10KVA風力、太陽光、ディーゼル補完オフグリッド発電システム設計計画
1: システムの紹介
このシステムは、太陽電池、風力発電機、ディーゼル発電機による確実な発電方式を採用し、ユーザーのニーズに応えます。顧客の要件に従って、合計54台の単結晶シリコン185W/36V、3台の風力タービン10KW、1台の10KVA 380VAC 50HZ三相ディーゼル発電機、108台の2000Ah/2V鉛酸メンテナンスフリーバッテリー、Guanyaの風力・太陽光ハイブリッドコントローラーと三相オフグリッドインバーターが選択されました。バッテリーが完全に充電されている場合、8KW負荷の連続運転を約3日間満たすことができます（1日あたり8KW負荷、12時間の連続運転）。
このシステムはディーゼル発電機バックアップ電源方式を採用しており、インバータにディーゼル発電機入力ポートを設けています。一般に、太陽光パネルや風車は風力・太陽光ハイブリッドコントローラーを経由してバッテリーを充電し、バッテリーはインバーターで反転されて負荷に電力を供給します。バッテリーの電圧が不足すると、システムは自動的にディーゼル エンジン電源状態に切り替わり、ディーゼル エンジンが負荷に電力を供給します。バッテリ電圧が満充電になると、システムは自動的にバッテリ動作状態に切り替わります。
2. 設計原則:
2.1.経済
お客様の使用要件に応えながら、可能な限りコストを削減し、経済性と実用性の両立を実現します。太陽光発電パネルのコストが風力タービンのコストよりも高いことを考慮すると、システム構成では風力タービンの出力が太陽光発電パネルの出力より大きくなければなりません。このシステムでは、風力タービンの出力は太陽光発電パネルの約 3 倍です。雨の日が続いたり、風が弱かったりすることを考慮すると、この期間に太陽光パネルや風車で電力を供給すると、蓄電池の容量がユーザーのニーズを満たすことが難しくなります。そのため、太陽光発電や風力発電システムが正常に発電できず、蓄電池の容量が不足する場合には、ディーゼルエンジンの補償を利用してユーザーの電力需要に応えます。
2.2 安全性と信頼性
太陽光発電や風力発電システムは、継続的かつ安定した電力出力を確保するために、高い安全性と信頼性係数を備えている必要があります。太陽電池モジュールには一定の耐風性と耐圧性が必要です。風力タービンは高度な機械的安全性と信頼性を備えており、ブレードの飛行や過度の風による損傷を防ぎます。風力・太陽光ハイブリッドコントローラーには、高い制御効果と表示効果が求められます。オフグリッドインバータは、インバータ効率が高く、消費電力が低く、サイズが小さいです。落雷や強い電磁干渉を防ぐために、このシステムには制御盤内に落雷保護装置が特別に装備されており、システムの安全性を効果的に保護します。バッテリー設計容量は、7時間動作する8KW負荷の消費電力を満たすことができます。バッテリーが電圧不足であっても、負荷は正常に動作します。このシステムにはディーゼルエンジン入力ポートが装備されており、特殊な状況下でディーゼルエンジンから電力を供給してシステム出力の安定性を確保できます。
2.3 環境保護と省エネ
太陽光・風力発電システム自体が省エネ製品であるため、他の付属品を購入する場合には環境保護機能が必要です。たとえば、太陽光発電コントローラやオフグリッド インバータは、ノイズや電磁放射を最小限に制御する必要があり、ケーブルには特定の保護措置を講じる必要があります。長期的には、太陽光発電と風力発電は環境に優しいだけでなく、都市の電力料金よりも安価です。一定期間使用した場合、その費用は都市電力の使用料で相殺され、節約になります。
2.4 制御性
システム全体として、制御性はシステムの適応性を向上させることができます。制御機能付き風力・太陽光ハイブリッドコントローラーを別途搭載しており、過充電、過放電、除荷機能などの保護機能を備えています。出力された表示データにより、システムの稼働状況を直感的に把握できます。
2.3 動作原理
次の図 (図-1) に示すように、このシステムの太陽電池モジュールと風力タービンは発電要素であり、風力・太陽光ハイブリッド コントローラーは動作制御および検出要素です。バッテリーは電気エネルギーを蓄積し、使用するために負荷に供給します。システムの信頼性を向上させるため、システムにはディーゼルエンジン入力ポートが装備されています。バッテリーに電力が供給されると、システムは自動的にディーゼルエンジン電源に切り替わります。バッテリーが充電されると、システムは自動的に太陽光発電と風力発電に切り替えます。オフグリッドインバータは直流電力を交流電力に変換して出力します。システム全体の設計は、理想的な効果を最大限に発揮するために、スペースを最小限に抑えたコンパクト設計を採用しています。
