خطة تصميم نظام توليد الطاقة خارج الشبكة التكميلية لطاقة الرياح والطاقة الشمسية والديزل بقدرة 10 كيلو فولت أمبير

خطة تصميم نظام توليد الطاقة خارج الشبكة التكميلية لطاقة الرياح والطاقة الشمسية والديزل بقدرة 10 كيلو فولت أمبير

1: مقدمة النظام

يعتمد هذا النظام أسلوبًا موثوقًا لتوليد الطاقة للخلايا الشمسية وتوربينات الرياح ومولدات الديزل لتلبية احتياجات المستخدمين. وفقًا لمتطلبات العميل، إجمالي 54 سيليكون أحادي البلورية 185 وات/ 36 فولت، 3 توربينات رياح 10 كيلو وات، 1 مولد ديزل ثلاثي الطور 10 كيلو فولت أمبير 380 فولت تيار متردد 50 هرتز، 108 بطاريات الرصاص الحمضية 2000 أمبير/2 فولت لا تحتاج إلى صيانة، ووحدة التحكم الهجينة بالطاقة الشمسية والرياح من Guanya وعاكس ثلاثي الطور خارج الشبكة تم تحديدها. عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل، يمكنها تلبية التشغيل المستمر لحمل 8 كيلو وات لمدة 3 أيام تقريبًا (حمل 8 كيلو وات يوميًا، 12 ساعة من التشغيل المستمر).

يعتمد هذا النظام وضع إمداد الطاقة الاحتياطية لمولد الديزل، أي أنه يتم توفير منفذ إدخال مولد الديزل على العاكس. بشكل عام، تقوم الألواح الشمسية وتوربينات الرياح بشحن البطارية بعد مرورها عبر جهاز التحكم الهجين بين الرياح والطاقة الشمسية، وتقوم البطارية بتزويد الحمل بالطاقة بعد عكسها بواسطة العاكس. عندما تكون البطارية ذات جهد منخفض، يتحول النظام تلقائيًا إلى حالة إمداد طاقة محرك الديزل، ويقوم محرك الديزل بتزويد الحمل بالطاقة؛ عندما يكون جهد البطارية ممتلئًا، يتحول النظام تلقائيًا إلى حالة عمل البطارية.

2. مبادئ التصميم:

2.1. اقتصاد

مع تلبية متطلبات الاستخدام الخاصة بالعميل، تقليل التكاليف قدر الإمكان لتحقيق التعايش الاقتصادي والعملي. وبالنظر إلى أن تكلفة الألواح الكهروضوئية أعلى من تكلفة توربينات الرياح، فإن قوة توربينات الرياح يجب أن تكون أكبر من قوة الألواح الكهروضوئية في تكوين النظام. وفي هذا النظام، تبلغ قوة توربينات الرياح حوالي 3 أضعاف قوة الألواح الكهروضوئية. وبالنظر إلى الأيام الممطرة المستمرة والرياح المنخفضة، إذا تم استخدام الألواح الشمسية وتوربينات الرياح لتوفير الطاقة خلال هذه الفترة، فسيكون من الصعب تلبية سعة البطارية لاحتياجات المستخدمين. لذلك، عندما لا تتمكن أنظمة توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح من توليد الكهرباء بشكل طبيعي وتكون سعة البطارية غير كافية، فإننا نستخدم تعويض محرك الديزل لتلبية احتياجات المستخدم من الكهرباء.

2.2 السلامة والموثوقية

كأنظمة توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، يجب أن تتمتع بمعامل أمان وموثوقية عالي لضمان إنتاج طاقة مستمر ومستقر. يجب أن تتمتع وحدات الخلايا الشمسية بمقاومة معينة للرياح والضغط؛ تتمتع توربينات الرياح بدرجة عالية من الأمان والموثوقية الميكانيكية لمنع الطيران أو تلف الشفرات المفرط بسبب الرياح. يجب أن يكون لوحدة التحكم الهجينة للرياح والطاقة الشمسية تأثير تحكم وعرض عالي. يتميز العاكس خارج الشبكة بكفاءة عاكسة عالية، واستهلاك منخفض للطاقة وحجم صغير. من أجل منع ضربات البرق أو التداخل الكهرومغناطيسي القوي، تم تجهيز هذا النظام خصيصًا بجهاز حماية من الصواعق مثبت داخل خزانة التحكم، والذي يمكنه حماية سلامة النظام بشكل فعال. يمكن أن تلبي سعة تصميم البطارية استهلاك الطاقة لحمل 8KW لمدة 7 ساعات. حتى لو كانت البطارية منخفضة الجهد، يمكن أن يعمل الحمل بشكل طبيعي. تم تجهيز النظام بمنفذ إدخال محرك الديزل، والذي يمكنه تمكين محرك الديزل من إمداد الطاقة في ظروف خاصة لضمان استقرار خرج النظام.

2.3 حماية البيئة وتوفير الطاقة

يعد نظام توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في حد ذاته منتجًا موفرًا للطاقة، لذلك عند شراء ملحقات أخرى، يجب أن يكون له وظائف حماية البيئة. على سبيل المثال، يجب على وحدة التحكم الكهروضوئية والعاكس خارج الشبكة التحكم في الضوضاء والإشعاع الكهرومغناطيسي إلى أدنى نطاق، ويجب أن يتخذ الكابل تدابير وقائية معينة. على المدى الطويل، لا يعد توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح صديقًا للبيئة فحسب، بل إنه أيضًا أرخص من تكلفة كهرباء المدينة. يمكن تعويض التكلفة بتكلفة استخدام كهرباء المدينة بعد استخدام النظام لفترة زمنية معينة، ومن ثم سيوفر المال.

2.4 القدرة على التحكم

كنظام كامل، يمكن أن تعمل إمكانية التحكم على تحسين قدرة النظام على التكيف. تم تجهيز النظام بوحدة تحكم هجينة منفصلة للرياح والطاقة الشمسية مع وظيفة التحكم، والتي لديها وظائف الحماية مثل الشحن الزائد، والإفراط في التفريغ، ووظائف التفريغ. يمكن لبيانات عرض الإخراج أن تفهم بشكل حدسي حالة عمل النظام.

2.3 مبدأ العمل

كما هو موضح في الشكل التالي (الشكل-1)، فإن وحدة الخلايا الشمسية وتوربينات الرياح لهذا النظام هي عناصر توليد الطاقة، ووحدة التحكم الهجينة بين الرياح والطاقة الشمسية هي عنصر التحكم والكشف في العمل. تقوم البطارية بتخزين الطاقة الكهربائية وتزويدها للحمل للاستخدام؛ من أجل تحسين موثوقية النظام، تم تجهيز النظام بمنفذ إدخال محرك الديزل. يمكن للنظام أن يتحول تلقائيًا إلى مصدر طاقة محرك الديزل عند تغذية البطارية؛ بعد شحن البطارية، سينتقل النظام تلقائيًا إلى مصدر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. يقوم العاكس خارج الشبكة بتحويل طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد وإخراجها. يعتمد تصميم النظام بأكمله على تصميم مدمج، باستخدام أقل مساحة ممكنة لتحقيق التأثير الأكثر مثالية.