تأمل هذه المقالة في السماح للجميع بمعرفة كيفية بناء محطة طاقة كهروضوئية خارج الشبكة بنجاح من خلال لغة بسيطة وواضحة.

1. قيمة الأنظمة خارج الشبكة

من ملخص طويل المدى ، يعتمد النظام خارج الشبكة بشكل أساسي على نقاط البداية التالية:

(1) الأماكن التي لا توجد فيها وسيلة لاستخدام الكهرباء (الشبكة) ، مثل الجبال والقوارب والسيارات والبرية. هذا هو أكثر متطلبات النظام خارج الشبكة شيوعًا ؛ يرغب أكثر من 80٪ من المستخدمين في الحصول على إمدادات الطاقة من خلال أنظمة خارج الشبكة لأنه من غير الملائم استخدام الكهرباء الرئيسية.

(2) المناطق التي يوجد بها التيار الكهربائي ، ولكن غالبًا ما يحدث انقطاع للتيار الكهربائي بشكل غير منتظم. عندما يكون هناك انقطاع للتيار الكهربائي ، يمكن أن يستمر النظام الكهروضوئي خارج الشبكة في توفير الحمل لتلبية الطلب المستمر على الطاقة.

(3) يوجد كهرباء رئيسية ، لكن من المؤمل أن يتم تخفيض فاتورة الكهرباء من خلال نظام خارج الشبكة. لا يمكن للنظام خارج الشبكة شحن البطارية من خلال الوحدات الكهروضوئية فحسب ، بل يمكنه أيضًا شحن البطارية عن طريق ضبط طاقة المرافق عندما يكون المعدل منخفضًا ، ثم توفير الحمل عن طريق تفريغ البطارية عندما يكون المعدل مرتفعًا.

2. تكوين نظام نموذجي خارج الشبكة

مخطط نظام خارج الشبكة

الشكل أعلاه هو مخطط تكوين نظام نموذجي خارج الشبكة. هناك عدد قليل من الأشياء ملاحظة:

(1) يعني النظام غير المتصل بالشبكة أن مخرجات النظام لا تحتاج إلى أن تكون متصلاً بشبكة الكهرباء مثل النظام الكهروضوئي المتصل بالشبكة. ناتج نظام خارج الشبكة هو ما يوفر الحمل.

(2) يوفر النظام خارج الشبكة مصدر VF ، وهو ما يعادل دور شبكة الطاقة.

(3) المعدات الرئيسية في النظام خارج الشبكة هي: الوحدات الكهروضوئية ، والمحولات خارج الشبكة ، وحزم البطاريات ، وأجهزة التقاء ، وصناديق التوزيع ، والأحمال الكهربائية.

(4) يمكن أن يحتوي النظام غير المتصل بالشبكة الأكثر انسيابية على جزأين فقط: عاكس خارج الشبكة وحزمة بطارية.

/ 3 ، عملية تصميم النظام خارج الشبكة

(1) إنها عملية "مخصصة" لتأكيد الطلب على نظام خارج الشبكة ، لأنه في معظم الحالات تكون الأحمال التي يحتاجها المستخدمون المختلفون هي نفسها ، ومدة استهلاك الكهرباء مختلفة. الطريقة الصحيحة هي تأكيد المتطلبات أولاً: ما الأحمال التي سيتم إحضارها؟ ما هو حجم الحمولة؟ كم من الوقت تستخدمه في اليوم؟ ثم اكتشف حجم النظام الذي يجب بناؤه. على سبيل المثال ، يحتاج العميل في شمال الصين إلى بناء محطة طاقة خارج الشبكة ، والحمل الرئيسي هو منفاخ 3500 واط ، واستهلاك الطاقة 3 ساعات في اليوم ، والطاقة الاحتياطية تحتاج إلى يوم واحد فقط. من هذه المعلومات ، تبلغ طاقة الحمل 3.5 كيلو وات ، واستهلاك الطاقة يوميًا 10.5 كيلو وات في الساعة.

