Цахилгааны салхинд нарны энерги систем ажиллах боломжтой юу?

Яагаад ихэнх нарны энергийн системүүд цахилгааны хангалт алдагдахад зогсож байдаг вэ?

Торлуулсан нарны энергийн системүүд хэрхэн цахилгааны торлох системд хамаардаг вэ?

Цахилгааны торонд холбогдсон нарны хавтангууд нь зөв ажиллахын тулд торны давтамж, хүчдэлтэй тохирч байх ёстой. Эдгээр системүүд автономой буюу тусдаа суурилсан систем шиг дотоод аккумуляторгүй байдаг тул цахилгааны торны ажиллагаанд бүрэн хамааралтай байдаг. Хэрэв хаа нэгэнд цахилгааны доголдол гарвал торонд холбогдсон нарны энергийн системүүд автоматаар идэвхгүй болдог. Энэ нь техникийн асуудлаас болж биш, харин маш чухал аюулгүй байдлын арга хэмжээ юм. Систем идэвхгүй болсон цахилгааны шугамд цахилгаан буцаан өгөхөө больж, цахилгааны торонд засвар үйлчилгээ хийж буй ажилчид эсвэл бусад хүмүүст боломжит аюул учрахыг урьдчилан сэргийлдэг.

Аюулгүй байдлын механизм: Гэмтэл гарах үед инвертер яагаад автоматаар зогсдог вэ

Цахилгаан алдагдвал нарны инвертор нь тусгаарлалтын эсрэг хамгаалалтын хэрэгсэлээр автоматжуулж унтраадаг. Энэ нь одоо засвар хийж байгаа цахилгаан шугам сүлжээнд цахилгаан эрчим хүч орж ирэхгүй байх чухал аюулгүй байдлын арга хэмжээ юм. НЭК-аас энэ системийг тоосны тогтвортой байдлын асуудалтай холбоотой ямар нэгэн зүйл мэдрэгдсэн үедээ бараг шууд үйл ажиллагаа явуулахыг шаарддаг. Эрчим хүчний салбарт хийсэн судалгаагаар эдгээр протокол нь эрчим хүчний салбарт засвар хийж байх үедээ эрчим хүч эргэлтээр эргэж орж болзошгүй аюултай нөхцөл байдлын 90 орчим хувийг зогсоодог. Орчин үеийн ихэнх инвертор нь зөвхөн гол сүлжээний даралтын цахилгаан эрчим хүчний дохионоос дамжуулан ажилладаг. Энэ нь гэрэл унтрахад нэг хүн тусгай тоног төхөөрөмж суурилуулбал ердийн загвар нь ажиллахгүй гэсэн үг.

Бодит ертөнцөд нөлөөлөх: Бүс нутгийн дутагдал үед орон сууцны нарны үйл ажиллагааны тухай судалгаа

2020 онд Калифорнид гал түймэр ихээр гарч цахилгааны ханган нийлүүлэлт унахад бүхэлдээ цэвэр байсан тэнгэр дор ч гэсэн сүлжээнд нарны хялбаруудаар холбогдсон бараг бүх гэр бүлийн гэрт цахилгаан байхгүй болсон. Хангамжийн компаниудын тайлангийн мэдээгээр, эдгээр нарны системийн ихэнх нь цахилгааны сүлжээний хүчдэл багадаа таван минутын турш тогтвортой үлдэхэд л дахин ажиллах боломжтой байдаг. Энэ нь хоол хүнсээ хурдан эвдэрэхээс хамгаалах зориулалтаар хөргөгчийг ашиглах боломжгүй болсон хүмүүстэй зэрэгцээ, хүчилтөрөгчийн машин зэрэг анагаах ухааны тоног төхөөрөмжинд итгэлтэй байсан хүмүүс ямар ч нөөцийн цахилгаан хангамжгүй болохыг харуулсан. Энэ нь маш энгийн зүйл: ердийн нарны энергийн суурилуулалтууд нь ямар ч аврах үед итгэлтэй цахилгаан хангамжийг хангахаас илүү ерөнхий цахилгааны сүлжээг хамгаалах зорилгоор барьдаг.

Баттерейн хадгалалт: Цахилгааны хангалтын үед нарны энерги системийг ажиллуулах боломжийг олгоно

Энергийн хадгалалтгүйгээр нарны системийн хязгаарлалт

Цахилгааны гол сүлжээнд холбогдсон нарны энерги зарим систем нь аюулгүй байдлын дүрмийн дагуу цахилгааны сүлжээ унах үед автоматаар зогсож, техникийн ажилтнуудыг хамгаалдаг. 2023 оны NREL-ийн судалгаагаар цахилгааны сүлжээ унасны дараа 2 секундын дотор баттерейгүй 94% орон сууцны нарны энергийн төхөөрөмж ажиллахаа больсон байдаг. Энэ "арал болохийг сааруулах" онцлог нь нарны самбар ажиллаж байх эдгээр гэр бүлд хүртэл гэнэт цахилгаангүй болоход хүргэдэг.

