EN
Яагаад зөвхөн нарны энерги уян хатан байдаг вэ
Өдөр-шөний мөчлөг ба цаг агаарын нөхцөлөөс хамаарсан үйлдвэрлэл нарны энергийн хүртээмжийг хязгаарладаг
Нарны самбарууд зөвхөн нарны гэрэл байх үед л ажилладаг тул нар жигтэйхэнд цахилгаан үйлдвэрлэлээ зогсоодог. Үйлдвэрлэсэн цахилгааны хэмжээ орой дунд өндөртэй байдаг ч орой болох тутам багасаж, хүмүүс дахин гэрэл, цахилгаан хэрэгслээ асаах үед шөнөдөө тэг болдог. Хаалавтар өдөрт нарны энергийн гарц нь цэвэр тэнгэртэй өдөртэй харьцуулахад хагасаас их буурч, муу цаг агаар нь бараг бүрэн зогсоох боломжтой. Экваторын хойд талаас нааш, өвөлд өдөр богиносож, нар бага өндөрт байрлах тул нарны энерги их багасдаг. Эдгээр хязгаарлалтуудын улмаас торны удирдлагууд бүх зүйлийг эв зоригтой ажиллуулахын тулд маш хурдан бусад цахилгааны эх үүсвэрүүдийг ашиглаж эхэлдэг бөгөөд энэ нь үйлчилгээний зардлыг нэмэгдүүлж, цахилгааны тогтвортой хангамжийг зөвхөн нарны энергид тулгуурлахыг маш найдвартай бус болгодог.
Фотогальваникийн физик: Нарны гэрэлгүй бол электроны урсгал байхгүй
Нарны самбар нь хагас дамжуулагч гэж нэрлэгддэг тусгай материал ашиглан нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргадаг. Гэрлийн бөөмс эдгээр нарны эсүүдийг ойртож тусах үед электроныг салгаж, цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг. Гэхдээ ийм гэрлийн бөөмс хангалтгүй байвал бүх систем бүрэн зогсоно. Жишээ нь, сарны гэрэл нь өдрийн гэрлийн зөвхөн аравны нэг хувь хэмжээний гэрэл л өгдөг тул шөнөдөө бараг цахилгаан үүсэхгүй. Мөн нарны самбарын зарим хэсэг бага зэрэг сүүдэрт орох үед ч гэсэн сонирхолтой зүйл гарч ирдэг. Ихэнх самбарууд цуваа холбогддог тул энэ жижиг сүүдэр нь бүх самбарын холбоосоор цахилгаан гүйдлийг зөв урсахаас саатуулж, хүлээгдэж буйгаас илүү их энергийн алдагдалд хүргэдэг. Эцэст нь нарны энерги нь тухайн үед самбаруудад хүрч буй нарны гэрлийн хэмжээнээс шууд хамаардаг гэсэн үг юм. Үүнээс үүдэлд нь цахилгаан хэрэгтэй үедээ байхын тулд бидэнд нөөцийн цахилгаан эх үүсвэр эсвэл энергийн хадгалалтын шийдэл хэрэгтэй болдог. Нарны технологийн ажиллах зарчимд үндэслэгдсэн энэ үндсэн асуудлыг зөвхөн илүү их самбар нэмэх замаар шийдвэрлэх боломжгүй.
Нарны энерги ба цахилгааны сав: 24 цагийн цахилгаан хангамжийн баталгаажсан зам
Лити-төмрийн фосфат (LFP) батерейнүүд нарны энергийн найдвартай өөрөө тэтгэх системийг хэрхэн хангамжлах вэ
LFP батерейнууд нь өдрийн цагт үүсэх илүүдэл цахилгааныг хадгалж, шөнө болон эсвэл тэнгэр сарайтай өдөрт ашиглах боломжийг олгох замаар нарны энергийг зөвхөн нар гарах үед л ашиглаж болох асуудлыг шийддэг. Эдгээр батерейг онцлох нь тэдгээр нь бусад литийн төрлийн нийлмэл бодисын адил хэт халж дамжуулахгүй байдаг төмрийн фосфатын найрлага юм. Иймээс тэдгээр нь гэр бүлд хамаагүй аюулгүй юм. Цэнэглэх, цэнэгээ алдах үеийн үр дүнтэй ажиллагаа нь ойролцоогоор 95% байх ба дахин солих шаардлагатай болохоос өмнө ойролцоогоор 6000 удаа бүрэн цэнэглэх мөчлөгийг тэсвэрлэж чадна. Энэ нь хуучин хар тугалган батерейнуудтай харьцуулахад ойролцоогоор гурван дахин илүү сайн юм. LFP элементүүдийг хурдан изэндүүрэхгүйгээрээ 90%-иас дээш хэмжээгээр цэнэгээ алдуулах боломжтой тул өрхийн гишүүд хадгалсан энергиныхаа бараг бүгдийг буцаан авдаг. Дотор нь суурилуулсан ухаалаг хяналтын системүүд хүчдэлийн түвшин, температурын өөрчлөлт, батерей хэр их цэнэгтэй байгааг хянах зэрэг зүйлсийг хянана. Эдгээр бүгд хүйтэн (-20°C) -оос халуун зуслангийн температур (60°C) хүртэлх экстремаль цаг агаарын нөхцөлд ч бүх зүйл гладко ажиллахад тусалдаг. Нарны самбаруудтай хослуулбал энэ төрлийн хадгалалтын систем нь нарны гэрэл хэд хоногийн турш тэнгэрийг бүрхэж буй сарнивчид байх үед ч өдөр тутамд торны цахилгаанаас бие даасан байх боломжийг өрхийн гишүүнд олгоно.
