ก ระบบสุริยะนอกกริดเชิงพาณิชย์ ต้องทำมากกว่าการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์. จะต้องรองรับการดำเนินธุรกิจจริงภายใต้ภาระและสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป.
สำหรับโรงงาน, เหมือง, รีสอร์ท, ฟาร์ม, และสิ่งอำนวยความสะดวกระยะไกล, การออกแบบระบบเริ่มต้นด้วยโปรไฟล์โหลดจริง. วิศวกรจะต้องประเมินการใช้พลังงานในแต่ละวัน, ความต้องการสูงสุด, ตารางการดำเนินงาน, โหลดที่สำคัญ, ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์, และความเป็นอิสระของแบตเตอรี่.
สำหรับระบบจาก 10กิโลวัตต์ ถึง 1MW, ไม่มีการกำหนดค่าใดที่เหมาะกับทุกโครงการ. อาร์เรย์ PV, ที่เก็บแบตเตอรี่, อินเวอร์เตอร์, และระบบการจัดการพลังงานจะต้องทำงานเป็นสถาปัตยกรรมที่มีการประสานงานเดียวกัน.
อะไรทำให้โหลด Off-Grid เชิงพาณิชย์แตกต่างออกไป?
พื้นที่เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมมักจะมีโหลดไฟฟ้าที่ซับซ้อนมากกว่าอาคารที่พักอาศัย.
โรงงานอาจรวมการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาการผลิต. รีสอร์ทอาจรวม HVAC, เครื่องทำความเย็น, ปั๊ม, แสงสว่าง, และอุปกรณ์เครื่องครัว. ไซต์เหมืองแร่อาจใช้มอเตอร์, คอมเพรสเซอร์, ปั๊ม, อุปกรณ์ขุดเจาะ, และระบบสื่อสาร.
คุณลักษณะโหลดสามประการมีผลกระทบต่อการออกแบบระบบมากที่สุด.
1. การบริโภคในเวลากลางวันแบบเข้มข้น
สิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์หลายแห่งใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในช่วงเวลาทำงาน.
ซึ่งสอดคล้องกับ Solar PV เป็นอย่างดี เนื่องจากโดยปกติแล้วการสร้าง PV จะมีจุดสูงสุดในตอนกลางวัน. อย่างไรก็ตาม, การจัดเก็บแบตเตอรี่อาจยังต้องรองรับการดำเนินงานหลังจากที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง.
2. ข้อกำหนดความต่อเนื่องสูง
การหยุดทำงานเชิงพาณิชย์สามารถสร้างผลการดำเนินงานที่สำคัญได้.
ไฟฟ้าขัดข้องอาจทำให้การผลิตหยุดลง, ส่งผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์ที่ไวต่ออุณหภูมิ, ขัดจังหวะการสื่อสาร, หรือสร้างปัญหาด้านอุปกรณ์และความปลอดภัย.
ด้วยเหตุนี้, หนึ่ง ระบบสุริยะนอกกริดอุตสาหกรรม ควรแยกโหลดที่สำคัญออกจากโหลดที่ยืดหยุ่นและไม่จำเป็น.
3. โหลดแบบแปรผันและค่าพีคสูง
ความต้องการไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ไม่ค่อยคงที่.
มอเตอร์, ปั๊ม, คอมเพรสเซอร์, และอุปกรณ์อื่นๆ สามารถสร้างความต้องการในระดับสูงได้ทันทีระหว่างสตาร์ทอัพ. ดังนั้น, ขนาดของระบบจะต้องพิจารณาทั้งสองอย่าง:
- การใช้พลังงาน: กิโลวัตต์ชั่วโมง
- ความต้องการพลังงาน: กิโลวัตต์
ระบบที่มีความจุพลังงานเพียงพอต่อวันยังคงอาจล้มเหลวได้หากอินเวอร์เตอร์ไม่สามารถรองรับความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงสุดของไซต์งานได้.