Нарны баттерей цахилгааны сүлжээ унах үед резерв цахилгаан хангамжийг хэрхэн хангах вэ

Литий-ион цахилгаан хадгалах солироос үүдэлтэй нарны батерейнууд энэ асуудлыг сайн шийдвэрлэдэг тул өдөрт үүссэн нэмэлт цахилгааныг шөнө эсвэл цахилгааны хангамж алдагдсан үед ашиглах зориулалтаар хадгалдаг. Хэрэв гол цахилгааны хангамж унах үед эдгээр батерейн системүүд чухал зүйлсийг эхлээд ажиллуулахын тулд ажиллаж эхэлдэг. Өдөрт ойролцоогоор 1.5 киловатт цаг шаарддаг хөргөгч, өдөрт ойролцоогоор 0.3 кВт·ц шаарддаг эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, тасралтгүй ойролцоогоор 10 ваттыг хэрэглэдэг интернэт роутер гэх мэт зүйлсийг бодож үзээрэй. Систем нь ихэвчлэн хялбархан хугацаанд, ерөнхийдөө хэсэг секундын дотор нөөцийн цахилгаан хангамж руу шилждэг. Эрчим хүчний тэсвэрт чадлын судалгаа нь батерейг зөв хэмжээтэй болгох үед стандарт 5 кВт-ийн нарны системтэй ихэнх гэр бүлийн өрхүүд цахилгааны шугамтай холбогдохгүйгээр гурван хоног ба түүнээс дээш үндсэн үйлчилгээг хангаж чаддаг болохыг харуулсан.

Хамгийн сайн шийдэл: Tesla Powerwall болон бусад нарны энерги, цахилгаан хадгалалтын системүүд

Tesla-ийн Powerwall нь 13.5 кВтц багтаамж, 5 кВт-ийн тасралтгүй цахилгааны гаралттайгаар зах зээл дээр хямралгүй давамгайлах боловч LG RESU Prime (16 кВтц-ийг санал болгодог) шиг шинэ сонголтууд одоогоор UL-9540 баталгаажуулалтын стандартыг давж, хэрэглээнд орж эхэлсэн. Салбарын тоо мэдээнийг харвал, өнөөдрийн нарны энерги хадгалах системүүд гол сүлжээ унах үед 98% -ийн хувьд автоматаар шилжих чадвартай байдаг бол хуучин харимс-хүчиллэг баттереуд зөвхөн ойролцоогоор 72% л хүрдэг байв. Сүүлийн үеийн туршилтууд нь ихэнх системүүд гол сүлжээ унасны дараа зөвхөн 15 секундын дотор чухал цахилгааны 90% -ийг сэргээж чаддаг болохыг харуулсан. Энэ төрлийн найдвартай ажиллагаа нь цахилгааны хангамжийн тасралтад анхааралтай гэрийн төвүүдэд томоохон ялгаа гаргадаг.

Нарны энерги системийн тасралтгүй ажиллагааны өндөр түвшний инвертерийн технологи

Нарны энерги систем дэхь стандарт ба сүлжээний формтой инвертерүүд

Сүлжээнд холбогдсон нарны энерги ашигладаг энгийн инвертерүүд нь цахилгааны гол сүлжээний хүчдэл, давтамжийг зохимжтой түвшинд байлгахад ихэвчлэн хамаардаг. Хэрэв хаа нэгтээ цахилгааны хангамж тасарвал эдгээр стандарт инвертерүүд нь гэмтсэн дэд бүтцийг засварлах ажилчдыг хамгаалах зорилгоор аюулгүй байдлын хэмжээнд нийцэж автоматаар асаалт алдаж зогсоно. Жишээ нь UL 1741 стандартад дурдсан шиг гол сүлжээ унтрах үед бүх холболтыг таслах ёстой. Харин эсрэгээр, бид 'сүлжээ үүсгэгч инвертер' гэж нэрлэдэг төхөөрөмжүүд үүнээс ялгаатай ажилладаг. Эдгээр инвертерүүд нь хувиараа жижиг цахилгаан станц болон хувирч, хүчдэл ба давтамжийг гадны дохионы тусламжгүйгээр хянах боломжийг олгодог програм хангамжийн тусламжтайгаар микросүлжээг бий болгодог. Сүүлийн үеийн нарны технологийн судалгааны сэтгүүлүүдэд нийтлэгдсэн судалгааны мэдээллээр харахад ийм сүлжээ үүсгэгч системийн шинэ загварууд цахилгааны хангамж тасарсны дараа өөрсдөө ажиллаж эхлэх чадвартай болж, дахин цэнэглэх баттерейтэйгээ зөөлөн холбогдох боломжтой болсон. Энэ нь тодорхойлогдохуйцаар гэр бүлийн цахилгааны хангамжийг илүү тэсвэрт болгож байгаа хэдий ч одоогоор байгаа байшин дахь нарны хавтангийн ихэнх нь энэ боломжийг агуулдаггүй тул зардал нэмэгдэж байна. Эрчим хүчний яамнаас өнгөрсөн жил гаргасан статистик мэдээллээр үзэхэд нарны энергийг ашигладаг байшингийн ойролцоогоор 85 хувь нь жинхэнэ эрчим хүчний үл хамаарлын тулд шаардлагатай энэ онцлогийг хадгалдаггүй байна.

