Файл: Разработка автономной солнечной электростанции для питания слаботочных систем освещения.pdf
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 135
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В режиме сетевого инвертора
Входные характеристики солнечных батарей
Номинальное
/
Максимальное напряжение
720 В (DС) / 900 В (DС)
Минимальное напряжение
320 В
64
Диапазон работы MPPT контроллера 400 - 800 В
Количество MPPT контроллеров
2 / 2 x 18,6 A
Продолжение таблицы 3.6
Название свойства
Значение свойства
Выходная сеть
Номинальное выходное напряжение 230 В (АС) (P-N) на фазу
Диапазон выходного напряжения
170 - 280 В (АС) (P-P) на фазу
Номинальная сила тока на выходе
14,5 А на фазу
Коэффициент мощности
> 0,99
Эффективность
Максимальный коэффициент преоб- разования (DС/AC)
96%
В режиме автономного инвертора
AC Вход
Минимальное напряжение
120-140 В (АС) на фазу
Диапазон входного напряжения
170 -280 В (АС) на фазу
Максимальный входной ток
40 А
Входные характеристики солнечных батарей
Максимальное напряжение DC
900 В
Диапазон работы MPPT контроллера 400 - 800 В
Количество MPPT контроллеров
2 / 2 x 18,6 A
Выходные характеристики в режиме работы от аккумуляторов
Номинальное выходное напряжение 230 В(АС) (P-N) / 400 В(АС) (P-P)
Форма выходного сигнала
Чистый синус
Коэффициент преобразования из по- стоянного тока в переменный (max)
91%
В режиме гибридного инвертора
65
Входные характеристики солнечных батарей
Номинальное
/
Максимальное напряжение
720 В (DС) / 900 В (DС)
Продолжение таблицы 3.6
Название свойства
Значение свойства
Минимальное напряжение
320 В
Диапазон работы MPPT контроллера 400 - 800 В
Количество MPPT контроллеров
2 / 2 x 18,6 A
АС Выход
Номинальное выходное напряжение 230 В(АС) (P-N) / 400 В(АС) (P-P)
Диапазон входного напряжения
184 - 264,5 В (АС) на фазу
Максимальный входной ток
14,5 на фазу
AC Вход
Минимальное напряжение
120-140 В (АС) на фазу
Диапазон входного напряжения
170 -280 В (АС) на фазу
Максимальный входной ток
40 А
АКБ
Зарядный ток
20 - 400А (120А по умолчанию)
Номинальное напряжение
48 В
Размеры, вес:
Длина
500 мм
Высота
622мм
Ширина
167,5 мм
Вес
90 кг
Цена за 1 шт.
241 000 руб
66
3.1.5 Выбор и расчет параметров аккумуляторной батареи
В устройстве автономной солнечной электростанции самым узким ме- стом является – устройство для хранения энергии. Срок службы многих АКБ не более 7 лет при постоянных циклах заряда - разряда. Возможно, что бу- дущем от аккумуляторных батарей можно будет перейти к ионисторам. Это существенно снизит срок окупаемости устройства.
Для данной солнечной электростанции выбран: гелиевый тяговый ак- кумулятор SunStonePower MLG 200Ач 12В серии MLG (рисунок 3.12) заре- комендовал себя как надежный аккумулятор для систем резервного электро- снабжения и для работы в системах электропитания на солнечных батареях.
Силикагель используют в гелиевых АКБ. Он является сепаратором между свинцовыми пластинами. Его засыпают в пустоты между пластинами [55].
Рисунок 3.12 – Гелиевая АКБ SunStonePower MLG 200Ач 12В
Аккумуляторные батареи SunStonePowerсерии MLG могут работать циклически или буферно.
Сферы применения: солнечные электростанции; ветряные электростанции; источники бесперебойного питания; телекоммуникационное оборудование; другие области применения.
67
Срок службы аккумуляторов SunStonePowerсерии MLG в буферном режиме 12 лет. Фактический срок службы аккумуляторной батареи зависит от многих параметров, температуры эксплуатации, глубины разряда, токов заряда и т.д.
Особенности и преимущества аккумуляторов SunStonePower:
Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозмож- на.
Предназначен для глубоких разрядов.
Не нужно добавлять воду.
