Офф-гринд амьдрахад ямар солар энергийн систем тохиромжтой?

Алс орших газар амьдрахад шаардлагатуйн энергийн хэрэгцээг нарийн тооцоол

Яагаад ачааллын профилирование нь чухал анхны алхам бө?

Дуусгүй хүчлійн хэрэгцээг нарийн тооцоолох нь аливаа нарны энергийн системд үл хүрэгдэшүйн шаардлага юм. Төвд бүхнээс тусгаарлагдаж амьдархын тулд системийг төлөвлөхдөө хүчлійн ачааллын профилийг тодорхойлох нь хамгийн чухал. Үүнд хоолойн хүчлійн хэрэгсэл, жишээ нь хөхлөг, доорх LED галзууд зэрэг бүх хүчлійн хэрэгсэл орж ирдэг. Ихэнх гэрт өдөрт 10–20 киловатт-цаг хүчлійн хэрэгцээ байдаг. Гэтэд, хараагүй хүчлійн харцуулалт («фантом» ачаалал) болон улирлын өөрчлөлтүүд тооцоонд төвөгтэй бүрдүүлдэг. Өвөл сард хүчлійн хэрэгцээ нь зун сард бүтээдэг хүчлійн хэмжээнд харьцуулан 30–40% илүү байдаг. Хүмүүс мөн хүчлійн хэрэгсэл «бүүрхүүлд» байх үед хэрэглэдэг хүчлійн харцуулалтыг ихдээ хаяж үлдээдэг, үүн дотроо тооцоонд 50%-иас илүү алдаа гарах нь ховор биш. Хүчлійн үнэнд хүрэгдэшүйн үнэлгээг хийхгүй үед цаг агаарын хүндрэл (жишээ нь, хадларын удаан үргэлжлэх нь) системд онцгой аюул үүсгэдэг. Хүчлійн систем хүчлійн хэрэгцээнд хүртэл бага бүтээдэг бол батарейн шаржлана хангалтгүй болж, үүн дотроо түрүүн цахилгааны дутагдал эсвэл батарейн үйлдлийн хугацаа хурдан дуусах нь үүсдэг.

Бодит нөхцөлд 20–30% хүчлійн хүчнүүрлэлттүүдийн нөхцөлд өдөрт киловатт-цаг тооцоолох арга

Бодит нөхцөлд үүсдэг үр ашиггүй бүрдүүлдэг хүчин зүйлсийг тооцож авахын тулд дараах алхамуудыг дага:

1. Хүчлійн хэрэгсэлд үнэлгээ өгөх дараалан үржүүлэх хэмжигдсэн хүчлэл (кламп метр эсвэл Kill A Watt төхөөрөмж ашиглан) × өдөрт ашиглаж буй цаг
2. Нийлбэр тооцоо ватт-цагаас киловатт-цагт хөрвүүлэх (1000-д хуваах)
3. Хүчлэлийн бүүрэлдэхүүнийг бүүрэлдэхүүн хорогдуулж тооцоолох хувиртагчийн алдагдалд (¼10%), батарейн дугуй-тулай үр дүнгүй бүүрэлдэхүүнд (¼15%), панелийн бохирдол, температурт холбоотой хорогдуулалт зэрэг шалтгаануудын улмаас 20–30% хязгаар нэмэх

Жишээ нь: Бодитоо 15 кВт·ц/өдөр шаардлага үлдээлт хийн 18–19,5 кВт·ц-р өсөж, түүн дээр тогтвортой наран цахилгааны систем болон батарейн банкны хэмжээг тодорхойлох үүрэг гүнзгий. Энэ нөөц нь цаг агаарын нөхцөл муудаж, панелуудын гаралт үеийн хамгийн хүнд цайвар бүрхүүлт улиралд 40–70%-иар бууралдаа саад тавихгүй.