วิธีปรับขนาดระบบสุริยะนอกกริดเชิงพาณิชย์ขนาด 10kW–1MW
สถาปัตยกรรมนอกกริดเชิงพาณิชย์ทั่วไปเป็นไปตามเส้นทางพลังงานพื้นฐานนี้:
พลังงานแสงอาทิตย์ PV → ที่เก็บแบตเตอรี่ → อินเวอร์เตอร์ → โหลด
กระบวนการปรับขนาดควรเริ่มต้นด้วยโหลดไฟฟ้ามากกว่าชุดอุปกรณ์มาตรฐาน.
การวิจัยของ NREL เกี่ยวกับการใช้งานอย่างมีประสิทธิผลเน้นที่การใช้งานสูงสุด, โหลดเฉลี่ย, และความแปรผันตามฤดูกาลเนื่องจากปัจจัยเหล่านี้เปลี่ยนการรวม PV ที่ต้องการ, อินเวอร์เตอร์, และการจัดเก็บ.
ขั้นตอน 1: คำนวณการใช้พลังงานรายวัน
ขั้นแรกให้พิจารณาว่าโรงงานใช้ไฟฟ้าเท่าใดในแต่ละวัน.
ตัวอย่างเช่น, สิ่งอำนวยความสะดวกที่ใช้ประมาณ 3,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน ต้องการพลังงานแสงอาทิตย์เพียงพอต่อความต้องการ.
การออกแบบจะต้องคำนึงถึงการสูญเสียของระบบด้วย, การชาร์จแบตเตอรี่, การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ, และอัตรากำไรจากการดำเนินงานอื่นๆ.
การให้คะแนนป้ายชื่อเพียงอย่างเดียวไม่สามารถระบุการใช้พลังงานที่แท้จริงได้. ชั่วโมงการทำงานและปัจจัยด้านภาระงานก็มีความสำคัญเช่นกัน.
ขั้นตอน 2: ระบุความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงสุด
ถัดไป กำหนดความต้องการพลังงานไฟฟ้าพร้อมกันสูงสุดของไซต์งาน.
สิ่งอำนวยความสะดวกอาจใช้ 3,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน แต่ไปถึงก 400 โหลดสูงสุดกิโลวัตต์.
ในกรณีนี้, ก 300 อินเวอร์เตอร์กิโลวัตต์อาจให้พลังงานไม่เพียงพอ, แม้ว่าความต้องการพลังงานในแต่ละวันจะดูสามารถจัดการได้ก็ตาม.
ข้อมูลการโหลดจริงเป็นพื้นฐานที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับการประเมินความต้องการสูงสุด.
ขั้นตอน 3: แยกโหลดที่สำคัญและยืดหยุ่น
ไม่ใช่ทุกการโหลดจะต้องมีลำดับความสำคัญในการสำรองข้อมูลเท่ากัน.
| โหลดหมวดหมู่ | โหลดทั่วไป | ลำดับความสำคัญของการสำรองข้อมูล |
|---|---|---|
| วิกฤต | ระบบควบคุม, การสื่อสาร, อุปกรณ์ความปลอดภัย | สูงสุด |
| การผลิต | เครื่องจักร, ปั๊ม, อุปกรณ์การประมวลผล | สูง |
| บริการที่จำเป็น | แสงสว่าง, เครื่องทำความเย็น, ระบบน้ำ | สูง |
| ยืดหยุ่นได้ | HVAC หรืออุปกรณ์เสริมที่ไม่จำเป็น | ปานกลาง |
| เลื่อนออกไปได้ | โหลดทางเลือกหรือลำดับความสำคัญต่ำ | ต่ำกว่า |
การจำแนกโหลดสามารถลดความจุของแบตเตอรี่ที่ไม่จำเป็นในขณะที่ยังคงรักษาพลังงานสำหรับอุปกรณ์ที่สำคัญได้.
ระบบ Off-Grid เชิงพาณิชย์ต้องการกำลังการผลิต PV เท่าใด?
