi preskusnimi pogoji: temperatura modula 25 °C, obsevanost 1000 W/m² in koeficient zračne mase AM1,5. Ko temperatura hrbtne plošče modula na lokaciji doseže 65 °C, lahko moduli kristalnega silicija s temperaturnim koeficientom -0,3 %/°C občutijo zmanjšanje proizvodnje za približno 12 %–14 %.
Če sta fotonapetostna zmogljivost in nazivna izhodna moč razsmernika usklajena v razmerju 1:1, sistem morda ne bo dosegel nazivne izhodne moči razsmernika v najbolj vročem delu dneva, zaradi česar bo nekaj zmogljivosti razsmernika premalo izkoriščenih.
Običajna industrijska praksa je, da se instalirana fotonapetostna zmogljivost poveča na 1,1–1,3-kratno nazivno moč pretvornika. To razmerje je znano kot razmerje DC/AC. Ne gre za prenapihnjeno oceno; pomaga bolje izkoristiti razpoložljivo sončno obsevanje.
Kako izračunati zmogljivost shranjevanja energije
Zmogljivost shranjevanja energije je odvisna od nočne porabe električne energije in dovoljene globine praznjenja (DoD).
| Nočna poraba kot delež dnevne uporabe | Zahtevano shranjevanje za 100 kWh/dan porabe | Opis |
| 20 % | Pribl. 22–25 kWh | Zajema samo večerno razsvetljavo in komunikacije ob predpostavki 90 % globine praznjenja |
| 40 % | Pribl. 45–50 kWh | Pokriva obremenitve pomožne proizvodnje v večernem času |
| 60 % | Pribl. 67–75 kWh | Za scenarije delovanja 24 ur na dan, z dodatno zmogljivostjo, rezervirano za oblačne ali deževne dni |
| 100 % (telekomunikacijska bazna postaja) | Pribl. 110–120 kWh | Zahteva načrtovanje za 2–3 zaporedne oblačne ali deževne dni |
Izračun se lahko izrazi kot:
Zmogljivost shranjevanja energije = dnevna poraba energije × delež nočne porabe ÷ globina praznjenja × faktor rezerve v oblačnem vremenu (1,0–1,3)
Faktor redundance je mogoče preveriti z uporabo lokalnih meteoroloških podatkov sistemski modul zunaj omrežja JRC PVGIS.
Za baterije litij-železov fosfat (LFP) je tipična konstrukcijska vrednost globine praznjenja 90 %. Ne računajte ob predpostavki 100 % DoD, saj lahko to ogrozi življenjsko dobo.
Življenjska doba in razpored zamenjave
Litij-železo-fosfatne baterije lahko dosežejo 5.000–8.000 ciklov pri 80 % globini praznjenja. Če predpostavimo en cikel polnjenja in praznjenja na dan, to ustreza približno 13–21 letom. To je krajše od nominalne 25-letne življenjske dobe, ki je običajno določena za PV module. Skladiščenje energije bo zato morda zahtevalo zamenjavo med življenjskim ciklom sistema in ga pri izračunih naložb ne smemo spregledati.
Ujemanje vašega projekta z eno od šestih serij izdelkov
Mobilne sončne elektrarne ZM-Besta so na voljo v šestih serijah moči od 20 kW do 200 kW, skupaj 24 modelov. Ključne specifikacije so navedene spodaj.
| serija | Inštalirana PV zmogljivost | Vrsta PV modula | Moč na modul | Razporejen Footprint | Teža izdelka (brez shranjevanja energije) | Standardno shranjevanje energije |
| 20 kW | 15–20 kW | N-tip TOPCon | 690–720 W | 33–39 m × 4 m | 3,8–4,3 t | 40 kWh |
| 56 kW | 40–56 kW | N-tip TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12,5–15 t | 121 kWh |
| 75 kW | 56–77 kW | N-tip TOPCon | 440–460 W | 63–85 m × 6 m | 12–15 t | Po želji, po potrebi |
| 150 kW | 109–152 kW | N-tip TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 33–36 t | 261 kWh |
| 175 kW | 133–175 kW | N-tip TOPCon | 510–530 W | 70–96 m × 12 m | 31–34,5 t | Po želji, po potrebi |
| 200 kW | 148–204 kW | N-tip TOPCon | 580–600 W | 85–110 m × 12 m | 31–34 t | Po želji, po potrebi |
Skupne specifikacije v celotni paleti izdelkov:
- Namestitveni kot: 25°
- Vključen kot okvirja: 130°
- Vroče pocinkana prevleka na okvirju: ≥55 μm
- Prevleka cink-aluminij-magnezij na vodilih: ≥275 g/m²
- Čas uvajanja: ≤30 minut
- Odpornost proti vetru po namestitvi: Stopnja 9
- Odpornost na razprševanje soli: ≤C5
- Delovna temperatura: -20°C do +50°C
- Stopnja zaščite v spravljeni konfiguraciji: IP55
- Izhod hibridnega inverterja: 380 V/400 V, trifazni, štirižilni
- Frekvenca: 50/60 Hz
Štiri pogoste napake pri določanju velikosti, ki se jim je treba izogibati
Preprosto seštevanje ocen opreme z imenske tablice
Dodajanje nazivne moči vsakega elementa na seznamu opreme običajno povzroči oceno, ki je 30–50 % previsoka. Oprema ne deluje vsa hkrati in razlika se lahko neposredno pretvori v nepotrebne stroške sistema.
