Recientemente, hablé sobre una planta de energía solar que
puede proporcionar energía a una sala de producción . Esta vez hablaré sobre una planta de energía solar aún más potente e interesante: ¡basta con decir que la potencia de salida máxima es de 120 kW, y en un mes genera hasta 9 MW * h!
Para empezar, les contaré un poco sobre la historia de la creación de este SES. Geográficamente, el objeto está ubicado en el Territorio de Krasnodar, donde la naturaleza misma tiene la capacidad de usar la energía del sol. Además, en el territorio de Krasnodar, hay un problema con el suministro de energía en los meses de verano: debido al calor, todos comienzan a usar aires acondicionados y unidades de refrigeración, lo que aumenta la carga en la red eléctrica. Y las centrales eléctricas también se encuentran en condiciones difíciles: mayor carga, más altas temperaturas, eso es lo que ocurre y se producen apagones temporales.
Entonces, el propietario decidió proteger su hogar y el hogar de tales cortes de energía. La tarea se estableció para proporcionar una fuente de alimentación autónoma durante un período de hasta 3 horas. La práctica ha demostrado que los ingenieros de energía, como regla, lograron llevar a cabo todo el trabajo y restaurar el suministro de voltaje durante ese período.
Paso 1. Reserva el poder
Por lo tanto, se decidió instalar inversores independientes con baterías. El cálculo se realizó en la reserva completa de toda la finca en su totalidad por un período de 3 horas. Dado que este período podría ser más largo, se decidió agregar un generador diesel a los inversores autónomos.
Paso 2. Usa la energía del sol
Es lógico que después de instalar inversores independientes, el siguiente paso fue la adición de paneles solares. Por lo tanto, era posible, sin tener en cuenta la ausencia de una red externa, utilizar electricidad. Quizás ha llegado el momento de la información técnica.
Especificaciones técnicas
Módulos solares: Micromorphic, Pramac (Suiza) 125W x 360pcs.
Potencia instalada de módulos solares: 45kW
Controladores solares: IES DOMINATOR MPPT 200/100 200V 100A x 9pcs.
Inversores: MAP DOMINATOR 20kW x 6pcs (sistema trifásico de 2 MAP por fase)
Inversores de potencia total: 120kW
Baterías: conjunto de carcasa 8PzS960 960Ah 48V con enchufes de recombinación de hidrógeno x 6 piezas
Capacidad total de la batería: 5760Ah, 276kW * h
Generador diésel: JCB G115QS 90kW con control automático.
Como funciona
Las baterías solares micromórficas tienen una característica: su eficiencia es ligeramente superior al 9%, pero al mismo tiempo capturan la parte infrarroja del espectro, lo que significa que pueden dar más energía al amanecer, al atardecer y durante la capa de nubes. Además, cada batería solar genera hasta 100V de voltaje y tiene una potencia de 125 vatios. Gracias a esto, se resolvió el problema de tolerancia a fallas: todos los paneles están conectados en paralelo y divididos en 18 segmentos. En consecuencia, en cada segmento, se produjeron 20 paneles, con 2.5 kW de potencia. Dado que los paneles están dispuestos en dos filas, obtenemos longitudes de tronco decentes. Aquí el cable SIP fue útil, que tiene una sección transversal suficiente a un precio asequible. y si un panel falla, los 19 restantes continúan funcionando. Y si hay una interrupción de la carretera, solo uno de los 20 segmentos dejará de funcionar, por lo que las pérdidas serán insignificantes.
Cada dos segmentos de panel, es decir, un total de 5 kW, son procesados por un controlador solar IES DOMINATOR MPPT 200/100, el último dígito 100 indica la corriente máxima. A un voltaje de 48V, los controladores funcionan al límite, pero un buen aleteo y enfriadores adicionales permitieron resolver el problema de calefacción.