Можно перевозить любым транспортом.
Эксплуатация в любом положении.
Высокая плотность энергии за счет легирования кальцием свинцовых пластин.
Низкий уровень саморазряда.
На рисунке 3.13 представлена зависимость циклов разряда АКБ от глу- бины разряда.
Рисунок 3.13 – Зависимость циклов разряда от глубины разряда гелие- вой АКБ SunStonePower MLG 200Ач 12В
На рисунке 3.14 представлена емкости АКБ от температуры окружаю- щей среды.
68
Основные параметры гелиевой АКБ SunStone Power MLG 200Ah 12V внесены в таблицу 3.7.
Рисунок 3.14 – Зависимость емкости гелиевой АКБ SunStonePower MLG
200Ач 12В в зависимости от температуры окружающей среды
Таблица 3.7 - Основные параметры гелиевой АКБ SunStone Power MLG
200Ah 12V
Название параметра
Значение параметра
Напряжение
12 В
Емкость
200 Ач
Фактическая емкость при 10-ти часовом цикле разряда
210 Ач
Толщина плюсовых пластин
2,9 мм
Толщина минусовых пластин
2,1 мм
Клеммы болт М8
Срок службы: буферный режим
12 лет циклический режим при 30% глубине разряда
2000 циклов разря- да/заряда
В циклическом режиме при 50% глубине разряда
1100 циклов разря-
69 да/заряда
В циклическом режиме при 100% глубине разря- да
450 циклов разря- да/заряда
Продолжение таблицы 3.7
Температурные режимы:
Хранение от -15°С до +40°С
Заряд от 0°С до +40°С
Разряд от -15°С до +50°С
Емкость при температуре + 25 °С
200 Ач
Емкость при температуре + 10 °С
190 Ач
Емкость при температуре 0 °С
180 Ач
Емкость при температуре - 10 °С
160 Ач
Емкость при температуре - 20 °С
140 Ач
Параметры заряда, разряда:
Заряд постоянным напряжением (25°C)
Циклический режим
14.4-14.8В
Буферный режим
13.5-13.8В
Максимальное напряжение заряда
14,8 В
Минимальное напряжение заряда
10,6 В
Максимальный ток заряда
60 А
Максимальный ток разряда
2000 А ( 5 сек )
Внутреннее сопротивление
3 мОм
Габариты, вес:
Длинна
522 мм
Ширина
240 мм
Выстота
218 мм
Вес
61,8 кг
Цена за 1 шт
25 960 руб
70
Гелиевую АКБ нельзя держать в разряженном состоянии. Это приводит к сульфатации и снижению емкости батареи.
АКБ лучше брать с запасом емкости, т.к. гелиевая АКБ не любит пол- ный разряд. Так же срок службы АКБ зависит от окружающей температуры.
Прямые солнечные лучи, температура выше более 35 0
C может привести к высыханию электролита. Это в свою очередь снижает емкость аккумулятора.
3.1.6 Компоновка
Солнечные панели могут по той или иной причине оказаться в тени. В этом случае они становятся нагрузкой. Чтобы этого избежать, нужно под- ключить байпас к каждой панели (рисунок 3.15). Обычно такие диоды уже встроены в солнечную панель.
Схема содержит блокирующие - диоды Шоттки. Они блокируют влия- ние по-разному освещенных блоков и шунтируют солнечную панель, которая начала работать в режиме нагрузки.
Использование диодов Шоттки позволяет получить с солнечных пане- лей больше энергии, т.к. в открытом состоянии на них падает напряжение всего лишь 0,3-0,4 В.
Для работы солнечной электростанции нужно 80 солнечных панелей. В схеме используется 2 гибридных инвертора. У каждого инвертора есть 2 вхо- да для солнечных панелей. 40 солнечных панелей можно подключить к од- ному входу или по 20 к двум. Будем использовать по 2 входа гибридного ин- вертора.
Согласно таблице 3.1 напряжение холостого хода солнечной панели –
46,1 В, напряжение на нагрузке 38,0 В. Ток нагрузки 8,82А. При условии прямого направления панели на солнце.
Согласно таблице 3.6 в режиме гибридного инвертора диапазон работы
MPPT контроллера находится от 400 до 800 В, ток каждого входа 18,6 А.
