تحدثت مؤخرًا عن محطة للطاقة الشمسية
يمكنها توفير الطاقة لقاعة الإنتاج . هذه المرة سأتحدث عن محطة طاقة شمسية أكثر قوة ومثيرة للاهتمام: يكفي أن نقول أن ذروة إنتاج الطاقة هي 120 كيلووات ، وفي شهر واحد تولد ما يصل إلى 9 ميجاوات * ساعة!
بادئ ذي بدء ، سأخبرك قليلاً عن تاريخ إنشاء هذه SES. جغرافيا ، يقع الجسم في إقليم كراسنودار ، حيث الطبيعة نفسها لديها القدرة على استخدام طاقة الشمس. بالإضافة إلى ذلك ، في إقليم كراسنودار ، هناك مشكلة في إمدادات الطاقة في أشهر الصيف: بسبب الحرارة ، يبدأ الجميع في استخدام مكيفات الهواء ووحدات التبريد بكثافة ، وبالتالي زيادة الحمل على شبكة الكهرباء. كما أن محطات الطاقة نفسها في ظروف صعبة: زيادة الحمل ، بالإضافة إلى درجات الحرارة المرتفعة - وهذا هو ما يحدث لحالات التعطل وانقطاع التيار الكهربائي المؤقت.
لذا ، قرر المالك حماية منزله وأسرته من انقطاع التيار الكهربائي. تم تعيين المهمة لتوفير مصدر طاقة مستقل لمدة تصل إلى 3 ساعات. وقد أظهرت الممارسة أن مهندسي الطاقة ، كقاعدة عامة ، تمكنوا من تنفيذ جميع الأعمال واستعادة إمدادات الجهد خلال هذه الفترة.
الخطوة 1. احتياطي الطاقة
وبالتالي ، تقرر تركيب محولات مستقلة مع البطاريات. تم الحساب على الحجز الكامل للعقار بالكامل لمدة 3 ساعات. نظرًا لأن هذه الفترة يمكن أن تكون أطول ، فقد تقرر إضافة مولد ديزل إلى العاكسون المستقل.
الخطوة 2. استخدام طاقة الشمس
من المنطقي أنه بعد تثبيت المحولات المستقلة ، كانت الخطوة التالية هي إضافة الألواح الشمسية. وبالتالي ، كان من الممكن ، بغض النظر عن عدم وجود شبكة خارجية ، استخدام الكهرباء. ربما حان الوقت للحصول على معلومات فنية.
المواصفات الفنية
وحدات الطاقة الشمسية: Micromorphic ، Pramac (سويسرا) 125W x 360pcs.
الطاقة المركبة للوحدات الشمسية: 45 كيلو وات
وحدات التحكم بالطاقة الشمسية: IES DOMINATOR MPPT 200/100 200V 100A x 9pcs.
العاكسون: MAP DOMINATOR 20kW x 6pcs (نظام 3-stage of 2 MAP لكل مرحلة)
إجمالي محولات الطاقة: 120 كيلو واط
البطاريات: شل تجميع 8PzS960960Ah 48V مع سدادات إعادة تركيب الهيدروجين × 6 قطع
إجمالي سعة البطارية: 5760Ah ، 276kW * h
مولد ديزل: JCB G115QS 90kW مع تحكم آلي.
كيف يعمل؟
تتميز بطاريات Micromorphic Solar بميزة واحدة: فاعليتها تزيد قليلاً عن 9٪ ، ولكنها في نفس الوقت تلتقط جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف ، مما يعني أنها قادرة على إعطاء المزيد من الطاقة عند شروق الشمس وغروبها وأثناء الغطاء السحابي. بالإضافة إلى ذلك ، تولد كل بطارية شمسية جهدًا يصل إلى 100 فولت ولها قوة 125 واط. وبفضل هذا ، تم حل مشكلة تحمل الخطأ: جميع اللوحات متصلة بالتوازي مقسمة إلى 18 قطعة. وفقًا لذلك ، تم إنتاج 20 لوحة في كل جزء ، مما يمنح 2.5 كيلو واط من الطاقة. نظرًا لأن الألواح مرتبة في صفين ، نحصل على أطوال جذع لائقة. هنا جاء سلك SIP في متناول اليد ، والذي يحتوي على مقطع عرضي كافٍ بسعر مناسب. وإذا فشلت لوحة واحدة ، فإن الـ 19 المتبقية تبقى تعمل. وإذا كان هناك انقطاع في الطريق السريع ، فإن جزءًا واحدًا فقط من 20 جزءًا سيتوقف عن العمل ، بحيث تكون الخسائر غير ذات أهمية.
يتم معالجة كل جزأين من الألواح ، أي ما مجموعه 5 كيلو واط ، بواسطة وحدة تحكم شمسية واحدة IES DOMINATOR MPPT 200/100 ، ويشير الرقم الأخير 100 إلى الحد الأقصى الحالي. عند جهد مجموعة بطارية 48V ، تعمل وحدات التحكم هذه إلى الحد الأقصى ، ولكن يسمح بالزعانف الجيدة والمبردات الإضافية لحل مشكلة التسخين.
علاوة على ذلك ، يتم توفير الطاقة من وحدات التحكم بالطاقة الشمسية لمجموعة بطارية 48V. بطاريات مدرعة مستعملة بسعة 960 أمبير * 2 فولت مع سدادات استرداد الهيدروجين. يبلغ إجمالي سعة التجميع 5760 أمبير * ساعة ، وإذا تم تحويلها إلى طاقة ، فإن هذا يبلغ حوالي 276 كيلوواط * ساعة إذا تم تفريغ البطاريات بالكامل. جميع البطاريات متصلة بحافلات قوية تحمل التيار وهذا واضح للعيان في الصورة.
