Ұлыбританиядағы 140 кВт-тық жел-күн сәулесі гибридті жүйесінің шешімі бойынша жағдайын зерттеу

Тұтынушының тарихы мен талаптары:

Тұтынушы Ұлыбританиядан келген, мебель компаниясының иесі. Оның зауыты электр энергиясын өте көп тұтынады — күніне 300 кВт·сағ. Қазір тұтынушыда 40 кВт қуатты желтоқсанға қосылған күн панельдері жүйесі бар, бірақ бұл оның электр энергиясына деген сұранысын қанағаттандыра алмайды. Тұтынушының қазіргі идеясы — жел қондырғыларын, күн панельдерін және энергия сақтау аккумуляторларын орнату арқылы желді-күн энергиясы аралас жүйесін құру, осылайша көпшілік уақытта өзінің электр энергиясын өндіріп, өзі пайдалануға болады. Сонымен қатар, ұзақ жаңбырлы маусымдарда да түнде арзанырақ электр энергиясын желтоқсаннан алуға, ал күндіз аккумулятордан электр энергиясын шығаруға болады.

Анализ

Біріншіден, біз клиенттің 15 метр биіктіктегі желдің жылдамдығын тексердік. Клиенттің орташа жел жылдамдығы 6,5 м/с, бұл жел турбиналары үшін өте қолайлы. Бұл турбиналардың жиі толық қуатта жұмыс істеуін білдіреді. Сондықтан біз жел-күн энергиясы гибридті жүйесін қолдануды ұсынамыз. 20 кВт DK жел турбинасы күніне 150 кВт·сағ-тан астам электр энергиясын өндіруі күтілуде. Сақтап есептегенде, қазіргі таңда клиенттің 40 кВт қуат өндіру жүйесі жылына 35 000 кВт·сағ электр энергиясын өндіреді. Сондықтан күндік электр энергиясының өндірілуі шамамен 95 кВт·сағ құрайды. Неге олай төмен? Себебі Ұлыбританияда жылына шамамен 150 күн жаңбыр жауады, сондықтан күндік электр энергиясының өндірілуі жеткіліксіз болады. Сондықтан біз оны санаттар бойынша талқылауымыз керек. Егер 20 кВт жел турбинасы бар болса және күн сәулесі жеткілікті болса, онда күндізгі 8 сағаттық жұмыс уақыты ішінде жел турбинасы мен 40 кВт күн энергиясын пайдаланатын панельдер 170 кВт·сағ энергия беруі күтіледі. Қалған 130 кВт·сағ энергия кемшілігін аккумуляторлардан немесе желіден алуға болады. Егер жаңбыр жауған жағдайда 40 кВт күн энергиясын пайдаланатын панельдер негізінде энергия бермейді. Ал жел турбинасы 8 сағат ішінде 40 кВт·сағ энергия береді, сондықтан 260 кВт·сағ энергияны аккумуляторлардан немесе желіден алу керек. Егер жаңбыр мен желсіздік бір уақытта болса, онда 300 кВт·сағ энергияның барлығы аккумуляторлардан немесе желіден алынады.

Жоғары қысымды аккумулятордың разрядталу тереңдігі 95% болғандықтан, аккумулятордың сыйымдылығы кемінде 315 кВт·сағ болуы керек. Тұтынушы 240 кВт·сағ литийлік аккумуляторлардан 2 комплект сатып алуға дайындалған, сондықтан бұл аккумулятор сыйымдылығы жеткілікті. Содан кейін күннің көрінуі кезінде 480 кВт·сағ аккумуляторды толық зарядтау әдісін есептеу керек және электр энергиясын желіден сатып алу ықтималдығын минималды деңгейге дейін азайту керек. Жел турбинасы 24 сағат ішінде шамамен 150 кВт·сағ электр энергиясы өндіреді. Сондықтан әлі 330 кВт·сағ орын қалған. 8 сағат ішінде 300 кВт·сағ тұтынылатындықтан, кемінде 120 кВт күн энергиясын пайдаланатын панельдер қажет, яғни қосымша 80 кВт күн энергиясын пайдаланатын панельдер де қажет.

Тұтынушының орташа тәуліктік электр энергиясын тұтынуы – 8 сағатта 300 кВт·сағ. Индуктивті жүктемелер сияқты факторларды ескере отырып, инвертордың қуаты 60 кВт-тан артық болуы керек.

Шешім

Жоғарыдағы талдаудан кейін біздің алғашқы жоспарымыз – 140 кВт қуатты инверторды пайдалану шамамен-солар гибрид системасы 20 кВт-тық DK жел турбинасы, сондай-ақ 120 кВт күн сәулесі панельдері, екі 240 кВт·сағ аккумуляторлары және Solis инверторы S6-EH3P(75-125)K10-NV-YD-H. Бұл инверторда 10 МРРТ кіріс порты бар, ал бір кіріс порты 20 кВт тұрақты ток кірісін өңдей алады. Сондықтан біздің жел турбинасының бақылаушысын да осы инверторға тікелей қосуға болады.

Тұтынушы 140 кВт жел-күн сәулесі гибридтік жүйесі үшін осы шешімді жоғары бағалады. Алайда, жергілікті нормативтік талаптар мен орнату орнының шектеулері себебінен тұтынушы бізге альтернативалық таза фотожарықтық жүйе шешімі де қажет екендігін хабарлады.

Келесі кезеңде біз таза күн сәулесі панельдері жүйесі үшін есептеулерді жүргізе аламыз.