Өөрийн жижиг сүлжээнээс гадуурх системд тохирох тохиргоог хэрхэн тооцоолох вэ?

Олон нийтийн сүлжээнээс хараат байдлаас ангижрахын тулд та нарны эрчим хүчний системийг уулын бүхээгт, загас агнуурын завь эсвэл RV-д ашиглах талаар бодож байсан уу?

Үнэндээ энэ нь зөвхөн инженерүүдийн хийж чадах зүйл биш юм. Хэд хэдэн үндсэн алхам, томъёог эзэмшсэн тохиолдолд та сүлжээнээс гадуурх жижиг фотоволтайк системдээ тохирох тохиргоог тооцоолж болно.

Сүлжээнээс гадуурх нарны систем гэдэг нь цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээг хангахын тулд фотоволтайк эрчим хүч үйлдвэрлэх, батерейны хуримтлалд бүрэн найдаж, нийтийн сүлжээнд найддаг бие даасан системийг хэлнэ. Энэ нь алслагдсан уулархаг нутаг, арлууд, бэлчээрийн бүс нутаг, RVs, загас агнуурын завь болон тогтворгүй цахилгаан эрчим хүчний бусад байршилд ашиглахад тохиромжтой.

Доор бид танд шаардлагатай тохиргоог тооцоолох дөрвөн алхмаар удирдан чиглүүлэх болно.

Алхам 1: Фотоволтайк модулийн хүчийг тодорхойлно

Фотоволтайк хавтангийн хүч (нарны хавтан) нь таны систем хэр их цахилгаан үүсгэж болохыг тодорхойлдог.

Тооцооллын үндсэн арга нь: эхлээд өдөр тутмын цахилгааны хэрэгцээг тодорхойлж, дараа нь орон нутгийн цаг уурын нөхцөлтэй (ялангуяа нарны туяа үргэлжлэх хугацаа) хослуулан фотоволтайк хавтангийн нийт хүчийг тодорхойлно.

Формула:

Модулийн хүч = (Цахилгааны өдрийн хэрэгцээ × Тасралтгүй үүлэрхэг өдрийн илүүдэл хүчин зүйл) ÷ (Орон нутгийн дундаж нарны цаг × Системийн үр ашиг)

* Өдөр тутмын цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ: Үүнийг бүх төхөөрөмжийн нэрлэсэн хүчийг тэдгээрийн ашиглалтын хугацаанд үржүүлж тооцож болно.

Жишээлбэл, LED гэрэл 10W × 5 цаг = 50Wh, хөргөгч 60W × 24 цаг = 1440Wh.

* Тасралтгүй үүлэрхэг өдрийн илүүдэл хүчин зүйл: Дараалсан үүлэрхэг өдрүүдэд эрчим хүч үйлдвэрлэх хангалтгүй байдлыг тооцохын тулд энэ коэффициентийг ихэвчлэн 1.1-1.3 хооронд тохируулдаг.

* Орон нутгийн өдрийн дундаж нарны цаг: Үүнийг орон нутгийн цаг уурын мэдээллээс авч болно. Жишээлбэл, Бээжин өдөрт дунджаар 4 цаг нартай байдаг бол Хайнань 5 цаг гаруй нартай байдаг.

* Системийн үр ашиг: Энэ нь кабелийн алдагдал, хянагчийн үр ашиг, инвертерийн алдагдал гэх мэтийг тооцдог бөгөөд ерөнхийдөө 0.75-аас 0.8 хооронд тохируулдаг.

Жишээлбэл:

Таны өдөр тутмын цахилгаан хэрэглээ 3,000 Вт цаг байна гэж үзвэл орон нутгийн дундаж өдрийн нарны цаг 4.5 цаг, системийн үр ашиг 0.78, тасралтгүй бороотой өдрийн коэффициент 1.2 байна.

Модулийн хүч = (3,000 × 1.2) ÷ (4.5 × 0.78) ≈ 1,026 Вт

Энэ нь 1 Вт-ын дөрвөн модуль гэх мэт нийт 250 кВт чадалтай фотоволтайк хавтанг суурилуулах шаардлагатай гэсэн үг юм.

Алхам 2: Сүлжээнээс гадуурх инвертерийн хүчийг тодорхойлно

Инвертер нь энгийн гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд ашиглахын тулд фотоволтайк хавтан эсвэл батерейны шууд гүйдлийг (DC) хувьсах гүйдэл (AC) болгон хувиргадаг.

Түүний хүч нь таны агшин зуурын эрчим хүчний хамгийн их хэрэгцээг хангахад хангалттай байх ёстой, ялангуяа индуктив ачааллын (мотороор ажилладаг төхөөрөмж) гүйдлийн гүйдлийг харгалзан үзэх ёстой.

Формула:

Инвертерийн хүч = (Нийт эсэргүүцэх ачааллын хүч + Индуктив ачааллын нийт хүч × 5) × Ахиуц хүчин зүйл ÷ Эрчим хүчний коэффициент

* Эсэргүүцэх ачаалал: Гэрлийн чийдэн, цахилгаан данх, зуух зэрэг эсэргүүцэлтэй төхөөрөмжүүд.

* Индуктив ачаалал: Хөргөгч, усны насос, агааржуулагч гэх мэт мотор эсвэл компрессор бүхий тоног төхөөрөмж. Ачаалах үеийн агшин зуурын хүч нь нэрлэсэн хүчнээс 5-7 дахин их байж болно.

* Аюулгүй байдлын хүчин зүйл: Маржийг хангахын тулд ихэвчлэн 1.2–1.5-аар тохируулдаг.

* Эрчим хүчний хүчин зүйл: Ихэвчлэн 0.8–0.9 гэж тохируулдаг.

