Kế hoạch thiết kế hệ thống phát điện ngoài lưới bổ sung 10KVA gió, năng lượng mặt trời và diesel

Kế hoạch thiết kế hệ thống phát điện ngoài lưới bổ sung 10KVA gió, năng lượng mặt trời và diesel

1: Giới thiệu hệ thống

Hệ thống này áp dụng chế độ phát điện đáng tin cậy của pin mặt trời, tua bin gió và máy phát điện diesel để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Theo yêu cầu của khách hàng, tổng cộng 54 silicon đơn tinh thể 185W/36V, 3 tua bin gió 10KW, 1 máy phát điện diesel ba pha 10KVA 380VAC 50HZ, 108 pin axit chì không cần bảo trì 2000Ah/2V và bộ điều khiển hybrid gió-năng lượng mặt trời và bộ biến tần ba pha không nối lưới của Guanya đã được chọn. Khi pin được sạc đầy có thể đáp ứng hoạt động liên tục ở tải 8KW trong khoảng 3 ngày (tải 8KW mỗi ngày, hoạt động liên tục 12 giờ).

Hệ thống này sử dụng chế độ cung cấp điện dự phòng của máy phát điện diesel, nghĩa là, một cổng đầu vào của máy phát điện diesel được cung cấp trên biến tần. Nói chung, các tấm pin mặt trời và tua-bin gió sẽ sạc pin sau khi đi qua bộ điều khiển lai năng lượng gió-mặt trời và pin sẽ cung cấp năng lượng cho tải sau khi được biến tần đảo ngược. Khi ắc quy thiếu điện áp, hệ thống sẽ tự động chuyển sang trạng thái cấp điện cho động cơ diesel và động cơ diesel cấp điện cho tải; khi điện áp pin đầy, hệ thống sẽ tự động chuyển sang trạng thái làm việc của pin.

2. Nguyên tắc thiết kế:

2.1. Kinh tế

Đồng thời đáp ứng yêu cầu sử dụng của khách hàng, giảm chi phí càng nhiều càng tốt để đạt được sự cùng tồn tại về mặt kinh tế và thực tế. Xét rằng giá thành của các tấm quang điện cao hơn so với tua bin gió, công suất của tua bin gió phải lớn hơn công suất của các tấm quang điện trong cấu hình hệ thống. Trong hệ thống này, công suất của tua-bin gió gấp khoảng 3 lần công suất của các tấm quang điện. Xét đến những ngày mưa liên tục và gió ít, nếu sử dụng các tấm pin mặt trời và tua-bin gió để cung cấp điện trong thời gian này thì dung lượng của pin sẽ khó đáp ứng được nhu cầu của người dùng. Vì vậy, khi hệ thống phát điện năng lượng mặt trời và năng lượng gió không thể tạo ra điện bình thường và dung lượng pin không đủ, chúng tôi sử dụng bù động cơ diesel để đáp ứng nhu cầu điện của người sử dụng.

2.2 An toàn và tin cậy

Là hệ thống phát điện năng lượng mặt trời và điện gió phải có hệ số an toàn, tin cậy cao để đảm bảo sản lượng điện liên tục và ổn định. Các mô-đun pin mặt trời phải có khả năng chống gió và áp suất nhất định; Tua bin gió có mức độ an toàn và độ tin cậy cơ học cao để ngăn ngừa gió bay hoặc hư hỏng quá mức đối với các cánh quạt. Bộ điều khiển lai gió-mặt trời phải có hiệu quả điều khiển và hiển thị cao. Biến tần ngoài lưới có hiệu suất biến tần cao, tiêu thụ điện năng thấp và kích thước nhỏ. Để ngăn chặn sét đánh hoặc nhiễu điện từ mạnh, hệ thống này được trang bị đặc biệt một thiết bị chống sét được lắp đặt bên trong tủ điều khiển, có thể bảo vệ an toàn hệ thống một cách hiệu quả. Công suất thiết kế của pin có thể đáp ứng được mức tiêu thụ điện năng của tải 8KW làm việc trong 7 giờ. Ngay cả khi pin yếu, tải vẫn có thể hoạt động bình thường. Hệ thống được trang bị cổng đầu vào động cơ diesel, có thể cho phép động cơ diesel cung cấp điện trong những trường hợp đặc biệt để đảm bảo sự ổn định của đầu ra hệ thống.

2.3 Bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng

Bản thân hệ thống phát điện năng lượng mặt trời và gió đã là sản phẩm tiết kiệm năng lượng nên khi mua các phụ kiện khác phải có chức năng bảo vệ môi trường. Ví dụ, bộ điều khiển quang điện và bộ biến tần ngoài lưới phải kiểm soát tiếng ồn và bức xạ điện từ ở mức thấp nhất và cáp phải thực hiện các biện pháp bảo vệ nhất định. Về lâu dài, việc sản xuất điện mặt trời và điện gió không chỉ thân thiện với môi trường mà còn rẻ hơn giá điện thành phố. Chi phí này có thể được bù đắp bằng chi phí sử dụng điện của thành phố sau khi hệ thống đã được sử dụng trong một thời gian nhất định và khi đó sẽ tiết kiệm được chi phí.

2.4 Khả năng kiểm soát

Với tư cách là một hệ thống tổng thể, khả năng kiểm soát có thể cải thiện khả năng thích ứng của hệ thống. Hệ thống được trang bị bộ điều khiển lai gió-mặt trời riêng biệt có chức năng điều khiển, có chức năng bảo vệ như chức năng quá tải, xả quá mức, xả quá mức. Dữ liệu hiển thị đầu ra có thể hiểu trực quan trạng thái làm việc của hệ thống.

2.3 Nguyên lý làm việc

Như thể hiện trong hình sau (Hình 1), mô-đun pin mặt trời và tuabin gió của hệ thống này là các bộ phận phát điện và bộ điều khiển lai gió-mặt trời là bộ phận phát hiện và điều khiển hoạt động. Pin lưu trữ năng lượng điện và cung cấp cho tải để sử dụng; Để nâng cao độ tin cậy của hệ thống, hệ thống được trang bị cổng đầu vào động cơ diesel. Hệ thống có thể tự động chuyển sang nguồn điện động cơ diesel khi pin được nạp; sau khi sạc pin, hệ thống sẽ tự động chuyển sang cung cấp năng lượng mặt trời và gió. Biến tần ngoài lưới chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC và xuất ra. Toàn bộ thiết kế hệ thống áp dụng thiết kế nhỏ gọn, sử dụng ít không gian nhất có thể để đạt được hiệu quả lý tưởng nhất.