อาร์เรย์ PV ควรตรงกับความต้องการพลังงานรายวันของไซต์งานและทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ในท้องถิ่น.
ความสัมพันธ์การออกแบบที่เรียบง่ายคือ:
พลังงาน PV ที่ต้องการ ≥ ปริมาณรายวัน KW ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ
กำลังการผลิต PV ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับตัวแปรเพิ่มเติมหลายตัว:
- ชั่วโมงที่มีแสงแดดสูงสุด
- ความแปรผันของแสงอาทิตย์ตามฤดูกาล
- ประสิทธิภาพของโมดูล
- อุณหภูมิ
- ปฐมนิเทศ
- การแรเงา
- การสูญเสียของระบบ
- พลังงานสำรองที่จำเป็น
ความจุของ PV ไม่จำเป็นต้องเท่ากับความจุของอินเวอร์เตอร์เสมอไป. การสร้างแบบจำลอง PV เชิงพาณิชย์จาก NREL ใช้อัตราส่วน DC-to-AC ข้างต้น 1.0 ในการกำหนดค่าตัวแทน.
นี่แสดงให้เห็นว่าอาร์เรย์ PV และอินเวอร์เตอร์สามารถมีพิกัดความจุที่แตกต่างกันได้.
เหตุใดจึงรวมส่วนต่างกำลังการผลิต PV?
ระบบนอกกริดไม่สามารถยอมรับสภาพแสงอาทิตย์ในอุดมคติได้ทุกวัน.
เมฆปกคลุม, การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล, อุณหภูมิสูง, ฝุ่น, และการเสื่อมสภาพของโมดูลสามารถลดการผลิต PV ที่เกิดขึ้นจริงได้.
การออกแบบจึงควรรวมส่วนต่างพลังงานที่เหมาะสม. อัตรากำไรที่แน่นอนควรสะท้อนถึงที่ตั้งโครงการ, โหลดโปรไฟล์, ความเป็นอิสระของแบตเตอรี่, และเศรษฐศาสตร์.
เป้าหมายไม่ใช่การเพิ่มกำลังการผลิต PV ให้สูงสุดโดยไม่มีขีดจำกัด. PV ที่มากเกินไปยังอาจเพิ่มต้นทุนเงินทุนและทำให้เกิดการลดพลังงานที่อาจเกิดขึ้นได้.
ที่เก็บแบตเตอรี่ควรมีขนาดเท่าใด?
การจัดเก็บแบตเตอรี่ช่วยให้สิ่งอำนวยความสะดวกนอกระบบสามารถทำงานต่อไปได้เมื่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ไม่สามารถรองรับภาระได้.
โรงงานอาจต้องการพื้นที่จัดเก็บเพื่อการผลิตหลังพระอาทิตย์ตกดิน. รีสอร์ทอาจต้องใช้ไฟฟ้าช่วงเย็นและข้ามคืน. พื้นที่ทำเหมืองอาจจำเป็นต้องจัดเก็บในช่วงเวลาที่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในระดับต่ำเป็นเวลานาน.
ความจุของแบตเตอรี่รวมถึงพลังงานและพลังงาน
ขนาดของแบตเตอรี่ต้องมีคำถามสองข้อแยกกัน:
แบตเตอรี่ต้องเก็บพลังงานไว้เท่าใด?
แบตเตอรี่ต้องส่งพลังงานเท่าใด?
ข้อกำหนดเหล่านี้ไม่สามารถใช้แทนกันได้.
แบตเตอรี่อาจให้เพียงพอ กิโลวัตต์ชั่วโมง ความจุแต่ยังคงไม่สามารถส่งมอบพลังงานทันทีที่ต้องการได้.
รุ่น BESS เชิงพาณิชย์จึงแยกความแตกต่างระหว่างความจุไฟฟ้าและระยะเวลาในการจัดเก็บ. การวิเคราะห์ NREL ยังประเมินระยะเวลาการจัดเก็บที่แตกต่างกันเป็นตัวแปรการออกแบบที่แยกจากกัน.