Тогтвортой наран цахилгааны системийн үндсэн бүрдүүлэгчидийг сонгох

MPPT цэнхэрлэлтийн удирдагчдыг панелийн хүчдэл ба батарейн хими соёлтой тохируулах

MPPT цэнхэрлэлт удирдлагын төхөөрөмжүүд нь цахилгаан хураамжийн хавтасуудын хүчдлийг батарейн цэнхэрлэлтдөө шаардуулж, түүнийг хамгийн илүү ашиглаж өгдөг. Тусгаарласан цахилгаан систем бүүрдүүлэх үед цэнхэрлэлт удирдлагын төхөөрөмж сонгохдоо хоёр зүйл хамгийн чухал: төхөөрөмж нь цахилгаан хураамжийн хавтасуудаас ирж буй хүчдлэд тохиромжтой бөлгөвч, түүн дотор ялгаатай төрлийн батарейнуудыг зөв цэнхэрлэх уралдааныг мэддэг бөлгөвч. Төхөөрөмж нь хавтасуудын холбогдогүй үед үүсгэж буй хүчдлээс дор хаяж 20–30 хувь илүү хүчдлийг хүлээж чадах ёстой, учир нь температурын бууралт хүчдлийн үсрэлтийг үүсгэдөг. Тодорхой батарейн төрлийн хувьд зөв цэнхэрлэлт дарааллыг сонгох чухал бөлгөвч. Литий-төмөр-фосфат батарейнууд нь тогтмол гүйдэлд дараа нь нарийн тодорхой зогсоох цэгтүүдтэй хяналттой хүчдлийн бууралт шаарддаг, харин уламжлалт шингэн хар тугалмайн батарейнууд нь хүчдлийн их бүлгийн цэнхэрлэлт, шингэлт фаз, дараа нь хөнгөн хүчдлийн горим гэх мэт хэд хэдэн тодорхой цэнхэрлэлт үе шатыг дайран өнгөрөдөг. 2023 онд NREL-ийн сүүлд хийгдсэн туршилтуудаар үзүүлснэр, бүүрдүүлэлтдөө буруу хэмжээтний эсвэл буруу төрлийн удирдлагын төхөөрөмж ашиглах нь бүх боломжит энергийн ойролцоогоор 30 хувийг хаяж үлдээдөг. Юу нь худалдаж авахын өмнө төхөөрөмж нь батарейн хүчдлийн түвшинт (ихэвчлэн 12 вольт, 24 вольт эсвэл 48 вольт) ба үйлдвэрлэгчийн тодорхойлсон хамгийн их гүйдлийн үнэлгээттэй тохиромжтой бөлгөвч хоёуланг нь дахин шалгаж үзэх ёстой.

Хувиртагчийн хэмжээ ба төрөл: Түлхүүр шүүлтгүй цахилгааны хувиртагч ба гибрид хувиртагч түлхүүр шүүлтгүй цахилгааны системд

Инвертор сонгохдоо хүчин чадлын хэрэгцээ, цахилгаан долгионы хэлбэр ямар цэвэр, ямар ухаалаг шинж чанартай байх нь нарийн тэнцвэртэй байдаг. Ихэнх хүмүүс өдөржин ажилладаг жирийн зүйлсийг, тэр дундаа хүйтэн, гэрэл зэрэг зүйлийг, мөн нуурны насос, агаарын компрессор зэрэг зүйлсийн хүчдэлийн их хэмжээг зөв хэмжихээ мартдаг. Сайн дүрэм үү? Хамгийн их эрчим хүчний хэрэгцээг тооцоолол харуулж байгаагаас 25%-ийн нэмэлт хүчин чадлыг нэм. Цахилгаан эрчим хүчний чанартай холбоотой гаджетууддаа цэвэр синусын долгионы инвертор маш шаардлагатай. Эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, өөрчлөлттэй хурдны мотор, бүр шинэ тоног төхөөрөмжүүд. Эдгээр нэгжүүд нь цахилгаан сүлжээний эрчим хүчтэй бараг ижил төстэй эрчим хүч өгдөг бөгөөд гармоний урвалыг 3%-ээс доош байлгадаг. Энэ нь цаг хугацааны явцад эрчим хүч, стресстэй эд ангиудыг хохиролгүй болгодог. Гибрид загварууд ч гэсэн онцгой зүйл авдаг. Тэд аварийн генераторын тусламжтайгаар ажилладаг бөгөөд батарейн түвшин аюултай багассан үедээ автоматаар хөдөлгөөнд ордог. Зөвхөн дээд хэмжээний үзүүлэлтийг харахаас илүү үргэлж үргэлжлүүлэн эрчим хүчний үнэлгээг шалгана. 3 кВт-ын хибрид нь зөвхөн 2.4 кВт-ын цахилгаан эрчим хүчтэй байж болно. Мөн температурын нөлөөг ч үл харгалзан үз. Өрөөн халуун түвшинд хүрэх үед ихэнх инвертор бага эрчим хүч үйлдвэрлэж эхэлдэг. 25°C-ээс дээш хэмжээнд 1 хувь алдаж байна.

