Recentemente, falei sobre uma usina de energia solar que
pode fornecer energia para uma sala de produção . Desta vez, falarei de uma usina solar ainda mais poderosa e interessante: basta dizer que o pico de potência é de 120 kW e, em um mês, gera até 9 MW * h!
Para começar, vou contar um pouco sobre a história da criação deste SES. Geograficamente, o objeto está localizado no Território de Krasnodar, onde a própria natureza tem a capacidade de usar a energia do sol. Além disso, no Território de Krasnodar, há um problema com a fonte de alimentação nos meses de verão: devido ao calor, todo mundo começa a usar fortemente condicionadores de ar e unidades de refrigeração, aumentando assim a carga na rede elétrica. E as próprias usinas também estão em condições difíceis: aumento de carga, além de altas temperaturas - é isso que acontece e bloqueios temporários acontecem.
Assim, o proprietário decidiu proteger sua casa e a família de tais quedas de energia. A tarefa foi definida para fornecer fonte de alimentação autônoma por um período de até 3 horas. A prática demonstrou que os engenheiros de energia, em regra, conseguiram realizar todo o trabalho e restaurar o suprimento de tensão durante esse período.
Etapa 1. Reserve a energia
Assim, decidiu-se instalar inversores independentes com baterias. O cálculo foi feito na reserva completa de toda a propriedade por um período de 3 horas. Como esse período poderia ser mais longo, foi decidido adicionar um gerador a diesel aos inversores autônomos.
Passo 2. Use a energia do sol
É lógico que, após a instalação de inversores independentes, o próximo passo foi a adição de painéis solares. Assim, foi possível, sem considerar a ausência de uma rede externa, usar eletricidade. Talvez tenha chegado a hora de obter informações técnicas.
Especificações técnicas
Módulos solares: Micromorphic, Pramac (Suíça) 125W x 360pcs.
Potência 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 potência total: 120kW
Baterias: Conjunto de conchas 8PzS960 960Ah 48V com plugues de recombinação de hidrogênio x 6pcs
Capacidade total da bateria: 5760Ah, 276kW * h
Gerador a diesel: JCB G115QS 90kW com controle automático.
Como isso funciona?
As baterias solares micromórficas têm uma característica: sua eficiência é um pouco mais de 9%, mas ao mesmo tempo capturam a parte infravermelha do espectro, o que significa que são capazes de fornecer mais energia ao nascer do sol, pôr do sol e durante a cobertura de nuvens. Além disso, cada bateria solar gera tensão de até 100V e tem uma potência de 125 watts. Graças a isso, o problema de tolerância a falhas foi resolvido: todos os painéis são conectados em paralelo e divididos em 18 segmentos. Assim, em cada segmento, foram produzidos 20 painéis, gerando 2,5 kW de potência. Como os painéis estão dispostos em duas linhas, obtemos comprimentos decentes do tronco. Aqui, o fio SIP foi útil, com uma seção transversal suficiente a um preço acessível. e se um painel falhar, os 19 restantes continuarão funcionando. E se houver uma interrupção da rodovia, apenas um dos 20 segmentos sairá de operação, de modo que as perdas serão insignificantes.
A cada dois segmentos do painel, ou seja, um total de 5 kW, são processados por um controlador solar IES DOMINATOR MPPT 200/100, o último dígito 100 indica a corrente máxima. Com uma voltagem de montagem de bateria de 48V, esses controladores trabalham até o limite, mas boas aletas e resfriadores adicionais permitiram resolver o problema de aquecimento.
Além disso, a energia dos controladores solares é fornecida ao conjunto da bateria de 48V. Baterias blindadas usadas com capacidade de 960A * h de 2V com plugues de recuperação de hidrogênio. A capacidade total de montagem é de 5760 A * h, e se convertida em energia, será de aproximadamente 276 kW * h se as baterias estiverem totalmente descarregadas. Todas as baterias estão conectadas a poderosos barramentos que transportam corrente e isso é claramente visível na foto.
Os inversores MAP DOMINATOR 48V 20kW estão conectados às baterias. São conectadas 6 peças em um projeto trifásico, ou seja, de cada fase você pode remover a energia de até 40 kW. Como existem muitos consumidores trifásicos na economia, a condição foi estabelecida para fornecer apenas uma rede trifásica: aqui existem bombas, ferramentas elétricas e até eletrodomésticos potentes.
Os inversores operam no modo de bombear energia do sol e são conectados através do barramento I2C aos controladores solares. Como resultado, a economia faz pleno uso da energia do sol e obtém a energia que falta na rede.
Existe um painel de controle separado, no qual todas as linhas de entrada e saída são comutadas. Possui sua própria subestação de 100KVA, um gerador a diesel de 90 kW com sistema de partida automática e sistema de comutação.
No momento, o sistema funciona da seguinte maneira:
- A energia máxima do sol é usada e a energia perdida é obtida de uma rede externa
- Se a rede externa estiver desconectada, invisivelmente para os hosts, o sistema ficará offline. A energia do sol é usada e a desvantagem é compensada pelas baterias.
- Se a energia externa não aparecer, não há sol (noite ou nublado) e a carga da bateria atinge o limite definido, o gerador a diesel é iniciado automaticamente, que transita energia para toda a família, e os inversores carregam as baterias nesse momento.
- Assim que a rede externa retornar, o gerador a diesel será desligado e o sistema entrará no modo padrão.
Como existe muito sol no território de Krasnodar, o gerador inicia muito raramente - há energia suficiente nos painéis solares e na carga da bateria.
Controle remoto
Como o sistema é bastante poderoso, podem ocorrer colisões e não será inapropriado monitorar o estado de tal sistema. A estrutura dos inversores MAP DOMINATOR inclui um complexo de software e hardware "Raspberry", que permite monitorar remotamente cada um dos inversores e até fazer alterações nas configurações. Durante o tempo em que escrevi este artigo, foi lançado o serviço em nuvem Malina, que permite que todos os proprietários desses inversores recebam informações relevantes sobre seu sistema de energia, mesmo que a casa não possua um IP branco - o próprio inversor se conecta ao servidor e envia dados para lá.
Recursos operacionais
A equipe de design aplicou várias soluções interessantes que não pareciam óbvias imediatamente, mas que permitiam uma boa economia. Por exemplo, todo o sistema é montado em um pequeno trailer isolado, que ainda aquece muito bem no verão. Surpreendentemente, tornou-se economicamente mais lucrativo organizar a ventilação de suprimento e exaustão, que funciona segundo o princípio de um túnel de vento, em vez de instalar um sistema de ar condicionado.
Conclusão
Esta usina solar híbrida é projetada com um bom suprimento de energia. Atualmente, a geração de painéis solares pode chegar a 300 kWh por dia, e a propriedade consome apenas 200 kWh por dia. Ou seja, existe uma margem de um terço - isso permite adicionar consumidores sem fazer alterações e, por um período bastante longo, para abandonar a fonte de alimentação externa - há energia suficiente dos painéis solares para compensar o consumo constante e carregar as baterias que afundaram da noite para o dia . Infelizmente, o custo de energia das baterias é maior que a rede, já que o número de ciclos é limitado, por isso é mais lucrativo comer de uma fonte de alimentação externa à noite (e a tarifa noturna é mais lucrativa do que o dia anterior). E é bom que a maioria dos componentes desse sistema de energia seja produzida na Rússia: significa que nem tudo está perdido, mesmo que esses sistemas sejam construídos em nossos componentes.
Se o tópico das usinas de energia solar é interessante, também posso falar sobre soluções "país" menos poderosas. Fico feliz por quaisquer comentários e até breve!