การเปลี่ยนแปลงการผลิตหนึ่งครั้งเป็นข้อมูลอ้างอิงการออกแบบ
สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่ต้องการความต่อเนื่องสูง, การเปลี่ยนแปลงการผลิตที่สำคัญครั้งหนึ่งสามารถให้ข้อมูลอ้างอิงการออกแบบที่เป็นประโยชน์ได้.
ตัวอย่างเช่น, หากโหลดวิกฤตใช้ค่าเฉลี่ย 150 kW เป็นเวลาแปดชั่วโมง:
150 กิโลวัตต์ × 8 ชั่วโมง = 1,200 กิโลวัตต์ชั่วโมง
ความจุแผ่นป้ายแบตเตอรี่จริงจะต้องสูงขึ้นหลังจากคำนึงถึงความลึกของการคายประจุที่ใช้ได้, การสูญเสียการแปลง, อุณหภูมิ, ริ้วรอย, ข้อกำหนดการสำรอง, และเป้าหมายความน่าเชื่อถือ.
ดังนั้น, กะการผลิตหนึ่งกะควรทำหน้าที่เป็น เป้าหมายการออกแบบ, ไม่ใช่สูตรปรับขนาดแบตเตอรี่สากล.
เหตุใดอินเวอร์เตอร์สามเฟสจึงมีความสำคัญสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม
สิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมขนาดกลางมักต้องใช้ไฟฟ้าสามเฟส.
โรงงาน, อุปกรณ์การทำเหมือง, ระบบชลประทาน, อุปกรณ์ปรับอากาศ, คอมเพรสเซอร์, และมอเตอร์อุตสาหกรรมมักใช้ระบบไฟฟ้าสามเฟส.
เหมาะสม อินเวอร์เตอร์นอกกริดสามเฟส จึงต้องรองรับโหลดต่อเนื่องและไฟกระชากในระยะเวลาอันสั้น.
ต้องรวมไฟกระชากสตาร์ทมอเตอร์ด้วย
มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถดึงกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้นอย่างมากในระหว่างการสตาร์ท.
การกำหนดขนาดอินเวอร์เตอร์ตามกำลังการทำงานของมอเตอร์เท่านั้นสามารถสร้างปัญหาในการสตาร์ทได้.
คำแนะนำ NREL ตระหนักถึงความสามารถในการกระชากของอินเวอร์เตอร์เป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการโหลดขนาดใหญ่เกินไปเป็นครั้งคราว, รวมถึงการสตาร์ทมอเตอร์ด้วย.
วิศวกรควรประเมิน:
- กำลังไฟพิกัดของมอเตอร์
- เริ่มปัจจุบัน
- วิธีการเริ่มต้น
- จำนวนมอเตอร์สตาร์ทพร้อมกัน
- ไดรฟ์ความถี่แปรผันหรือซอฟต์สตาร์ทเตอร์
- โหลดอื่นๆ พร้อมกัน
- ความสามารถในการโอเวอร์โหลดของอินเวอร์เตอร์
ปัจจัยเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริดสำหรับการขุดและการเกษตร, โดยที่ปั๊มและอุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์อื่นๆ สามารถเป็นตัวแทนของความต้องการส่วนใหญ่ได้.
ระบบสุริยะนอกกริดสำหรับการขุดระยะไกล
แหล่งขุดและสำรวจระยะไกลมักทำงานห่างไกลจากโครงสร้างพื้นฐานกริดที่เชื่อถือได้.
น้ำมันดีเซลสามารถให้พลังงานสำรองได้, แต่การขนส่งเชื้อเพลิงไปยังสถานที่ห่างไกลจะเพิ่มความซับซ้อนด้านลอจิสติกส์และต้นทุนการดำเนินงาน.
