Презентація прикладу промислової гібридної сонячної системи потужністю 50 кВт
I. Вимоги до справи
(A) Історія клієнта
Географічне положення: Розташований у промисловій зоні, де є доступ до електромережі, але промисловий об’єкт прагне підвищити енергетичну самодостатність і скоротити витрати на електроенергію. Приміщення заводу мають значну площу даху, що дозволяє встановити сонячні батареї.
Вимоги до енергоспоживання:
- Промислові процеси: Виробничі операції передбачають широкий спектр важкого обладнання. Наприклад, двигуни великомасштабної виробничої лінії споживають близько 20 - 30 кВт під час звичайної роботи, точні верстати з ЧПК споживають приблизно 10 - 15 кВт, а інше спеціалізоване обладнання також потребує значної потужності. Крім того, існує постійна потреба в електроенергії для освітлення різних робочих зон (приблизно 5 кВт), роботи систем вентиляції (приблизно 8 кВт) і підтримки офісного обладнання на заводі (приблизно 3 кВт).
- Сценарії пікового навантаження: Під час пікових етапів виробництва, таких як одночасна робота кількох машин для виконання термінових замовлень або ретельних перевірок контролю якості, потреба в електроенергії може зрости до 50 кВт або навіть вище протягом коротких інтервалів.
- Необхідність резервного живлення: Враховуючи критичний характер певних виробничих процесів, резервне джерело живлення є незамінним для забезпечення безперебійної роботи основного обладнання під час відключень мережі. Резервне джерело живлення має бути здатним підтримувати ключове обладнання та освітлення протягом мінімум кількох годин, щоб запобігти збоям у виробництві.
(B) Умови навколишнього середовища
Умови сонячного світла: Щороку в регіоні спостерігається помірний рівень сонячного освітлення. Середньорічна тривалість сонячного сяйва становить близько 5 годин на добу. Влітку сонячне світло відносно інтенсивніше, у середньому близько 6 - 7 годин на день, тоді як взимку воно зменшується приблизно до 3 - 4 годин на день. Бувають також періоди хмарного та похмурого неба, але загалом сонячну енергію все ще можна ефективно використовувати.
Кліматичні умови: Клімат помірний, характеризується чотирма різними сезонами. Сильні вітри, проливні дощі та навіть снігопади взимку є звичайним явищем. Отже, компоненти сонячної системи мають бути міцними та здатними протистояти різноманітним погодним умовам.
II. Рішення
(A) Вибір і встановлення сонячної панелі
Сонячна панель живлення: Для цієї промислової гібридної сонячної системи потужністю 50 кВт вибрано сонячні панелі виключно з монокристалічного кремнію. Монокристалічні панелі відомі своєю високою ефективністю, що дозволяє їм виробляти значну кількість енергії навіть у відносно обмеженому просторі. На південному даху фабрики встановлено монокристалічні панелі загальною потужністю 50 кВт. Кут нахилу панелей ретельно встановлюється відповідно до місцевої широти, як правило, в межах місцевої широти плюс 10 градусів - 15 градусів для оптимізації захоплення сонячного світла протягом року. Панелі надійно закріплені на міцних стійках, які розроблені таким чином, щоб витримувати сильні вітри та сейсмічні дії, забезпечуючи довговічність і стабільність.
(B) Конфігурація системи зберігання енергії
Вибір батареї: Літій-іонна батарея загальною ємністю 100 кВт/год використовується для системи накопичення енергії. Літій-іонні батареї пропонують високу щільність енергії, подовжений термін служби та чудову продуктивність як під час заряджання, так і під час розряджання. Вони володіють здатністю накопичувати достатню кількість енергії для виконання вимог щодо резервного живлення під час збоїв у електромережі, а також допомагають регулювати подачу електроенергії в періоди зниження сонячної генерації.
Система керування акумулятором (BMS): Встановлено розширений BMS для нагляду та контролю за акумулятором. Він здатний точно відстежувати напругу, струм, температуру та стан заряду кожного окремого елемента батареї, тим самим гарантуючи безпечну та ефективну роботу. BMS також забезпечує захист від надмірної зарядки, надмірної розрядки та перегріву, тим самим подовжуючи термін служби батареї.