Получается, что 20 последовательно подключенных солнечных пане- лей, выдающих под нагрузкой 38,0 В будут выдавать:
71
В
(3.7) где V – напряжение на выходе под нагрузкой одной солнечной панели;
N – количество солнечных панелей.
Рисунок 3.15 – Схема соединения солнечных панелей с блокирующими диодами и байпасом
Получается, что на вход гибридного инвертора на каждый вход будет подаваться максимальное напряжение 760 В и максимальный ток 8,82 А ри- сунок 3.16. При условии прямого направления панели на солнце.
Согласно таблице 3.6 для заряда аккумуляторов нужны аккумуляторы на номинальное напряжение 48 В с максимальными током заряда 20 – 400 А.
Согласно таблице 3.7. Номинальное напряжение АКБ – 12 В. Для по- лучения напряжения в 48 В, необходим аккумуляторы соединить последова- тельно группами по 4 шт.
Согласно формуле 3.3 необходимое количество энергии для заряда –
200 000 Вт∙ч. Рассчитаем необходимую емкость эквивалентной аккумулятор- ной батареи:
72
А∙ч
(3.8)
Найдем количество необходимых аккумуляторов емкость 200 А∙ч, округлив число в большую сторону. При этом будем учитывать, что для по- лучения напряжения 48 В аккумуляторы подключены последовательно по 4 шт: шт
(3.9)
73
Контроллер заряда АКБ
Контроллер заряда АКБ
+ +
-
-
+
+
-
-
Рисунок 3.16 – Подключение солнечных полей 4х20 шт к контроллерам заря- да АКБ
Данное количество АКБ будет выдавать требуемую энергию 200 000
Вт∙ч при условии полного разряда. Производитель не рекомендует разряжать
АКБ сильнее, чем на 30%. Тогда конечное количество АКБ с учетом данной рекомендации, кратное четырем:
74 шт
(3.10)
Получается сборка из 120 АКБ, в которой 30 блоков АКБ, соединенных параллельно. В каждом таком блоке 4 АКБ, соединенных последовательно.
В результате, объединив все компоненты мы получаем установку с ос- новными параметрами, внесенными в таблицу 3.8.
Таблица 3.8 – Основные характеристики солнечной электростанции
Блок
Количество,
шт
Цена за
1 шт,
руб
Параметры блока
Солнечные пане- ли NEOSUM NS-
335PP
80 15 255 Мощность - 235 Вт
Напряжение холостого хода – 46,1 В
Напряжение под нагрузкой – 38,0 В
Ток – 8,82 А
КПД – 17,4%
Гибридный трех- фазный инвертор
SILA PRO 10кВт
2 241 000
Входные характеристики солнеч-
ных батарей в режиме гибридного
инвертора.
Номинальное/Максимальное напря- жение - 720 В (DС) / 900 В (DС)
Минимальное напряжение – 320 В
Диапазон работы MPPT контроллера
– 400-800 В
Продолжение таблицы 3.8
Количество MPPT контроллеров - 2 / 2 x 18,6
A
Выходные характеристики в режиме ра-
боты от аккумуляторов
75
Номинальное выходное напряжение - 230
В(АС) (однофазный режим) / 400 В(АС)
(трехфазный режим)
Максимальный коэффициент преобразования
(DС/AC) - 91%
Аккумуляторы
Номинальное напряжение - 48В
Максимальный ток заряда - 20-400А
Гелиевый АКБ Sun-
Stone
Power
MLG
200Ah 12V
120 25 960
Напряжение – 12 В
Емкость – 200 Ач
В циклическом режиме при 30% глубине раз- ряда – 2000 циклов разряда / заряда
После подсчетов получилось:
Солнечные панели – 122 000 рублей;
Гибридный трехфазный инвертор SILA PRO 10кВт - 482 000 рублей;
Гелиевый АКБ SunStone Power MLG 200Ah 12V – 3 115 200 рублей
Итого на основные элементы солнечной электростанции необходимо:
3 719 200 рублей. лет
(3.11) где Sum – стоимость комплектующих солнечной электростанции;
С – стоимость электроэнергии за 1 кВт∙ч;
W – энергия, вырабатываемая в сутки, кВт∙ч;
K – количество солнечных дней.