มีการออกแบบอย่างเหมาะสม ระบบสุริยะนอกกริดสำหรับการขุด สามารถรองรับโหลดที่เลือกได้ เช่น:
- อุปกรณ์สำรวจและขุดเจาะ
- สำนักงานไซต์
- อุปกรณ์สื่อสาร
- แสงสว่าง
- ปั๊มน้ำ
- ระบบการตรวจสอบ
- การประชุมเชิงปฏิบัติการ
- การชาร์จแบตเตอรี่
- สิ่งอำนวยความสะดวกด้านที่พัก
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบการขุดที่สำคัญ
ระบบการทำเหมืองควรประเมินปัจจัยหลักสี่ประการ.
โหลดความแปรปรวน: เครื่องจักรกลหนักสามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงอุปสงค์กะทันหันได้.
โหลดมอเตอร์: ปั๊มและคอมเพรสเซอร์อาจต้องใช้กำลังสตาร์ทสูง.
สภาพแวดล้อม: ฝุ่น, ความร้อน, เย็น, และการเข้าถึงไซต์ที่จำกัดส่งผลต่อการเลือกอุปกรณ์และการบำรุงรักษา.
การจัดเก็บพลังงาน: ความจุของแบตเตอรี่ต้องสะท้อนถึงตารางการดำเนินงานและผลที่ตามมาของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่ต่ำ.
สำหรับการใช้งานการขุดระยะไกล, ความน่าเชื่อถือของระบบจะต้องได้รับการประเมินควบคู่ไปกับความจุของอุปกรณ์เริ่มต้น.
ระบบสุริยะนอกกริดสำหรับรีสอร์ทบนเกาะ
รีสอร์ทบนเกาะมีรูปแบบการรับน้ำหนักที่แตกต่างกันแต่อาจเผชิญกับความท้าทายด้านพลังงานที่คล้ายคลึงกัน.
โหลดทั่วไปได้แก่:
- แสงสว่างในห้องพัก
- เครื่องปรับอากาศ
- เครื่องทำความเย็น
- อุปกรณ์ครัว
- การบำบัดน้ำ
- ปั๊มน้ำ
- ระบบน้ำร้อน
- อุปกรณ์ซักรีด
- Wi-Fi และการสื่อสาร
- แสงกลางแจ้ง
หนึ่ง ระบบสุริยะนอกกริดสำหรับรีสอร์ท ต้องสร้างความสมดุลระหว่างการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในเวลากลางวันกับความต้องการในตอนเย็นและข้ามคืน.
การจัดการโหลดสำหรับรีสอร์ท
โหลดของรีสอร์ทบางแห่งสามารถทำงานได้ในช่วงที่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สูง.
สูบน้ำและอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมาก, ตัวอย่างเช่น, อาจกำหนดในช่วงเวลากลางวัน.
แนวทางนี้ผสมผสาน การจัดการโหลดพร้อมที่เก็บแบตเตอรี่ และลดความจำเป็นในการใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ได้.
ดังนั้นระบบจึงควรสะท้อนถึงรูปแบบการทำงานที่แท้จริงของรีสอร์ทมากกว่าโหลดที่เชื่อมต่อสูงสุดตามทฤษฎี.
พลังงานแสงอาทิตย์นอกกริดเพื่อการชลประทานการเกษตร
การชลประทานทางการเกษตรเป็นอีกการประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์นอกโครงข่ายขนาดกลาง.
ระบบชลประทานทั่วไปอาจรวมกันได้:
- พลังงานแสงอาทิตย์
- การจัดเก็บแบตเตอรี่
- อินเวอร์เตอร์สามเฟส
- ปั้มน้ำ
- ระบบควบคุม
- เครือข่ายชลประทาน
มอเตอร์ปั๊มสามารถสร้างความต้องการเริ่มต้นที่สำคัญได้, ดังนั้นความจุของอินเวอร์เตอร์และคุณลักษณะการสตาร์ทมอเตอร์จึงจำเป็นต้องมีการประเมินอย่างรอบคอบ.
