مخطط تصميم النظام الكهروضوئي الموزع خارج الشبكة
يتكون نظام توليد الطاقة الكهروضوئية الموزعة خارج الشبكة بشكل أساسي من الوحدات الكهروضوئية ، والأقواس ، وأجهزة التحكم ، والعاكسات ، والبطاريات وأنظمة توزيع الطاقة. يتم استخدامه بشكل أساسي في المناطق التي لا توجد بها كهرباء أو بدونها ، وذلك بشكل أساسي لتلبية الاحتياجات الأساسية للحياة. لا يوجد مخطط قياسي للنظام الكهروضوئي خارج الشبكة ، ولكن هناك العديد من أنواع الأجهزة خارج الشبكة ، والتي يمكن دمجها في مخططات مختلفة لتلبية احتياجات المستخدمين المختلفة.
01 تحقيق أولي
قبل تصميم النظام خارج الشبكة ، يجب تنفيذ العمل الأولي بشكل جيد. الأول هو حساب النوع والقوة الكلية للأحمال الكهربائية للمستخدمين ، مثل مكيفات الهواء ومراوح الغسيل ومضخات المياه والثلاجات والأجهزة الكهربائية الأخرى. هناك محركات فيها ، وهي أحمال استقرائية ذات قوة بدء كبيرة. المصابيح الكهربائية وأجهزة التلفزيون والمواقد الحثية وأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الكهربائية الأخرى هي أحمال مقاومة ؛ والثاني هو حساب متوسط استهلاك الطاقة اليومي ، وأقصى استهلاك للطاقة ، واستهلاك الطاقة ليلا ونهارا ، وما إلى ذلك ؛ ثالثًا ، فهم أولاً الظروف المناخية لموقع التثبيت الخاص بالمستخدم ، ومتوسط بيانات ساعة ذروة سطوع الشمس ، وعدد الأيام الممطرة المتتالية في السنة ، وما إلى ذلك ؛ رابعًا ، اكتشف ما إذا كان هناك مصدر طاقة رئيسي أو مولد زيت وقود ؛ الخامس هو فهم ميزانية المستخدم والوضع الاقتصادي وضرورة استخدام الطاقة. بعد فهم هذه المواقف ، يمكنك أن تتناسب مع العلاج المناسب للحالة والبدء في تصميم المخطط.
02 تصميم المشروع
يهدف تصميم النظام خارج الشبكة بشكل أساسي إلى تأكيد قدرة محول النظام والمكونات وتخزين الطاقة وفقًا لبيانات البحث السابق. تختلف طريقة التصميم هذه تمامًا عن النظام المتصل بالشبكة ولا يمكن نسخها. يختلف أساس تصميم واختيار هذه المعدات الثلاثة ، لكنهم يحتاجون أيضًا إلى التعاون مع بعضهم البعض.
يجب تأكيد قوة العاكس خارج الشبكة وفقًا لنوع حمولة المستخدم وقوته. يجب أن تكون الطاقة الناتجة للعاكس أكبر من قوة بدء الحمل الفعلي. الأحمال بمحركات الغسالات ، ومكيفات الهواء ، والثلاجات ، ومضخات المياه ، وأغطية المدى ، وما إلى ذلك ، هي أحمال استقرائية ، وقوة بدء تشغيل المحركات هي 5-7 مرات من الطاقة المقدرة. عند حساب قوة العاكسات ، يجب أن تؤخذ قوة البداية لهذه الأحمال في الاعتبار. بالنسبة للمستخدمين ذوي الميزانية المرتفعة والطلب المرتفع على الكهرباء ، يتم حساب طاقة الخرج بناءً على مجموع قوى التحميل ؛ بالنسبة للمستخدمين ذوي الميزانية المنخفضة ، مع الأخذ في الاعتبار أنه لا يمكن بدء جميع الأحمال في نفس الوقت ، من أجل توفير التكلفة الأولية ، يمكن مضاعفة طاقة الخرج بمجموع طاقة التحميل بمعامل من 0.7 إلى 0.9.