العواكس MAP DOMINATOR 48V 20kW متصلة بالبطاريات. يتم توصيلها بـ 6 قطع في تصميم ثلاثي المراحل ، أي من كل مرحلة يمكنك إزالة الطاقة حتى 40 كيلو واط. نظرًا لوجود العديد من المستهلكين من ثلاث مراحل في الاقتصاد ، فقد تم تعيين الشرط لتوفير شبكة من ثلاث مراحل فقط: هنا توجد مضخات وأدوات كهربائية وحتى أجهزة منزلية قوية.
تعمل المحولات في وضع ضخ الطاقة من الشمس ويتم توصيلها عبر ناقل I2C بوحدات التحكم بالطاقة الشمسية. ونتيجة لذلك ، يستخدم الاقتصاد طاقة الشمس بالكامل ، ويحصل على الطاقة المفقودة من الشبكة.
هناك لوحة مفاتيح منفصلة يتم فيها تبديل جميع الخطوط الواردة والصادرة. لديها محطة فرعية خاصة بها 100KVA ، ومولدات ديزل بقدرة 90 كيلووات مع نظام تشغيل تلقائي ونظام تحويل.
في الوقت الحالي يعمل النظام على النحو التالي:
- يتم استخدام الطاقة القصوى للشمس ، ويتم الحصول على الطاقة المفقودة من شبكة خارجية
- إذا تم قطع الاتصال بالشبكة الخارجية ، بشكل غير مرئي للمضيفين ، يصبح النظام غير متصل بالإنترنت. يتم استخدام طاقة الشمس ويتم تعويض العيب بالبطاريات.
- إذا لم تظهر الطاقة الخارجية ، فلا توجد شمس (ليلاً أو غائم) ، وتصل شحن البطارية إلى الحد المعين ، يبدأ مولد الديزل تلقائيًا ، والذي ينقل الطاقة إلى جميع أفراد الأسرة ، ويقوم العاكسون بشحن البطاريات في هذا الوقت.
- بمجرد عودة الشبكة الخارجية ، ينطفئ مولد الديزل ويصبح النظام في الوضع القياسي.
نظرًا لوجود الكثير من الشمس في إقليم كراسنودار ، نادرًا ما يبدأ المولد في التشغيل - فهناك طاقة كافية من الألواح الشمسية وشحن البطارية.
جهاز تحكم عن بعد
نظرًا لأن النظام قوي جدًا ، يمكن أن تحدث تصادمات ، ولن يكون من غير المناسب مراقبة حالة هذا النظام. تشتمل بنية العاكسون MAP DOMINATOR على برنامج ومجمع أجهزة "Raspberry" ، والذي يسمح لك بمراقبة كل عاكس عن بُعد وحتى إجراء تغييرات على الإعدادات. خلال الوقت الذي كتبت فيه هذه المقالة ، تم إطلاق خدمة Malina السحابية ، والتي تسمح لجميع مالكي مثل هؤلاء العاكسون بتلقي المعلومات ذات الصلة حول نظام الطاقة الخاص بهم ، حتى إذا لم يكن المنزل يحتوي على IP أبيض - يتصل العاكس نفسه بالخادم ويرسل البيانات هناك.
الميزات التشغيلية
قام فريق التصميم بتطبيق العديد من الحلول المثيرة للاهتمام التي لا تبدو واضحة على الفور ، ولكنها سمحت بتوفير جيد. على سبيل المثال ، يتم تجميع النظام بأكمله في مقطورة صغيرة معزولة ، والتي لا تزال تسخن بشكل جيد في الصيف. والمثير للدهشة ، أنه تبين أنها أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية لتنظيم إمدادات التهوية والعادم ، والتي تعمل على مبدأ نفق الرياح ، بدلاً من تركيب نظام تكييف الهواء.
الخلاصة
تم تصميم محطة الطاقة الشمسية الهجينة هذه بإمداد جيد من الطاقة. في الوقت الحالي ، يمكن أن يصل التوليد من الألواح الشمسية إلى 300 كيلو واط في الساعة في اليوم ، وتستهلك الحوزة 200 كيلو واط في الساعة فقط في اليوم. أي أن هناك هامشًا ثالثًا - وهذا يسمح لك بإضافة المستهلكين دون إجراء أي تغييرات ، ولفترة طويلة نوعًا ما للتخلي عن مصدر الطاقة الخارجي - هناك طاقة كافية من الألواح الشمسية لتعويض الاستهلاك المستمر وشحن البطاريات التي غرقت بين عشية وضحاها . لسوء الحظ ، فإن تكلفة الطاقة من البطاريات أعلى من الشبكة ، نظرًا لأن عدد دوراتها محدود ، لذلك من الأكثر ربحًا تناول الطعام من مصدر طاقة خارجي في الليل (والتعرفة الليلية أكثر ربحية من اليوم الأول). ومن الجميل أن معظم مكونات نظام الطاقة هذا يتم إنتاجه في روسيا: هذا يعني أنه لم يتم فقدان كل شيء ، حتى لو كانت هذه الأنظمة مبنية على مكوناتنا.
إذا كان موضوع محطات الطاقة الشمسية مثيرًا للاهتمام ، فيمكنني أيضًا التحدث عن حلول "دولة" أقل قوة. سعيد لأي تعليقات ونراكم قريبا!