Además, la energía de los controladores solares se suministra al conjunto de batería de 48V. Baterías blindadas usadas con una capacidad de 960A * h de 2V con enchufes de recuperación de hidrógeno. La capacidad total de montaje es de 5760 A * h, y si se convierte en energía, entonces es de aproximadamente 276 kW * h si las baterías están completamente descargadas. Todas las baterías están conectadas a poderosos autobuses que transportan corriente y esto es claramente visible en la foto.
Los inversores MAP DOMINATOR 48V 20kW están conectados a las baterías. Están conectados 6 piezas en un diseño trifásico, es decir, de cada fase puede eliminar la potencia de hasta 40 kW. Como hay muchos consumidores trifásicos en la economía, la condición se estableció para proporcionar solo una red trifásica: aquí hay bombas, herramientas eléctricas e incluso electrodomésticos potentes.
Los inversores funcionan en el modo de bombeo de energía desde el sol y están conectados a través del bus I2C a los controladores solares. Como resultado, la economía aprovecha al máximo la energía del sol y obtiene la energía faltante de la red.
Hay una centralita separada en la que se cambian todas las líneas entrantes y salientes. Tiene su propia subestación de 100KVA, un generador diesel de 90 kW con un sistema de arranque automático y un sistema de conmutación.
Por el momento, el sistema funciona de la siguiente manera:
- Se utiliza la energía máxima del sol, y la energía faltante se obtiene de una red externa.
- Si la red externa está desconectada, invisible a los hosts, el sistema se desconecta. Se utiliza la energía del sol y la desventaja se compensa con baterías.
- Si no aparece energía externa, no hay sol (de noche o nublado), y la carga de la batería alcanza el límite establecido, el generador diesel arranca automáticamente, que transmite energía a todo el hogar, y los inversores cargan las baterías en este momento.
- Tan pronto como la red externa regrese, el generador diesel se apaga y el sistema entra en modo estándar.
Dado que hay mucho sol en el territorio de Krasnodar, el generador se enciende muy raramente: hay suficiente energía de los paneles solares y una carga de batería.
Control remoto
Dado que el sistema es bastante potente, pueden ocurrir colisiones y no estará fuera de lugar monitorear el estado de dicho sistema. La estructura de los inversores MAP DOMINATOR incluye un complejo de software y hardware "Raspberry", que le permite controlar de forma remota cada uno de los inversores e incluso realizar cambios en la configuración. Durante el tiempo que escribí este artículo, se lanzó el servicio en la nube Malina, que permite a todos los propietarios de dichos inversores recibir información relevante sobre su sistema de alimentación, incluso si la casa no tiene una IP blanca: el inversor se conecta al servidor y envía datos allí.
Características operacionales
El equipo de diseño aplicó varias soluciones interesantes que no parecían obvias de inmediato, pero que permitieron un buen ahorro. Por ejemplo, todo el sistema se ensambla en un pequeño remolque aislado, que todavía se calienta bastante bien en verano. Sorprendentemente, resultó ser económicamente más rentable organizar el suministro y la ventilación de escape, que funciona según el principio de un túnel de viento, en lugar de instalar un sistema de aire acondicionado.
Conclusión
Esta planta de energía solar híbrida está diseñada con un buen suministro de energía. Actualmente, la generación de paneles solares puede ser de hasta 300 kWh por día, y el estado consume solo 200 kWh por día. Es decir, hay un margen de un tercio, esto le permite agregar consumidores sin realizar ningún cambio y, durante un período bastante largo, abandonar la fuente de alimentación externa, habrá suficiente energía de los paneles solares para compensar el consumo constante y cargar las baterías que se han hundido durante la noche. . Desafortunadamente, el costo de la energía de las baterías es más alto que el de la red, ya que el número de sus ciclos es limitado, por lo que es más rentable comer de una fuente de alimentación externa por la noche (y la tarifa nocturna es más rentable que el primer día). Y es bueno que la mayoría de los componentes de este sistema de energía se produzcan en Rusia: significa que no todo se pierde, incluso si dichos sistemas se basan en nuestros componentes.
Si el tema de las plantas de energía solar es interesante, entonces también puedo hablar sobre soluciones de "país" menos potentes. Me alegro de cualquier comentario y hasta pronto!