Урт хугацааны цахилгаан хангамжгүй ажиллахад тохиромжтой батарейн санах ойн төрлийг сонгох

Литий-төмөр-фосфат ба дүүрсэн хүхдүүр-хүчил: үйлдэх хугацаа, үр дүнтэй бүтээмж, нийт эзэмдэх үнэ

Батарейн химийн бүрдэл нь түүний хугацааны үнэншүүлэлт, ашиглалтын зардлын хэмжээг тодорхойлох үүрэг гүйцэтгэнэ. Жишээлбэл, литий-төмөр-фосфат (LiFePO4) батарейн тохиолдолд: түүний үйлдлийн хугацаа ихэвчлэн 10 жил ба түүнээс дээш, үр ашиглалтын коэффициент нь 95%–98% хооронд байдаг. Харин уламжлалт шингэн хүхэрт хүчилт (FLA) батарейн үйлдлийн хугацаа зөвхөн 3–7 жил, үр ашиглалтын коэффициент нь 70%–85% хооронд байдаг. Тийнхүү, LiFePO4 батарейн анхны үнэ илүү өндөр бөлгөөн, гэтэд LiFePO4 батарейн давуу тал нь түүнийг аюулгүйн хувьд 80%–90% хүртэл гүн цэнхэрлүүлж болохын харин FLA батарейн хувьд гүн цэнхэрлүүлэх хязгаар нь зөвхөн ойролцоогоор 50% байдаг. Энэ нь LiFePO4 батарей ашиглаж буй системд анхнаас нь суулгах ёстой батарейн багтаамж 30%–40% хүртэл багасгаж болохыг илтгэнэ. Мөн үүрдүүлэлтийн ажилд ч анхаарах шаардлагатай: FLA батарейн хувьд шингэн түүшлүүлэх үүрдүүлэлт шаардлагатай бөлгөөн, LiFePO4 батарейн хувьд ийм үүрдүүлэлт шаардлагагүй; мөн LiFePO4 батарей 5000-с илүү гүн цэнхэрлүүлэх циклд туршлагад үзүүрлүүлж болох. 2023 онд Ponemon Institute-ийн судалгааны үр дүнгээр, энергийн хадгалуур системүүдийн газардаж алдаа үүсгэх үед компаниуд дунджаар $740 000-н алдагдалд орж буй. Түүнээс шалтгаалан, зөвхөн зардлыг бүүрдүүлэх зорилгоор батарейн химийн бүрдлийг сонгох нь зөвхөн үнэд хүртэл хүрэх асуудал биш, харин үйл ажиллагааг тогтвортой, таашаалгүй зогсолтгүй явуулахын тулд ухаалаг хөрөнгө оруулалт хийх асуудал юм.