Арлуудад зориулсан системүүд: Цахилгаан хангамжийн алдагдал үед нарны энерги яаж тусдаа ажиллах вэ

Үндсэн цахилгааны торноос хамааралгүй ажиллах цахилгааны систем нь ямар нэгэн гэмтэл гарах үед түүнээс салж, чухал зүйлсийг асаалтанд байлган барихын тулд онцгой инвертер болон цэнэгийн эх үүсвэрийг хослуулдаг. Эдгээр системүүд торны холболтонд юу нэгэн буруутай байгааг мэдрэх үед релси дараалал нь одоо дуусаж буй цахилгааны шугамаас бие даан ажиллахад шилжинэ. Дараа нь нарны хялбаргуудаар үйлдвэрлэсэн цахилгааныг эдгээр нарийн хавсаргасан инвертерүүдийн тусламжтайгаар цэнэгийн эх үүсвэрт цэнэглэж, шаардлагатай цахилгаан хэрэгслийг ажиллуулна. Сайн үр дүн гаргахын тулд нарнаас үүсэх цахилгааны хэмжээг хуримтлуулагчид хадгалагдах хэмжээтэй тохируулах шаардлагатай. Ихэнх хүмүүс 5 кВт-ын нарны хялбаргын хувьд 10 кВтц-ын цэнэгийн эх үүсвэр нь ихэвчлэн өдөр бүр 12-24 цагийн хооронд үндсэн хэрэгцээг хангаж чаддаг байна. Цаашдаа гал түймэр, шуурга их давтамжтай болох тусам ийм системийг хэрэглэх нь ихэсэж байна. Өнгөрсөн жилийн Солир энерги судалгааны лабораторийн мэдээллээр, цахилгааны хангалт муутай байдаг бүс нутагт суурилуулсан шинэ нарны энерги зарлага бүрт 42% нь одоо энэ арлын онцлог шинжийг агуулдаг бол 2020 оны үед зөвхөн 18% байсан.

Гибридийн нарны систем: найдвартай байдлыг хангаж, цахилгааны сүлжээнээс үл хамаарах зорилгоор загварчлах

Сүлжээнд холболттой хослуулан цахилгааны бааруунд бэлэн нарны энерги болон системийн архитектурыг нэгтгэх

Гибридийн нарны системүүд нь ердийн торын холболт, баттерейн санах ой болон ухаалаг удирдлагыг нэгтгэж, цахилгаан тасарсан үед ч ажиллаж үлдэх боломжийг олгодог. Эдгээр нь бид энд тэнд хаа сайгүй хардаг стандарт торны холбогч системүүдтэй адил биш юм. Тэдэнд энерги удирдах систем (EMS) гэж нэрлэгдэх зүйл байдаг бөгөөд энэ нь ердийн цахилгаан, одоогийн үед үүсч буй нарны энергийн хэмжээ, мөн баттерейд хадгалагдаж буй цахилгааны хооронд шилжин ажилладаг. Жишээ нь хэн нэгэн нарны хавтанг литий-ион баттерейтай хамт суурилуулж, UL 1741 стандартад нийцсэн тусгай инвертер авч суурилуулсан тохиолдолд ийм систем цахилгааны гол торноос салж чадах бөгөөд цаашлаад чухал цахилгаан хэрэгслүүдийг ажиллуулж чадна. Өнгөрсөн жилийн сарангийн энерги хадгалалтын сүүлийн үеийн судалгааны тайлангийн мэдээллээр хэрэв бүх зүйл зөв тохируулж суурилуулсан бол ийм гибрид систем нь зөвхөн нарны хавтан бүхий, нөөц цахилгаан хангамжгүй системтэй харьцуулахад гэр бүлийн цахилгаан тасарах магадлалыг 92 хувиар бууруулдаг байна. Ийм төрлийн суурилуулалтанд ихэвчлэн шаардагдах үндсэн хэсгүүд дараах байдлаар байдаг:

• Хоёр чиглэлтэй инвертерүүд эрчим хүчний эхүүсийн хооронд урсгалттай шилжих боломжийг олгоно
• Өмнөх баттериийн удирдах урт хугацаагаар цахилгаан хангамж алдагдаж байх үед чухал хэлхээсүүдийг эрэмбэлэх
• Цахилгаан шугамын дэмжлэггүйгээр хүчдэлийг тогтворжуулах чадвартай цахилгаан шугамын дэмжлэггүйгээр хүчдэлийг тогтворжуулна

Тохиолдол судалгаа: Калифорни аймгийн гал түймрийн аюултай бүсэд гибрид нарны энерги суурилуулах

Сонома аймаг нь өнгөрсөн жил гал түлшний улмаас дархан хотын цахилгаан хангамжийн 14,000 цагийн дотор салбарсан үед энергийн тэсвэрт чадлын туршилтын талбай болсон. Энэ жилийн эхэнд Калифорни мужийн энерги комиссоос гаргасан мэдээллээр, гибрид нарны энерги суурилуулсан гэр бүлийн цахилгааны хаалт жил бүр торны системд бүрэн итгэсэн гэр бүлтэй харьцуулахад ойролцоогоор 83%-иар буурсан. Тэд судалж үзсэн нэгэн тодорхой байшин дээр анхаарлаа хандуулъя – тэнд 15 кВц-ын баттерейг 10 кВц-ын нарны хавтангуудтай хослуулан суурилуулсан. Нийтийн аюулгүй байдлын цахилгааны хаалт явагдах үед энэхүү систем хөргөгчийг ажиллуулж, шаардлагатай эмнэлгийн тоног төхөөрөмжийг цахилгаанаар хангаж, гурван хоногийн турш суурин холбоо харилцааг ч хадгалж чадсан. Тоо мэдээлэл ч гайхамшигтай юм: ингэсэн гибрид системүүд одоо гал түлшний өндөр эрсдэлтэй бүс нутагт байгуулагдаж буй бүх шинэ нарны энерги суурилуулалтын бараг хагасыг (ойролцоогоор 41%) эзлэж байна. Орон нутгийн засгийн газрууд шинэчилсэн барилгын стандартыг дэмжиж, даатгалын компаниуд нөөцийн цахилгааны хангамжтай байшинуудад илүү сайн тарифыг санал болгож байгаа нь ихэнх хүмүүсийн хувьд аюулгүй байдлын хувьд болон урт хугацааны хэмнэлтийн хувьд хоёр талт ашиг оруулах байдал болж байна.

Түгээмэл асуулт

Цахилгааны хангамжийн сүлжээнд цахилгааны дутагдал үед нарны энерги яагаад зогсдог вэ?

Сүлжээтэй холбогдсон нарны энерги систем нь цахилгааны ажилчидтай аюулгүй байхын тулд идэвхгүй цахилгааны шугамууд руу цахилгаан эргэн орж өгөхөөс сэргийлэхийн тулд цахилгааны дутагдал үед зогсож байдаг. Энэ нь анти-аралын хамгаалалт гэж нэрлэгддэг аюулгүй байдлын механизм замаар хийгддэг.

Нарны энергийн систем цахилгааны дутагдал үед үл хамааран ажиллах боломжтой юу?

Тийм ээ, сүлжээ үүсгэх инвертер ба цэнэгийн эх үүсвэртэй нарны энергийн системүүд цахилгааны дутагдал үед үл хамааран ажиллах боломжтой. Ийм системүүд микросүлжээ үүсгэж чаддаг тул гол сүлжээ унахад ч чухал хэрэгслүүдэд цахилгааны хангамжийг хангаж чадна.

Гибрид нарны энергийн системийн давуу тал юу вэ?

Гибрид нарны энергийн системүүд сүлжээтэй холболт, цэнэгийн эх үүсвэр болон ухаалаг удирдлагыг нэгтгэснээр цахилгааны дутагдал үед цахилгааны хангамжийг хадгалж чаддаг. Эдгээр системүүд ердийн сүлжээтэй холбогдсон системүүдтэй харьцуулахад илүү найдвартай, үл хамаарах байдаг.

Нарны цэнэгийн эх үүсвэрүүд хэрхэн нөөц цахилгааны хангамжийг хангаж өгөх вэ?

Нарны батерейнууд өдөрт үүссэн илүүдэл цахилгааныг шөнө эсвэл цахилгааны хангалт алдагдсан үед ашиглах зориулалтаар хадгалдаг. Цахилгааны гол хангамжийн систем унах үед тэд автоматаар ажиллаж, хөргөгч болон эмнэлгийн тоног төхөөрөмж зэрэг чухал зүйлсийг цахилгаанаар хангана.