10KVA רוח, שמש ודיזל משלימה תוכנית תכנון מערכת ייצור חשמל מחוץ לרשת

10KVA רוח, שמש ודיזל תוכנית תכנון משלימה של מערכת ייצור חשמל מחוץ לרשת

1: מבוא למערכת

מערכת זו מאמצת מצב ייצור חשמל אמין של תאים סולאריים, טורבינות רוח וגנרטורים דיזל כדי לענות על צורכי המשתמשים. על פי דרישות הלקוח, סה'כ 54 סיליקון חד-גבישי 185W/36V, 3 טורבינות רוח 10KW, 1 10KVA 380VAC 50HZ גנרטור דיזל תלת פאזי, 108 2000Ah/2V עופרת-חומצה נטולת תחזוקה ללא סוללות Guanya-d-solgrise ללא תחזוקה, ו מהפך נבחרים. כאשר הסוללה טעונה במלואה, היא יכולה לעמוד בפעולה רציפה של עומס של 8KW למשך כ-3 ימים (עומס 8KW ליום, 12 שעות של פעולה רציפה).

מערכת זו מאמצת את מצב אספקת החשמל של גנרטור דיזל, כלומר, יציאת כניסה של גנרטור דיזל מסופקת במהפך. באופן כללי, פאנלים סולאריים וטורבינות רוח מטעינים את הסוללה לאחר מעבר דרך הבקר ההיברידי רוח-סולארי, והסוללה מספקת כוח לעומס לאחר שהופכה על ידי המהפך. כאשר המצבר נמצא בתת-מתח, המערכת עוברת אוטומטית למצב אספקת החשמל של מנוע דיזל, ומנוע הדיזל מספק כוח לעומס; כאשר מתח הסוללה מלא, המערכת עוברת אוטומטית למצב העבודה של הסוללה.

2. עקרונות עיצוב:

2.1. כַּלְכָּלָה

תוך עמידה בדרישות השימוש של הלקוח, צמצמו עלויות ככל האפשר כדי להשיג דו קיום כלכלי ומעשי. בהתחשב בכך שעלותם של פאנלים פוטו-וולטאיים גבוהה מזו של טורבינות רוח, הספק של טורבינות רוח צריך להיות גדול מזה של פאנלים פוטו-וולטאיים בתצורת המערכת. במערכת זו, הספק של טורבינות רוח הוא בערך פי 3 מזה של פאנלים פוטו-וולטאיים. בהתחשב בימי גשם מתמשכים ורוח נמוכה, אם הפאנלים הסולאריים וטורבינות הרוח משמשים לאספקת חשמל בתקופה זו, הקיבולת של הסוללה תתקשה לענות על צרכי המשתמשים. לכן, כאשר מערכות ייצור האנרגיה הסולארית והרוח אינן יכולות לייצר חשמל כרגיל וקיבולת המצבר אינה מספקת, אנו משתמשים בפיצוי למנועי דיזל כדי לענות על צרכי החשמל של המשתמש.

2.2 בטיחות ואמינות

כמערכות לייצור אנרגיה סולארית ורוח, עליהן להיות בעל מקדם בטיחות ואמינות גבוהים כדי להבטיח תפוקת חשמל רציפה ויציבה. מודולים של תאים סולאריים חייבים להיות בעלי עמידות מסוימת לרוח וללחץ; לטורבינות רוח יש רמה גבוהה של בטיחות מכנית ואמינות למניעת טיסה או נזקי רוח מוגזמים ללהבים. לבקר ההיברידי רוח-שמש חייב להיות בעל אפקט שליטה ותצוגה גבוהים. למהפך מחוץ לרשת יש יעילות מהפך גבוהה, צריכת חשמל נמוכה וגודל קטן. על מנת למנוע פגיעות ברק או הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות, מערכת זו מצוידת במיוחד בהתקן הגנה מפני ברקים המותקן בתוך ארון הבקרה, שיכול להגן ביעילות על בטיחות המערכת. קיבולת עיצוב הסוללה יכולה לעמוד בצריכת החשמל של עומס של 8KW עובד במשך 7 שעות. גם אם המצבר הוא תת מתח, העומס יכול לעבוד כרגיל. המערכת מצוידת ביציאת כניסה למנוע דיזל, שיכולה לאפשר למנוע דיזל לספק חשמל בנסיבות מיוחדות כדי להבטיח את יציבות תפוקת המערכת.

2.3 הגנת הסביבה וחיסכון באנרגיה

מערכת ייצור האנרגיה הסולארית והרוח עצמה היא מוצר חוסך אנרגיה, כך שכאשר רוכשים אביזרים אחרים, היא חייבת להיות בעלת פונקציות להגנת הסביבה. לדוגמה, הבקר הפוטו-וולטאי והמהפך מחוץ לרשת חייבים לשלוט על הרעש והקרינה האלקטרומגנטית לטווח הנמוך ביותר, ועל הכבל לנקוט באמצעי הגנה מסוימים. בטווח הארוך, ייצור חשמל סולארי ורוח הוא לא רק ידידותי לסביבה, אלא גם זול יותר מעלות החשמל בעיר. ניתן לקזז את העלות על ידי עלות השימוש בחשמל עירוני לאחר שימוש במערכת לפרק זמן מסוים, ואז זה יחסוך כסף.

2.4 יכולת שליטה

כמערכת שלמה, יכולת השליטה יכולה לשפר את יכולת ההסתגלות של המערכת. המערכת מצוידת בבקר היברידי נפרד רוח-שמש עם פונקציית בקרה, בעל פונקציות הגנה כמו טעינת יתר, פריקת יתר ופריקה. נתוני תצוגת הפלט יכולים להבין באופן אינטואיטיבי את מצב העבודה של המערכת.

2.3 עקרון עבודה

כפי שמוצג באיור הבא (איור-1), מודול התא הסולארי וטורבינת הרוח של מערכת זו הם אלמנטים לייצור חשמל, והבקר ההיברידי של הרוח-שמש הוא אלמנט הבקרה והזיהוי הפועלים. הסוללה אוגרת אנרגיה חשמלית ומספקת אותה לעומס לשימוש; על מנת לשפר את אמינות המערכת, המערכת מצוידת ביציאת כניסה למנוע דיזל. המערכת יכולה לעבור אוטומטית לאספקת כוח למנוע דיזל כאשר הסוללה מוזנת; לאחר טעינת הסוללה, המערכת תקפוץ אוטומטית לאספקת חשמל סולרית ורוח. המהפך מחוץ לרשת ממיר מתח DC למתח AC ומוציא אותו. עיצוב המערכת כולו מאמץ עיצוב קומפקטי, תוך שימוש בשטח קטן ככל האפשר כדי להשיג את האפקט האידיאלי ביותר.