(C) Вибір інвертора
Вибрано гібридний інвертор потужністю 50 кВт. Цей інвертор добре справляється з енергією постійного струму, що генерується сонячними панелями, і електроенергією постійного струму від акумуляторної батареї. Він може перетворювати постійний струм у змінний струм, який підходить для заводських машин та іншого електричного обладнання. Крім того, він може керувати заряджанням і розряджанням акумуляторної батареї залежно від наявності сонячної енергії та енергоспоживання заводу. Інвертор оснащений такими функціями, як відстеження точки максимальної потужності (MPPT) для оптимізації ефективності перетворення сонячної енергії та функції підключення до мережі, щоб повертати надлишкову потужність назад у мережу, коли це можливо.
(D) Електропроводка та захист системи
Електропроводка: для внутрішньої проводки сонячної системи використовуються високоякісні фотоелектричні кабелі. Ці кабелі демонструють чудову провідність та ізоляційні властивості, забезпечуючи ефективну передачу електроенергії. Електропроводка ретельно організована та прокладена, щоб мінімізувати втрати електроенергії та забезпечити безпеку.
захист: Для зовнішньої частини проводки використовуються водонепроникні, сонцезахисні та антикорозійні труби, щоб захистити кабелі від факторів навколишнього середовища. Для захисту системи від ударів блискавки також встановлені пристрої блискавкозахисту. У приміщенні встановлюється спеціальна розподільна коробка, оснащена автоматичними вимикачами та захистом від надструму для керування розподілом електроенергії та захисту електроприладів.
III. Вплив і значення випадку
(A) Вплив на життя користувачів
Енергонезалежність і надійність: Гібридна сонячна система надає заводу більш надійне джерело енергії. У сонячні проміжки часу сонячні батареї виробляють електроенергію, щоб задовольнити значну частину щоденного споживання електроенергії заводом, тим самим зменшуючи залежність від мережі. У разі відключення електроенергії або вночі система накопичення енергії активується, щоб забезпечити живленням важливе обладнання, забезпечуючи безперебійну роботу та підвищуючи загальну енергонезалежність заводу.
Економія коштів: Виробляючи власну електроенергію за допомогою сонячних панелей і використовуючи накопичену енергію в години пікового тарифу або коли мережа недоступна, фабрика може досягти істотного скорочення своїх рахунків за електроенергію. Крім того, у деяких регіонах подача надлишкової електроенергії назад у мережу може дозволити заводу отримати додатковий прибуток за допомогою програм чистого вимірювання.
(B) Екологічні та соціальні вигоди
Енергозбереження та скорочення викидів: Промислова гібридна сонячна система потужністю 50 кВт може щорічно виробляти значну кількість електроенергії. Виходячи з місцевих умов сонячного освітлення та ефективності системи, він може виробляти приблизно 60000 кВт-год електроенергії на рік. Це означає значне скорочення споживання викопного палива та пов’язаних з ним викидів вуглецю, тим самим сприяючи захисту навколишнього середовища та глобальним зусиллям по боротьбі зі зміною клімату.
Обізнаність і просування суспільства: Цей успішний випадок може слугувати взірцевою моделлю для інших фабрик у промисловій зоні та ширшої спільноти. Це може надихнути інші виробничі підприємства розглянути впровадження гібридних сонячних систем, сприяючи таким чином більш широкому впровадженню технологій чистої енергії. Це, у свою чергу, може позитивно вплинути на загальну екологічну стійкість громади.
(C) Просування технологій і розвиток промисловості
Перевірка та оптимізація технологій: Впровадження цієї промислової гібридної сонячної системи потужністю 50 кВт з монокристалічними панелями підтверджує доцільність і ефективність технології в контексті конкретного застосування. Завдяки безперервному моніторингу та аналізу даних продуктивність різних компонентів може бути оцінена та оптимізована, надаючи цінну інформацію для подальшого вдосконалення гібридних сонячних систем.
Розширення ринку та зростання промисловості: Подібні успішні випадки можуть підвищити довіру споживачів до гібридних сонячних систем, що призведе до збільшення ринкового попиту. Це, у свою чергу, може залучити більше інвестицій і талантів у галузь сонячної енергетики, стимулюючи її зростання та розвиток і, зрештою, сприяючи більш широкому впровадженню технологій чистої енергії в різних регіонах.