การทำงานของปั๊มและความพร้อมใช้งานของพลังงานแสงอาทิตย์
เมื่อการชลประทานดำเนินการในช่วงเวลากลางวัน, PV สามารถจ่ายพลังงานการทำงานของปั๊มได้โดยตรง.
การจัดเก็บแบตเตอรี่สามารถให้ความยืดหยุ่นเพิ่มเติมในการเริ่มต้น, มีเมฆมาก, การดำเนินงานช่วงเช้า, และภาระวิกฤตอื่นๆ.
สถาปัตยกรรมขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับว่าปั๊มเป็นไปตามความพร้อมของพลังงานแสงอาทิตย์หรือต้องทำงานตามความต้องการของพืชผลและน้ำ.
สิ่งที่เปลี่ยนแปลงจาก 10kW เป็น 1MW?
ขนาดของระบบส่งผลต่อความซับซ้อนทางวิศวกรรม, แต่ความจุเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดความยากของระบบ.
| ช่วงของระบบ | ลักษณะโครงการทั่วไป | ข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ |
|---|---|---|
| 10–30 กิโลวัตต์ | เชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก / เกษตรกรรม | พลังงานในแต่ละวัน, ความเป็นอิสระของแบตเตอรี่, โหลดมอเตอร์ |
| 30–100 กิโลวัตต์ | อุตสาหกรรมขนาดเล็ก / รีสอร์ท | โหลดสามเฟส, ความต้องการสูงสุด, การจัดการโหลด |
| 100–500 กิโลวัตต์ | เชิงพาณิชย์ขนาดกลาง / ทางอุตสาหกรรม | โหลดหลายกลุ่ม, เบสที่ใหญ่กว่า, ความซ้ำซ้อน |
| 500 กิโลวัตต์-1 เมกะวัตต์ | อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ / สิ่งอำนวยความสะดวกระยะไกล | คุณภาพไฟฟ้า, การป้องกัน, สถาปัตยกรรมที่ปรับขนาดได้, การวิเคราะห์โหลดโดยละเอียด |
ช่วงเหล่านี้เป็นหมวดหมู่การวางแผนมากกว่าการจำแนกประเภทอุตสาหกรรมที่เข้มงวด.
ตัวอย่างเช่น, ก 50 สิ่งอำนวยความสะดวกแบบ kW ที่มีมอเตอร์ขนาดใหญ่อาจสร้างข้อกำหนดอินเวอร์เตอร์ที่ซับซ้อนมากกว่า a 100 สิ่งอำนวยความสะดวกกิโลวัตต์พร้อมโหลดที่มั่นคง.
ดังนั้น, ความจุของระบบเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดความซับซ้อนของระบบ.
องค์ประกอบสำคัญของสถาปัตยกรรม Off-Grid เชิงพาณิชย์
โดยปกติระบบขนาดกลางจะประสานระบบย่อยหลายระบบ.
อาร์เรย์ PV พลังงานแสงอาทิตย์
แผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงหมุนเวียนหลัก.
ความจุควรสะท้อนถึงการบริโภคในแต่ละวัน, ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์, สภาพตามฤดูกาล, การสูญเสียระบบ, และพลังงานสำรองที่จำเป็น.
ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่
แบตเตอรี่จะเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งเมื่อการสร้าง PV ไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้.
ระยะเวลาการจัดเก็บควรเป็นไปตามกำหนดการปฏิบัติงานของไซต์และข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือมากกว่าระยะเวลาการสำรองข้อมูลคงที่หนึ่งช่วง.
อินเวอร์เตอร์แบบออฟกริด
อินเวอร์เตอร์จะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้งานได้ในขณะที่ประสานงานกับ PV, แบตเตอรี่, และโหลด.