(2) اختيار الماكينة خارج الشبكة يتم تنفيذ جزء التحكم المبكر في النظام خارج الشبكة بواسطة جهاز التحكم MPPT + محول التيار المتردد / التيار المتردد. مع تطور التكنولوجيا ، يدافع المصنعون الرئيسيون حاليًا عن استخدام آلات التحكم والعاكس المتكاملة ، ويمكن استخدام جهاز واحد في نفس الوقت. تنفيذ وظائف مثل سلسلة Growatt's SPF ES للعاكسات خارج الشبكة.

بعد تأكيد الاحتياجات ، حان الوقت لاختيار العاكس المناسب خارج الشبكة. يجب أن يكون خرج الجهاز المحدد خارج الشبكة قادرًا على تغطية الطاقة المقدرة للحمل ، ومحاولة ترك بعض الهامش لجعل النظام أكثر موثوقية. خذ الحمل في الشكل أعلاه كمثال ، الطاقة المقدرة هي 3.5kW ، ويمكن اختيار آلة خارج الشبكة SPF 5000 ES ، وطاقة الخرج هي 5kW ، والتي يمكن أن تلبي مصدر الطاقة لهذا الحمل.

في إطار فرضية تغطية طاقة الحمل ، يعتمد عدد العاكسات المطلوبة على طلب الطاقة الاحتياطية ، وهو ما يسمى "الأيام الممطرة المستمرة". نظرًا لأن الكهرباء في النظام خارج الشبكة يتم توليدها بواسطة المكونات والآلة خارج الشبكة ، إذا كان الطلب على الطاقة الاحتياطية كبيرًا ، فقد لا تتمكن آلة واحدة خارج الشبكة ومكوناتها المتطابقة من توليدها ، لذا فهي بحاجة لتتضاعف.

(3) اختيار الوحدات الكهروضوئية طالما أنه نظام فلطائي ضوئي ، فإن مصدر الطاقة هو وحدات كهروضوئية (بالطبع ، النظام خارج الشبكة لديه أيضًا طاقة تجارية كمدخل). تتميز الآلة المحددة خارج الشبكة بسعة مكون مقبولة لها ، ويمكن تكوين المكونات مباشرة وفقًا لمواصفات الجهاز غير المتصل بالشبكة. باستخدام المكونات الحالية 182 السائدة من 550Wp * 8 ، تبلغ الطاقة المقدرة 4.4kWp ، ومتوسط ​​توليد الطاقة اليومي حوالي 16kWh. يمكن أيضًا أن تكون متطابقة أو حتى أكثر من اللازم ، ويجب أن تتطابق وفقًا للاحتياجات المحددة.

إن الوضع التسلسلي المتوازي للمكونات هو في الواقع نفس مبدأ العاكس المتصل بالشبكة. تحتوي سلسلة الآلة خارج الشبكة على أقصى قيمة مسموح بها لجهد الوصول ، والتي يمكن توصيلها في سلسلة وفقًا لمعلمات المكونات المحددة. الحد الأقصى لجهد الإدخال الكهروضوئي لجهاز SPF 5000ES خارج الشبكة هو 450 فولت ، ونطاق جهد MPPT هو 120 فولت ~ 430 فولت. إذا تم تحديد مكونات 550Wp ، يكون جهد الدائرة المفتوحة العام حوالي 49 فولت ، ويمكنك الضغط مباشرة على 8 قطع وسلسلة واحدة للاتصال بمنفذ الإدخال الكهروضوئي للجهاز خارج الشبكة. .

(4) اختيار البطارية تعد البطارية ميزة رئيسية للنظام خارج الشبكة والتي تختلف عن النظام المتصل بالشبكة. إنها منطقة تعديل النظام ، وإلا سيصبح النظام جزيرة.

عند اختيار البطارية ، فإنها لا تزال تعتمد على طلب المستخدم للكهرباء. انطلاقا من المثال أعلاه ، لدى العميل طلب طاقة احتياطي يبلغ 10.5 كيلو واط في الساعة ، أي إذا لم يكن هناك ضوء ، تحتاج البطارية إلى إطلاق 10.5 كيلو واط في الساعة من الكهرباء من خلال آلة خارج الشبكة لتلبية إمدادات الحمل.

