מקרה לדוגמה לפתרון היברידי של טורבינות רוח וסולאריות של 140 קילוואט בממלכה המאוחדת

רקע הלקוח והדרישות שלו:

הלקוח הוא מאנגליה ובעל חברת רהיטים. במפעל שלו יש צריכה חשמלית גדולה במיוחד – 300 קילוואט-שעה ליום. כרגע, הלקוח כבר מתקין מערכת פאנלים סולריים מחוברת לרשת בגודל 40 קילוואט, אך ברור שמערכת זו אינה מספיקה כדי לספק את הצרכים החשמליים שלו. הרעיון הנוכחי של הלקוח הוא להתקין טורבינות רוח, פאנלים סולריים וסוללות לאגירת אנרגיה, על מנת ליצור מערכת היברידית של רוח וסולארית, אשר תאפשר ייצור עצמי וצריכה עצמית ברוב הזמנים. גם במהלך עונות גשמים ממושכות, המערכת תוכל להמשיך לפעול על ידי שימוש בחשמל מהרשת בלילה, כאשר המחיר נמוך יותר, ופריקת האנרגיה המאוחסנת ביום.

ניתוח

ראשית, בדקנו את מהירות הרוח של הלקוח בגובה 15 מטר. מהירות הרוח הממוצעת של הלקוח היא 6.5 מטר לשנייה, מה שמתאים במיוחד לטורבינות רוח. זה אומר שאנו יכולים לפעול לעיתים קרובות בקיבולת מלאה. לפיכך, אנו ממליצים להשתמש במערכת היברידית של רוח וסולארית. 20 קילו-ואט טורבינת רוח DK מצופה לייצר יותר מ-150 קילוואט-שעה ליום. ההערכה השמרנית היא שמערכת ייצור החשמל הנוכחית של הלקוח, בעוצמה של 40 קילוואט, מייצרת 35,000 קילוואט-שעה חשמל בשנה. לכן, ייצור החשמל היומי הוא כ-95 קילוואט-שעה. למה זה נמוך כל כך? הסיבה היא שבבריטניה יורד גשם כ-150 ימים בשנה, מה שגורם לייצור חשמל יומי בלתי מספיק. לפיכך, עלינו לדון בכך באופן קטגורי. כאשר קיימת טורבינה רוח קיימת בעוצמה של 20 קילוואט ותנאי אור שמש מתאימים, במהלך שמונה שעות העבודה ביום, טורבינת הרוח והפאנלים הסולריים בקיבולת 40 קילוואט צפויים לספק 170 קילוואט-שעה של אנרגיה. הפער הנותר של 130 קילוואט-שעה יכול להימשך מסוללות או מהרשת. אם יורד גשם, הפאנלים הסולריים בקיבולת 40 קילוואט לא יספקו כמעט אנרגיה. טורבינת הרוח תוכל לספק 40 קילוואט-שעה של אנרגיה במשך שמונה שעות, ולכן עדיין יש צורך באספקת 260 קילוואט-שעה נוספים מסוללות או מהרשת. אם תתרחש סיטואציה מיוחדת שבה יורד גשם וגם אין רוח, כל 300 קילוואט-שעה יסופקו מהסוללות או מהרשת.

בהתחשב בעומק ה descargar של הסוללה הלחץ הגבוה הוא 95%, קיבולת הסוללה חייבת להיות לפחות 315 קילוואט-שעה. הלקוח כבר תכנן לרכוש שתי סדרות של סוללות ליתיום בקיבולת 240 קילוואט-שעה, ולכן קיבולת הסוללה הזו מספיקה. לאחר מכן עלינו לחשב כיצד לטעון לחלוטין את סוללת ה-480 קילוואט-שעה בתנאי שזמין אור שמש, ולמזער ככל האפשר את הסבירות לקניית חשמל מהרשת. כמות החשמל שיוצרת טורבינת הרוח ב-24 שעות היא כ-150 קילוואט-שעה. לכן נותר מקום נוסף של 330 קילוואט-שעה. בהוספת ה-300 קילוואט-שעה הנצרכים ב-8 שעות, יש צורך במינימום של 120 קילוואט של פאנלים סולריים, ולכן יש להוסיף גם 80 קילוואט של פאנלים סולריים.

צריכת החשמל היומית הממוצעת של הלקוח היא 8 שעות ו-300 קילוואט-שעה. בהתחשב בגורמים כגון עומסים אינדוקטיביים, עוצמת הממיר צריכה להיות גדולה מ-60 קילוואט.

פתרון

לאחר האנליזה לעיל, התוכנית הראשונית שלנו היא להשתמש ב-140 קילוואט מערכת היברידית של רוח וסולר : טורבינה רוחית של 20 קילוואט DK, יחד עם פאנלים סולריים של 120 קילוואט, שני סוללות של 240 קילוואט-שעה, והמתמר של Solis S6-EH3P(75-125)K10-NV-YD-H. למתמר זה יש 10 יציאות קלט MPPT, ויציאת קלט אחת יכולה להתמודד עם קלט DC של 20 קילוואט. לכן, בקר הטורבינה הרוחית שלנו יכול להיות מחובר ישירות למתמר זה.

הלקוח אישר בחום את הפתרון הזה למערכת היברידית של רוח וסולארית של 140 קילוואט. עם זאת, בשל התקנות המקומיות והמגבלות של מיקום ההתקנה, הודיע לנו הלקוח כי הוא זקוק גם לפתרון מערכת סולארית טהורה כחלופה.

בשלב הבא נוכל לבצע חישובים למערכת פאנלים סולריים טהורה.