สำหรับงานอุตสาหกรรม, ข้อกำหนดที่สำคัญได้แก่:
- เอาต์พุตสามเฟส
- อัตรากำลังต่อเนื่อง
- ความจุไฟกระชากระยะสั้น
- ความสามารถในการสตาร์ทมอเตอร์
- ประสิทธิภาพการโอเวอร์โหลด
- ลักษณะคุณภาพไฟฟ้า
- ฟังก์ชั่นการตรวจสอบและควบคุม
ระบบการจัดการพลังงาน
ระบบเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่สามารถใช้การจัดการพลังงานอัจฉริยะเพื่อประสานงานการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้, การชาร์จแบตเตอรี่, โหลดที่สำคัญ, และการรับน้ำหนักที่ยืดหยุ่น.
สิ่งนี้มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อความจุของระบบและความซับซ้อนของโหลดเพิ่มขึ้น.
เหตุใดการออกแบบระบบ Off-Grid เชิงพาณิชย์แบบกำหนดเองจึงมีความสำคัญ
มีมาตรฐาน พีวี + แบตเตอรี่ + อินเวอร์เตอร์ แพ็คเกจอาจเหมาะกับการใช้งานที่เรียบง่าย, แต่ไซต์เชิงพาณิชย์ไม่ค่อยมีโปรไฟล์ทางไฟฟ้าที่เหมือนกัน.
สิ่งอำนวยความสะดวกสองแห่งสามารถมีได้เหมือนกัน 200 โหลดสูงสุดกิโลวัตต์ ในขณะที่ต้องการสถาปัตยกรรมระบบที่แตกต่างกัน.
อาจให้บริการในช่วงเวลากลางวันเป็นหลัก. อีกอันหนึ่งอาจทำงานอย่างต่อเนื่อง.
อาจใช้โหลดต้านทานที่เสถียร. อีกเครื่องหนึ่งอาจใช้มอเตอร์ขนาดใหญ่หลายตัว.
อาจทนต่อการปลดภาระชั่วคราวได้. อีกประการหนึ่งอาจต้องใช้กำลังการผลิตอย่างต่อเนื่อง.
ด้วยเหตุนี้, กำหนดเอง ระบบสุริยะนอกกริดเชิงพาณิชย์ ควรเริ่มต้นด้วยการใช้งานจริง.
กระบวนการทางวิศวกรรมควรประเมิน:
- โปรไฟล์การโหลดรายวันและตามฤดูกาล
- ความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงสุดและเฉลี่ย
- โหลดที่สำคัญและยืดหยุ่น
- โหลดมอเตอร์และไฟกระชาก
- แหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ในท้องถิ่น
- ความเป็นอิสระของแบตเตอรี่ที่จำเป็น
- กำลังการผลิต PV และส่วนต่างพลังงาน
- ข้อกำหนดด้านพลังงานสามเฟส
- สถาปัตยกรรมการป้องกันและการควบคุม
- ข้อกำหนดในการขยายในอนาคต
วิธีปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ Off-Grid
การทำงานที่เชื่อถือได้ไม่ได้มาจากการติดตั้งอุปกรณ์ขนาดใหญ่เท่านั้น.
อาร์เรย์ PV, แบตเตอรี่, อินเวอร์เตอร์, และภาระต้องทำงานร่วมกัน.
จับคู่ความจุ PV กับโปรไฟล์พลังงาน
ความจุพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มเติมสามารถปรับปรุงความพร้อมของพลังงานในช่วงที่มีแสงอาทิตย์ต่ำ และสร้างโอกาสในการชาร์จแบตเตอรี่มากขึ้น.
อย่างไรก็ตาม, กำลังการผลิต PV ที่มากเกินไปอาจทำให้ต้นทุนเงินทุนเพิ่มขึ้นและลดขนาดลงได้.
การสร้างแบบจำลอง NREL PV-plus-storage แสดงให้เห็นว่า PV และความจุในการจัดเก็บเป็นการตัดสินใจในการออกแบบที่พึ่งพาซึ่งกันและกัน.