Ignoriranje s temperaturo povezanih izhodnih izgub
V puščavskih rudarskih območjih s temperaturo okolja 45 °C lahko temperatura zadnje plošče PV modula preseže 70 °C, kar zmanjša proizvodnjo za skoraj 15 %. Dimenzioniranje sistema na podlagi standardne ocene pri 25 °C lahko povzroči dejanski izhod nižji od pričakovanega.
Dimenzioniranje shranjevanja energije za konično obremenitev
Shranjevanje energije predstavlja znaten delež celotnih stroškov sistema. Dimenzioniranje shranjevanja glede na konično moč pomeni plačilo za celodnevno kapaciteto shranjevanja za pokrivanje konice, ki lahko nastopi le za dve uri. Pravilen pristop je velikost shranjevanja glede na nočno porabo energije.
Brez upoštevanja zahtev glede prevoza in dviganja
Oprema z razporejenim tlorisom 110 m × 12 m in težo 34 t zahteva vnaprejšnje preglede dostopnih cest na gradbišču, radija obračanja in dvižne zmogljivosti žerjava. Začasne ceste na rudarskih lokacijah so pogosto zasnovane za lahka vozila. Če se spregledajo zahteve glede dostopa in razkladanja težkih vozil, lahko oprema prispe na lokacijo, vendar je ni mogoče raztovoriti.
Pogosto zastavljena vprašanja
V1: Koliko električne energije lahko dnevno proizvede 20 kW mobilna sončna elektrarna?
Proizvodnja je odvisna od lokalnih sončnih razmer. Ob predpostavki 4,5 največje sončne ure in sistemski izkoristek 0,75–0,8 ustvari vsak 1 kW nameščene PV zmogljivosti približno 3,4–3,6 kWh na dan. Sistem z močjo 20 kW bi torej ustvaril približno 68–72 kWh/dan. Na območjih s 5,5 največje sončne ure lahko dnevna proizvodnja doseže približno 85 kWh. Dejansko lokalno PVOUT lahko poizvedujete po koordinatah v Globalni solarni atlas.
V2: Ali lahko sistem neposredno napaja bremena, ki jih poganja motor?
Da, vendar je treba izračunati začetni tok. Indukcijski motor z močjo 22 kW, ki uporablja neposredni zagon, lahko črpa trenutni tok 110–150 A. Razsmernik mora imeti zadostno preobremenitveno zmogljivost, da obvlada to zahtevo. Pri motorjih z veliko močjo se priporoča mehki zaganjalnik ali pogon s spremenljivo frekvenco (VFD), da se zmanjša zagonski tok in z njim povezana električna napetost.
V3: Ali lahko sistem deluje brez shranjevanja energije?
ja Pri aplikacijah, ki večinoma porabljajo električno energijo podnevi, kot so črpalne postaje in drobilnice, lahko sistem deluje brez shranjevanja energije, pri čemer pretvornik dobavlja moč kot odgovor na obremenitev. Vendar aplikacije, ki potrebujejo rezervno napajanje ponoči ali v oblačnem vremenu, potrebujejo shranjevanje energije.
V4: Ali je mogoče sistem razširiti?
Modularna zasnova podpira razširitev zmogljivosti z dodajanjem in vzporednim povezovanjem dodatnih enot. Pred razširitvijo preverite največje dovoljeno število vzporednih enot pretvornika in zmogljivost priključne točke. Samo dodajanje PV zmogljivosti brez nadgradnje električnega distribucijskega sistema morda ne bo zadostovalo.
V5: Kako dolgo lahko oprema deluje v okolju, obremenjenem s soljo?
Paleta izdelkov je določena z oceno odpornosti na razpršeno soljo ≤C5 in vroče pocinkano prevleko okvirja ≥55 μm. V skladu s klasifikacijo korozije ISO 12944 se C5-M nanaša na zelo korozivna morska okolja, vključno z nekaterimi obalnimi lokacijami znotraj 500 m od morja. S to stopnjo zaščite in rednimi pregledi lahko sistem vzdržuje življenjsko dobo več kot 15 let. Dejanska življenjska doba je še vedno odvisna od korozijskih pogojev na mestu in pogostosti vzdrževanja.
Kontakt: info@xzbesta.com
