Gevallestudie van 'n 140 kW-wind- en sonskakelstelsel-oplossing in die VK

Agtergrond van die kliënt en vereistes:

Die kliënt is uit die VK en is die eienaar van ’n meubelmaatskappy. Sy fabriek het ’n baie groot elektrisiteitsverbruik van 300 kWh per dag. Tans het die kliënt reeds ’n 40 kW-netgekoppelde sonpaneelstelsel, maar dit is duidelik dat hierdie nie aan die kliënt se elektrisiteitsbehoeftes kan voldoen nie. Die kliënt se huidige plan is om windturbinies, sonpanele en energieopslagbatterye te installeer om ’n wind- en sonkraghibriedstelsel te vorm wat selfopwekking en selfverbruik vir die meeste tyd sal moontlik maak. Selfs tydens lang reënseisoene kan die stelsel ook gebruik word om goedkoper elektrisiteit snags vanaf die net te kry en gedurende die dag elektrisiteit te lewer.

Analise

Eerstens het ons die windspoed van die kliënt op ’n hoogte van 15 meter bepaal. Die kliënt se gemiddelde windspoed is 6,5 m/s, wat baie geskik vir windturbines is. Dit beteken dat ons dikwels by volle krag kan bedryf. Daarom stel ons ’n wind- en sonkraghibriedstelsel voor. Die 20 kW DK-windturbine word verwag om meer as 150 kWh per dag te genereer. Conservatief beraam, genereer die huidige 40 kW-kragopwekkingsstelsel van die kliënt 35 000 kWh elektrisiteit per jaar. Die daaglikse elektrisiteitsopwekking is dus ongeveer 95 kWh. Hoekom is dit so laag? Dit is omdat dit in die VK vir ongeveer 150 dae per jaar reën, wat tot onvoldoende daaglikse elektrisiteitsopwekking lei. Daarom moet ons dit kategories bespreek. Wanneer daar 'n bestaande 20 kW-windturbine en voldoende sonlig is, sal die windturbine en die 40 kW-solpanele tydens die 8-uur werksperiode gedurende die dag verwag word om 170 kWh energie te verskaf. Die oorblywende energie-tekort van 130 kWh kan uit batterye of die net verkry word. As dit reën, kan die 40 kW-solpanele basies nie energie verskaf nie. Die windturbine kan egter 40 kWh energie in 8 uur verskaf, dus moet nog steeds 260 kWh energie uit batterye of die net verkry word. Indien daar 'n spesiale situasie is waar daar beide reën en geen wind is, moet al die 300 kWh energie uit batterye of die net verkry word.

Aangesien die ontlaaiingsdiepte van die hoëdruk-battery 95% is, moet die batterykapasiteit ten minste 315 kWh wees. Die kliënt het reeds beplan om twee stelle 240-kWh-litiumbatterye te koop, dus is hierdie batterykapasiteit voldoende. Dan moet ons bereken hoe om die 480-kWh-battery volledig onder sonlig te laai en die waarskynlikheid om elektrisiteit vanaf die nasionale netwerk te koop, soveel moontlik te verminder. Die krag wat deur die windturbine in 24 uur gegenereer word, is ongeveer 150 kWh. Daar is dus nog 330 kWh beskikbaar. Met die byvoeging van die 300 kWh wat in 8 uur verbruik word, is ten minste 120 kW sonpanele nodig, dus is 'n addisionele 80 kW sonpanele ook nodig.

Die kliënt se gemiddelde daaglikse elektrisiteitsverbruik is 8 uur en 300 kWh. Aangesien faktore soos induktiewe lasse in ag geneem moet word, moet die omvormer se drywing groter as 60 kW wees.

Oplossing

Na bogenoemde analise is ons aanvanklike plan om 'n 140 kW te gebruik wind-solar hibridstelsel : 'n 20 kW DK-windturbine, tesame met 120 kW-solpanele, twee 240 kWh-batterye en Solis se omkeerder S6-EH3P(75-125)K10-NV-YD-H. Hierdie omkeerder het 10 MPPT-invoerpoorte, en een invoerpoort kan 'n 20 kW-DC-invoer hanteer. Daarom kan ons windturbinebeheerder ook direk aan hierdie omkeerder gekoppel word.

Die kliënt het hierdie oplossing vir die 140 kW-wind-/sonkrag-hibriedstelsel baie goedgekeur. Egter, as gevolg van plaaslike regulasies en die beperkings van die installasieplek, het die kliënt ons daarvan in kennis gestel dat hulle ook 'n suiwer fotovoltaïese stelseloplossing as alternatief benodig.

In die volgende fase kan ons berekeninge vir 'n suiwer sonpaneelstelsel doen.