จับคู่ระยะเวลาแบตเตอรี่กับตารางการทำงาน
แบตเตอรี่สองชั่วโมงและแบตเตอรี่แปดชั่วโมงรองรับความต้องการในการใช้งานที่แตกต่างกันมาก.
ระยะเวลาในการเก็บรักษาจึงควรสะท้อนเมื่อโรงงานต้องการพลังงาน แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่ความจุ kWh ที่กำหนดเท่านั้น.
จับคู่กำลังของอินเวอร์เตอร์กับโหลดจริง
อินเวอร์เตอร์จะต้องรองรับความต้องการอย่างต่อเนื่องและจุดสูงสุดในระยะสั้น.
สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่ใช้มอเตอร์, ปั๊ม, คอมเพรสเซอร์, หรืออุปกรณ์กระแสไฟสตาร์ทสูงอื่นๆ, ควรประเมินประสิทธิภาพไฟกระชากในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเริ่มต้น.
การออกแบบเพื่อการขยายตัวในอนาคต
สิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์อาจเพิ่มการผลิตเมื่อเวลาผ่านไป.
สถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ช่วยให้ขยายกำลังการผลิต PV ได้ง่ายขึ้น, ที่เก็บแบตเตอรี่, หรือความจุของอินเวอร์เตอร์.
แนวทางนี้สามารถลดความเสี่ยงที่ระบบเดิมจะกลายเป็นข้อจำกัดสำหรับการดำเนินงานในอนาคต.
ประเด็นสำคัญสำหรับโครงการ Off-Grid เชิงพาณิชย์ขนาด 10kW–1MW
ก 10กิโลวัตต์ ถึง 1MW ระบบสุริยะนอกกริดเชิงพาณิชย์ ไม่ควรได้รับการออกแบบให้มีระดับอุปกรณ์ระดับเดียว.
สถาปัตยกรรมควรสะท้อนถึงความสัมพันธ์ระหว่าง:
การใช้พลังงาน + พลังสูงสุด + การสร้างพลังงานแสงอาทิตย์ + ความเป็นอิสระของแบตเตอรี่ + ความจุอินเวอร์เตอร์ + ลักษณะโหลด
แอปพลิเคชันที่แตกต่างกันสร้างลำดับความสำคัญในการออกแบบที่แตกต่างกัน.
โรงงานอาจต้องการกำลังการผลิตที่มั่นคงและความสามารถในการสตาร์ทมอเตอร์. ทุ่นระเบิดระยะไกลอาจให้ความสำคัญกับไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ภายใต้สภาพพื้นที่ที่ยากลำบาก. รีสอร์ทบนเกาะต้องรักษาสมดุลของ HVAC, เครื่องทำความเย็น, ระบบน้ำ, บริการแขก, และความต้องการข้ามคืน. โครงการทางการเกษตรอาจขึ้นอยู่กับการทำงานของปั๊มและความพร้อมของพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอย่างมาก.
หลักการออกแบบส่วนกลางนั้นตรงไปตรงมา:
ปรับขนาดระบบตามโหลด, ไม่อยู่ในแค็ตตาล็อกผลิตภัณฑ์.
สถาปัตยกรรมนอกกริดเชิงพาณิชย์ที่มีการประสานงานผสมผสานกำลังการผลิต PV, ที่เก็บแบตเตอรี่, ความสามารถของอินเวอร์เตอร์สามเฟส, และการจัดการพลังงานตามการใช้งานจริง.
สำหรับโครงการจาก 10กิโลวัตต์ ถึง 1MW, ข้อมูลอินพุตที่ต้องการควรรวมโปรไฟล์โหลดด้วย, ตารางการดำเนินงาน, โหลดที่สำคัญ, สภาพไซต์, และระยะเวลาการสำรองข้อมูลที่จำเป็น. ข้อมูลนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาสถาปัตยกรรมระบบเชิงปฏิบัติและการวางแผนการขยายในอนาคต.
เพิ่มความคิดเห็น