Бодит нөхцөл дэх ажиллагааны үзүүлэлт: Орон сууцны нарны энерги систем >98% торын гэмтлийн тэсвэрт чадалтай
Талбайд шалгагдсан нарны энерги + LFP системүүд зөв тохируулгатай үед байнга цахилгааны торын гэмтэлд дасан зохицох чадвараа 98%-иас дээш хадгалдаг. Калифорни мужийн 2023 оны агаарын мөрний үе явдалд ¥10 кВтц-ийн салбар хадгаламжтай гэр бүлийн гэрт хөнгөн цахилгаанжуулалт, эмнэлгийн багаж хэрэгсэл, гэрэлтүүлэг гэх мэт чухал ачааллыг 72 цагаас илүү хугацаагаар ажиллуулж, дунджаар 98,6% итгэмжлэгдсэн ажиллагаа хангасан. Энэ найдвартай ажиллагааны үндэс болсон гурван загварчлалын зарчим:
- Ачааллын тохироо : Эрчимтэй ачааллын хэсгийг (ихэвчлэн нийт гэр бүлийн ачааллын ¥50%) ялган тодорхойлох нь дахин цэнэглэх хугацааг илүү урт болгоно
- Гурван хоногийн өөрөө зохицуулах чадварын хэмжээ : Нарны энергийн системийг 30%-иар илүү том хийж, өдрийн хэрэглээгээс гурван дахин их хадгаламжтай хослуулах нь урт хугацааны гэмтэлд тэсвэртэй байх боломжийг олгоно
- Мөчлөг алдаагүй шилжилт : Цахилгааны тор гэмтэх үед автоматаар шилжүүлэгч төхөөрөмж (ATS) 20 миллисекундын дотор батерейн цахилгааныг идэвхжүүлдэг
Оюунлаг инвертерүүд нийт жилийн сүлжээнд хамаарах хэрэгцээг 92%-иар илүү бууруулж, нарны энергиэс хамаарах системийг нэмэлт эх үүсвэрээс анхдагч, шаардлагатай үед ашиглах боломжтой цахилгааны эх үүсвэр болгон хувиргадаг.
Өдөр шөнийн туршдаа тэсвэрт чадалтай нарны энергийн системийн хэмжээг тохируулах
Батерейн багтаамж, нарны хавтангийн гарц, чухал ачааллууд болон 3 хоногийн өөрөө даах чадварыг хооронд нь зохицуулах
Жинхэнэ 24 цагийн цахилгааны найдвартай байдлыг хангахын тулд хэд хэдэн хүчин зүйлсийг зөв тохируулах шаардлагатай: нарны хавтангийн хэмжээ, аккумуляторын төрөл болон хамгийн чухал нь гэр доторх бүх зүйл биш харин ямар жинхэнэ энерги хэрэгцээтэй байгааг тодорхойлох. Хамгийн түрүүнд цахилгаангүй болох боломжгүй юмсыг авч үзэх хэрэгтэй: хөргөгч ажиллаж байх, гэрэл шаардлагатай үед асаад байх, холбооны төхөөрөмжүүд ажиллаж байх, эмнэлгийн багаж хэрэгслүүд цахилгаантай байх ёстой. Ердийн нэг жишээг авч үзье, гэр бүлийн суурин үндсэн шаардлага хангахын тулд өдөрт ойролцоогоор 12 киловатт цаг энергийн хэрэгцээтэй гэж үзье. Цаашид нарны системийг байршлын нарны гэрэлтэй байх цагт тохируулан хэмжээг тогтооно. Жишээ нь, зарим газар өдөрт дунджаар 4 цагийн өндөртэй нарны гэрэлтэй байдаг гэж үзье. Энэ тооцоогоор ойролцоогоор 3.5 киловаттын хавтан шаардлагатай болох бөгөөд мөн жилийн турш бүх зүйл бүрэн сайн ажилладаггүй тул нэмэлтээр 20 хувийн нөөц нэмж өгөх нь зүйтэй. Одоо аккумуляторын талаар авч үзэхэд, ерөнхийдөө нарны гэрэлгүйгээр гурван бүтэн өдрийг даван туулахуйц цэнэгтэй байх шаардлагатай. Гэхдээ бодит байдлын алдагдлыг мартаж болохгүй. Хэрэв аккумуляторыг зөвхөн аюулгүй байдлаар 80 хувь хүртэл цэнэгээс ангилж болох бөгөөд цэнэглэх үеийн үр дүнтэй ажиллах чадвар нь бүрэн бус (ойролцоогоор 90%), тэгвэл 12кВт-цагийн өдөртөө шаардлагатай хэрэгцээ нь нийтдээ ойролцоогоор 50кВт-цагийн нийт санах ойн зай шаардлагатай болох юм. Нарны энерги үйлдвэрлэл нь нарны гэрэлтэй байх боломжтой цагт тохирч, аккумулятор нь аварга замналын үеийн хэрэгцээг хангадаг байх нь итгэлтэй самбарын систем эсвэл резерв цахилгаан хангамжийн шийдлийн үндсийг бүрдүүлдэг.