Жишээ нь:

Танд 200 Вт-ын гэрлийн хэрэгсэл (эсэргүүцлийн ачаалал), 100 Вт-ын хөргөгч (индуктив ачаалал), 1.3 маржин коэффициент, 0.85 хүчин чадалтай гэж үзвэл:

Инвертерийн хүч = (200 + 100 × 5) × 1.3 ÷ 0.85

≈ (200 + 500) × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 Вт

Хамгийн багадаа 1.1 кВт чадалтай инвертер хэрэгтэй бөгөөд илүү тогтвортой байхын тулд 1.5 кВт-ын загварыг сонгохыг зөвлөж байна.

Алхам 3: Зайны хүчин чадлыг тодорхойлох

Батерей нь сүлжээнээс гадуурх системийн "цахилгаан нөөц" бөгөөд шөнийн цагаар эсвэл үүлэрхэг өдөр ашигладаг цахилгаан эрчим хүчийг голчлон түүнээс авдаг. Хүчин чадал нь тасралтгүй эрчим хүчний хангамж, өдөр тутмын цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ шаардлагатай өдрийн тооноос хамаарна.

Формула:

Батерейны багтаамж (Ah) = (Өдөр тутмын цахилгаан зарцуулалт × Үүлэрхэг өдрүүдэд эрчим хүчний хангамжийн өдрийн тоо) ÷ (Цэнэглэх гүн × Цэнэглэх/цэнэглэх үр ашиг × Зайны багцын хүчдэл)

* Цэнэглэх гүн (DOD): Хар тугалганы хүчлийн батерейны хувьд DOD 0.5-0.6 байхыг зөвлөж байна; литийн батерейны хувьд DOD 0.8-0.9 байх боломжтой.

* Цэнэглэх/Цэнэглэх үр ашиг: Ихэвчлэн 0.85–0.9 гэж тохируулдаг.

* Батерейны хүчдэл: Нийтлэг хүчдэлд 12V, 24V, 48V орно; илүү өндөр эрчим хүчний хэрэгцээнд илүү өндөр хүчдэл хэрэглэхийг зөвлөж байна.

Жишээ нь:

Та өдөр бүр 3000 Вт цаг зарцуулдаг бөгөөд үүлэрхэг цаг агаарт 2 өдрийн турш цахилгаантай байхыг хүсч байгаа бол 48 В лити батерей (DOD=0.9, үр ашиг=0.9):

Зайны багтаамж = (3000 × 2) ÷ (0.9 × 0.9 × 48)

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ah

Танд 48V 154Ah (ойролцоогоор 7.4kWh) батерей хэрэгтэй болно.

Алхам 4: Хянагчийн үзүүлэлтүүдийг тодорхойлох

Фотоволтайк хянагч нь фотоволтайк модулиудаас батарей хүртэлх цэнэглэх процессыг зохицуулдаг.

Түүний техникийн үзүүлэлтүүд нь дараах томъёогоор тооцоолсон хамгийн их оролтын гүйдлээс хамаарна.

Формула:

Хянагчийн оролтын гүйдэл = Фотоволтайк модулиудын хамгийн их хүч ÷ Зайны багцын хүчдэл

Жишээлбэл, хэрэв таны фотоволтайк хавтан нийт 1000 Вт чадалтай ба батерейны хүчдэл 48 В байвал:

Хянагчийн оролтын гүйдэл = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8А

Тиймээс та 21А-аас их оролтын гүйдэл бүхий хянагчийг сонгох хэрэгтэй, ихэвчлэн MPPT төрлийн (илүү үр ашигтай, үүлэрхэг өдрүүдэд илүү ашигтай).

Практик зөвлөмжүүд

1. Хэмжээг зөвшөөрөх: Тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа болон үйл ажиллагааны тогтвортой байдал нь зохистой нөөцийн загвараас хамаарна; параметрүүдийг хэт хатуу засах хэрэггүй.
2. MPPT нь PWM-ээс давуу: MPPT хянагч нь арай илүү үнэтэй ч, ялангуяа тогтворгүй гэрэлтүүлгийн нөхцөлд эрчим хүч үйлдвэрлэх өндөр үр ашгийг санал болгодог.
3. Лити-ион батерейг чухалчил: Тэд авсаархан, хөнгөн, гүн цэнэгээ алдах чадвартай тул урт хугацааны зардлыг хэмнэдэг.
4. Ирээдүйд өргөтгөл хийх төлөвлөгөө: Хэрэв та ирээдүйд илүү олон цахилгаан хэрэгсэл нэмж оруулахаар төлөвлөж байгаа бол фотоволтайк систем болон батерейны интерфэйсийн багтаамжийг хангана уу.

Сүлжээнээс гадуурх жижиг фотоволтайк системийг зохион бүтээх гол үндэс нь "хэдэн хавтан, батерей худалдаж аваад" өдөр гэж нэрлэхээс илүү бодит хэрэгцээнд үндэслэн тохиргоог нарийн тооцоолоход оршдог.

Эдгээр 4 томъёог эзэмшээрэй:

1. Фотоволтайк модулийн тэжээлийн томъёо
2. Инвертерийн чадлын томъёо
3. Батерейны багтаамжийн томъёо
4. Хянагчийн оролтын гүйдлийн томъёо

Дараа нь та хангалттай бөгөөд тогтвортой жижиг сүлжээнээс гадуурх системийн тохиргоог тооцоолж болно.

Анх удаа дизайн хийхдээ томъёоны үр дүнд тулгуурлан нэмэлт 10%–20% маржин нэмж, цаг агаарын өөрчлөлтийг зохицуулах, тоног төхөөрөмжийн өргөтгөлийг илүү уян хатан болгох боломжтой.