ومع ذلك ، بغض النظر عن بطاريات الرصاص الحمضية أو بطاريات الليثيوم أيون ، هناك مفهوم أو خاصية لعمق التفريغ (DoD = عمق التفريغ) ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار. وهذا يعني أن الكهرباء المخزنة في البطارية لا يمكن إطلاقها بالكامل في كل مرة ، ولا يمكن إطلاق سوى جزء منها ، وإلا فسوف تتسبب في تلف البطارية وتتسبب في تعطل البطارية قبل الأوان.

يبلغ عمق تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية العامة حوالي 60٪ ، بينما يمكن أن يصل عمق تفريغ بطاريات الليثيوم إلى 90٪. عند اختيار سعة حزمة البطارية ، يؤثر عمق التفريغ أيضًا على السعة الإجمالية لحزمة البطارية. مع الأخذ في الاعتبار المثال أعلاه ، اختر بطارية الرصاص الحمضية ، حيث يتم حساب 10.5 كيلو وات في الساعة وفقًا لعمق التفريغ بنسبة 60٪ ، وإجمالي 10.5 كيلو وات في الساعة ÷ 0.6 = 17.5 كيلو وات في الساعة يجب تكوين حزم البطاريات. تشبه هذه البطاريات حاوية لتخزين الكهرباء المنبعثة من النظام. لأعلى وتحرير عندما يتطلب الحمل ذلك.

ليست هناك حاجة لحساب سعة أو مواصفات بطارية واحدة بشكل معقد للغاية. تتطلب الماكينة غير المتصلة بالشبكة 5kW تهيئة البطارية بمواصفات 200Ah أو أكثر. بمعرفة ذلك ، ما عليك سوى ضبط الرقم لتخصيص نفس سعة البطارية الإجمالية أو بالقرب منها.

في الوقت الحاضر ، المواصفات الرئيسية لبطاريات الرصاص الحمضية في السوق هي 2V / 6V / 12V. بشكل عام ، إذا تم تحديد مواصفات 12V ، فإن سعة البطارية هي 12V * 200Ah = 2400VAh = 2.4kWh ، والسعة الإجمالية 17.5kWh مقسمة على بطارية واحدة. السعة هي عدد كتل البطارية التي يجب تهيئتها ، 17.5 كيلو واط في الساعة ÷ 2.4 كيلو واط في الساعة = 7.2916 ... ، البطارية غير قابلة للتجزئة وتقريب وتكوين 8 كتل. يمكنك العودة والتحقق ، 8 كتل * 12V * 200Ah = 19200VAh = 19.2kWh ، والتي تلبي متطلبات طاقة التحميل الاحتياطية.

(5) قائمة المعدات الرئيسية قائمة الأنظمة المكونة بشكل عام خارج الشبكة هي كما يلي:

(6) عند الحاجة إلى آلات متوازية متعددة

هناك حالتان تتطلبان آلات متوازية متعددة:

(1) على الرغم من أن الحمولة ليست كبيرة ، إلا أن هناك آلة واحدة غير متصلة بالشبكة ، ولكن الطلب على الطاقة الاحتياطية كبير.

(2) قوة الحمل تتجاوز طاقة الخرج المقدرة لآلة واحدة خارج الشبكة.

تدعم الآلة غير المتصلة بالشبكة SPF 5000ES 2 إلى 6 آلات متوازية ، ويمكن للنظام تحقيق إنتاج 10kW ~ 30kW. بعد زيادة عدد الأجهزة غير المتصلة بالشبكة ، يجب أيضًا زيادة المكونات وفقًا لذلك ، خاصة بالنسبة للأنظمة ذات متطلبات طاقة احتياطية كبيرة ، لا يكفي فقط تكوين حزمة بطارية ذات سعة مناسبة ، ويمكن فقط إنشاء مكونات كافية الكهرباء وتخزين الكهرباء.