يجب تأكيد قوة المكونات وفقًا لاستهلاك الطاقة اليومي للمستخدمين. الكهروضوئية هي طاقة متجددة متوفرة كل يوم. لذلك ، يجب أن يكون متوسط توليد الطاقة اليومي للوحدات النمطية أكبر من القوة اليومية المفيدة للمستخدمين. أما الحجم فيعتمد على الأحوال الجوية المحلية وميزانية المستخدم والطلب على الكهرباء. بشكل عام ، تكون الأحوال الجوية أقل من المتوسط أو أعلى منه. في معظم المناطق يكون الضوء في الشتاء أسوأ منه في الصيف ، وفي بعض المناطق يكون الفارق أكثر من الضعف. بالنسبة للمستخدمين ذوي الميزانية المرتفعة والطلب المرتفع على الكهرباء ، يلبي تصميم طاقة الوحدة بشكل أساسي احتياجات أسوأ موسم إضاءة ، أي أنه يمكن شحن البطارية بالكامل كل يوم في أسوأ موسم إضاءة. بالنسبة للمستخدمين ذوي الميزانية المنخفضة ، إذا تم تصميم طاقة وحدة الخلايا الشمسية وفقًا لأسوأ الحالات ، فسوف يتجاوز توليد الطاقة الطلب الفعلي في أوقات أخرى من العام ، مما يتسبب في حدوث هدر. في هذا الوقت ، يمكن أن تعتمد طاقة الوحدة على متوسط الضوء السنوي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن زيادة السعة التصميمية للبطارية بشكل مناسب ، ويمكن زيادة تخزين الطاقة الكهربائية لجعل البطارية في حالة تفريغ ضحلة ، لتعويض النقص في توليد الطاقة في أسوأ موسم ضوئي.
يتم تحديد سعة البطارية وفقًا لاستهلاك الطاقة للمستخدم. في حالة عدم وجود PV ، توفر البطارية طاقة كهربائية لحمل النظام. بالنسبة للأحمال المهمة ، يجب أن تكون هناك ميزانية كافية ، ويجب مراعاة الأيام الممطرة المستمرة. بالنسبة للأحمال العامة مثل مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية ، يمكن اختيارها في غضون يومين إلى 3 أيام وفقًا للخبرة أو الاحتياجات. بالنسبة للأحمال المهمة مثل الاتصالات والملاحة والعلاج بالمستشفى وما إلى ذلك ، يجب اختيارها في غضون 3 إلى 7 أيام ، بحيث يمكن ضمان التشغيل العادي للنظام في غضون أيام قليلة. بالنسبة للأسر الفقيرة العادية ، فإن الاعتبار الرئيسي هو السعر ، لذلك ليس من الضروري التفكير في الأيام الممطرة. عندما تكون الشمس جيدة ، يجب استخدامها بشكل متكرر ؛ استخدم أقل عندما تكون الشمس سيئة ، واستخدم أقل عندما لا تكون هناك شمس.
03 اختيار المعدات
تتنوع احتياجات المستخدمين خارج الشبكة ، وقد تم تصميم النظام الكهروضوئي وفقًا لمتطلبات المستخدمين. في هذا الوقت ، يجب التعامل معها بمرونة وعدم حصرها في الصيغ الثابتة.
عند اختيار العاكس ، يعتمد ذلك على حالة التطبيق. إذا كان مجرد تطبيق إضاءة بسيط ، فمن المستحسن اختيار وحدة تحكم PWM وعاكس موجة التصحيح لتوفير التكلفة الأولية ؛ في حالة وجود مكيفات هواء وغسالات ومضخات مياه وأحمال حثية أخرى تحتوي على محركات ، يوصى باختيار وحدات تحكم MPPT ومحولات تردد الطاقة ذات سعة تحميل قوية. إذا كان حملًا شاملاً ، يوصى باختيار عاكس عالي التردد ، مع مراعاة التكلفة وسعة التحميل.
يمكن لمحطة الطاقة الكهروضوئية الصغيرة المنفصلة عن الشبكة ، باستثمارات محدودة ، النظر في اختيار بطارية غروانية حمض الرصاص ؛ تمتلك محطات الطاقة الكهروضوئية الصغيرة والمتوسطة الحجم خارج الشبكة استثمارات محدودة ، لكنها تأمل في الحصول على عمر خدمة طويل. يمكن اعتبار بطاريات الكربون الرصاص ؛ تتمتع محطات تخزين الطاقة الكهروضوئية المتوسطة والكبيرة بميزانية كافية ومتطلبات عالية لعائد الاستثمار ، لذلك يمكن النظر في بطاريات الليثيوم.
في حالة وجود مصدر رئيسي ، يمكن أيضًا اختيار أوضاع أولوية مختلفة وفقًا للوضع الفعلي. في الأماكن التي يكون فيها جهد التيار الكهربائي مستقرًا ، يكون السعر رخيصًا ، ولكن وقت إمداد الطاقة قصير ، يوصى باختيار وضع أولوية شبكة الطاقة ؛ عندما يكون سعر الكهرباء في المدينة مرتفعًا وغالبًا ما يتم قطع إمدادات الطاقة ، يوصى بتحديد وضع استهلاك الطاقة ذي الأولوية للبطارية للمستخدمين الذين لا يكون طلبهم على الكهرباء مرتفعًا بشكل خاص ؛ سعر الكهرباء البلدية ليس مرتفعا جدا. في الأماكن التي غالبًا ما تنقطع فيها الطاقة ، يوصى بأن يختار المستخدمون ذوو الطلب العالي على الكهرباء وضع استهلاك الطاقة الكهروضوئية أولاً.