Автономитай ажиллахуйн хэмжээ: Багтаамж, цэнтгүйдүүлэх гүн, цаг агаарын нөхцөлүүдийн тэнцвэр

Батарейн систем нарны гэрэлгүйгээр хэр удаан ажиллах вэ гэдэг нь батарейн бие даасан байдал гэж нэрлэгддэг. Энэ нь бидний амьдарч буй газар ямар цаг агаартай нийцэх ёстой. Жилийн ихэнх хугацаанд нар багатай газар, жилийн улиралд Номхон далайн баруун хойд хэсгийн зарим хэсэг, эсвэл тогтмол муснуудтай газар гэх мэт газарт дизайнерууд 3-5 хоногийн автономийг зорьдог. Үндсэн нь иймэрхүү: өдөр тутмын хэрэгцээний киловат цагийг авч, автономитой байх шаардлагатай өдрийн тоог үржүүлж, дараа нь түлшний гүнт хувьгаар хувааж, ямар хэмжээний батарейн банк хэрэгтэй болохыг олох. Литий төмрийн фосфатын батарей нь усалгааны хүчилтэй батат батарейтай харьцуулахад илүү гүнтэй зарах чадвартай байдаг тул тэд бага хэмжээний банк хэрэгтэй болж, ижил хэмжээний захиалгын хүч чадлыг өгдөг. Гэхдээ температур? Энэ бол бас нэг том хүчин зүйл. Халуун дулаан нь мөсөн цэгээс доош унахад ашиглах хүчин чадлын хэмжээ 20-30%-ийн хооронд буурдаг. Хэрэв 30 градус дулаан орсон бол батарей нь хүлээгдэж байснаас илүү хурдан устаж эхэлнэ. Батарейн менежментийн сайн чанарын систем нь температурыг идэвхтэй хянах, тухайн үедээ хэр их эрчим хүч хэрэглэж байгааг хянах замаар эдгээр асуудлыг шийдэхэд тусалдаг. BATRIES-ийн талбайд хийсэн туршилт дээр дурдсанаар 15%-20% нэмэлт хүчин чадал нэмж өгөх нь нарны эрчим хүч багатай үед батарейн эрчим хүч хэтэрхий ихээр хусах нөхцөл байдлыг зайлсхийхэд тусалдаг. Энэ нь зөвхөн бүтэн системийг удаан эдэлдэг төдийгүй эрчим хүчний нөөц ихээхэн эрэлттэй байхад ч эрчим хүч тогтвортой байдаг.

Түгээмэл асуулт

Алс холын цахилгаан системд ачааллын профилирование гэж юу вэ?
Ачааллын профилирование нь бүх өртөөний хэрэгсэлүүдийн бүртгэл хийж, түүн дээр суурилан төдийн энергия хэрэгцээг нарийн тооцох процессыг ойлгож буй.

Цахилгааны тооцоонд хүчдлийн бүүрдүүлэлт (derating) яаж нөлөөлдөг?
Хүчдлийн бүүрдүүлэлт нь инвертерийн алдагдал, батарейн үр ашиггүй байдал, орчин нөхцөл зэрэг үр ашиггүй байдалд тулгуурлан хамгаалах хязгаар нэмж, илүү бодитой энергия хэрэгцээг тооцохыг хангаж буй.

Батарейн автономи гэж юу вэ?
Батарейн автономи нь наран гэрлээс үл хамааран батарейн систем хэр дүрт үйл ажиллагаа явуулж чадах хугацаа бөлгөөн, наран гэрлэт өдрүүд хязгаарлагдмүүд бөлгөөнд онцгой чухал.

Батарейн хими нь үнэ ба үр ашигт яаж нөлөөлдөг?
Литий-төмөр-фосфат батарейнүүд нь анхны үнэ өндөр бөлгөөнд харин урт үйл ажиллагааны хугацаа ба үр ашигт үл хамааран шингэн хүчилт хар төмөр батарейнүүдтэй харьцуулж илүү дээд үзүүлэлт үзүүлж буй.