Системийн тохиргоо: Зөв цахилгаан эрчим хүчний архитектурыг сонгох
Гибрид инвертер нь яагаад чухал вэ — Сүлжээнд холбогдсон системүүд цахилгааны гэмтэл гарах үед ажиллахгүй
Ердийн торонд холбогдсон нарны энерги ашигладаг системүүд нь гол торны цахилгааны тасалдлын үед өөрсдөө хаагддаг. Үүнийг ухархаг арлалт гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь гэмтсэн шугамуудад цахилгаан буцахыг саатуулах зорилгоор хуулиар шаардагддаг. Асуудал нь юу вэ гэвэл нарны хавтан сайн ажиллаж, нар жаргалзаж байсан ч гэсэн байшин бүхэлдээ цахилгаанаа алдана. Ийм үед гибрид инвертер их тустай. Эдгээр онцлог системүүд нь ердийн нарны энергитэй хослуулан батерейн нөөцийг ашиглан автоматаар горимоо өөрчилдөг. Торонд цахилгаан тасарвал, систем бүрэн тусгаарлагдан, даруйдаа хадгалж авсан энергиэ ашиглах болно. Үүний дүнд хөргөгчийн температур тогтвортой үлдэх, гэрэл асацгаах, цахилгаан тасарсны дараа ч чухал анагаах ухааны тоног төхөөрөмжүүд ажиллаж үлдэнэ. 2023 оны Ponemon Institute-ийн судалгаагаар бизнесийн байгууллагууд цахилгааны тасалдлын бүрт дунджаар долоон зуун дөч мянга америкийн доллартай алдагддаг. Тиймээс цаашдын үйл ажиллагааг үргэлжлүүлэх шаардлагатай объектуудад ийм нөөцийн систем зайлшгүй шаардлагатай болсон бөгөөд зүгээр л байхад сайжруулах зүйл биш болсон. Гибрид системүүд ердийн системүүдээс өөр байдлаар нарны хавтан, батерей ба торны цахилгааны хооронд энерги яаж хуваарилагдахыг удирддаг. Эхлээд үйл ажиллагааг тусгаарлаж явуулахыг эхлээд анхаарч, дараа нь урт хугацааны үр ашгийг тооцож, ирээдүйн асуудлуудаас урьдчилан сэргийлэх нэмэлт хамгаалалтыг бий болгодог.
Түгээмэл асуултууд
Яагаад зөвхөн нарны энергийг найдвартай гэж үздэггүй вэ?
Нарны энерги нь өдөр шөнийн мөчлөг болон цаг агаарын нөхцөлд хамааран тогтмол бус байдаг тул үндсэндээ түүнд хамааралтай байдаг. Энэхүү хувьсах чанар нь цахилгааныг дахин нөхөх системгүйгээр тогтмол цэнэгийг нийлүүлэх боломжгүй болгоно.
LFP батерейнууд нарны энергийн найдвартай байдлыг хэрхэн сайжруулах вэ?
LFP батерейнууд нарны илүүдэл энергийг хуримтлуулж, нарны гэрэл орохгүй үед ашиглах боломжийг олгоно. Эдгээр нь өндөр үр дүнтэй, урт насны амьдралтай бөгөөд шөнө болон бороотой өдрүүдэд ч гэсэн тасралтгүй цахилгаан хангамжийг хангана.
Нарны энерги системд 'ачааллыг тохируулах' гэж юу вэ?
'Ачааллыг тохируулах' гэдэг нь торны салгалтын үед системийн тэсвэрт чадлыг сайжруулахын тулд үндсэн хэрэглээний хэлхээг эхэлж ашиглахыг хэлнэ.
Яагаад нарны энерги системд хольсон инвертерүүд шаардлагатай вэ?
Хольсон инвертерүүд нь торны салгалтын үед автоматаар батерей рүү шилжих замаар нарны системийг тусдаа ажиллах боломжийг олгох бөгөөд цахилгааны тасралтгүй хангамжийг хангана.