3.2
Выводы по третьему разделу
Резервный источник питания необходим во время отсутствия электро- снабжения. Одно из решений – солнечная электростанция с АКБ, выполня- ющая роль хранения резервной энергии.
76
Автономная гибридная солнечная электростанция позволяет использо- вать энергию солнца максимально-полезно. Она может подмешивать энер- гию в сеть и запасать энергию в АКБ. Вся энергия от солнца будет куда- нибудь использована.
Работа над диссертацией привела к поиску решений во всем мире. В результате при разработке солнечной электростанции были использованы ак- туальные решения.
После анализа существующих решений были выбраны.
Солнечная панель поликристаллическая марки NEOSUM
TM
Standart 72
– NS-335PP. Она позволяет преобразовывать не только прямой, но и рассеян- ный свет. Для этого панель необходимо установить под углом вертикально.
Такое расположение панели исключает присутствие снега на ней в зимнее время суток.
При разработке солнечной электростанции были выявлены зависимо- сти и закономерности, подтвердившие возможность установки устройства в средней полосе в Самарской области, г. Тольятти.
Для исключения паразитного воздействия панелей друг на друга при разной степени освещенности, необходимо подключать обратные диоды – байпасы и блокирующие диоды. При отсутствии данного решения, плохо освещенные панели будут вести себя, как нагрузка, потребляя энергию.
Солнечные панели направлены на солнце так, чтобы максимально пре- образовывать энергию и зимой и летом от прямого света, так и от рассеянно- го света.
При разработке электростанции был выбран инвертор с МРРТ кон- троллером. МРРТ контроллер позволяет получить до 2,5 раз больше энергии с солнечной панели.
Благодаря наличию АКБ гибридная СЭС менее зависима от источника центрального электроснабжения. Такие СЭС применяют преимущественно как часть системы бесперебойного питания там, где центральное электро- снабжение недостаточно или нестабильно.
Входные характеристики солнечных батарей
Номинальное
/
Максимальное напряжение
720 В (DС) / 900 В (DС)
Минимальное напряжение
320 В
64
Диапазон работы MPPT контроллера 400 - 800 В
Количество MPPT контроллеров
2 / 2 x 18,6 A
Продолжение таблицы 3.6
Название свойства
Значение свойства
Выходная сеть
Номинальное выходное напряжение 230 В (АС) (P-N) на фазу
Диапазон выходного напряжения
170 - 280 В (АС) (P-P) на фазу
Номинальная сила тока на выходе
14,5 А на фазу
Коэффициент мощности
> 0,99
Эффективность
Максимальный коэффициент преоб- разования (DС/AC)
96%
В режиме автономного инвертора
AC Вход
Минимальное напряжение
120-140 В (АС) на фазу
Диапазон входного напряжения
170 -280 В (АС) на фазу
Максимальный входной ток
40 А
Входные характеристики солнечных батарей
Максимальное напряжение DC
900 В
Диапазон работы MPPT контроллера 400 - 800 В
Количество MPPT контроллеров
2 / 2 x 18,6 A
Выходные характеристики в режиме работы от аккумуляторов
Номинальное выходное напряжение 230 В(АС) (P-N) / 400 В(АС) (P-P)
Форма выходного сигнала
Чистый синус
Коэффициент преобразования из по- стоянного тока в переменный (max)
91%
В режиме гибридного инвертора
65
Входные характеристики солнечных батарей
Номинальное
/
Максимальное напряжение
720 В (DС) / 900 В (DС)
Продолжение таблицы 3.6
Название свойства
Значение свойства
Минимальное напряжение
320 В
Диапазон работы MPPT контроллера 400 - 800 В
Количество MPPT контроллеров
2 / 2 x 18,6 A
АС Выход
Номинальное выходное напряжение 230 В(АС) (P-N) / 400 В(АС) (P-P)
Диапазон входного напряжения
184 - 264,5 В (АС) на фазу
Максимальный входной ток
14,5 на фазу
AC Вход
Минимальное напряжение
120-140 В (АС) на фазу
Диапазон входного напряжения
170 -280 В (АС) на фазу
Максимальный входной ток
40 А
АКБ
Зарядный ток
20 - 400А (120А по умолчанию)
Номинальное напряжение
48 В
Размеры, вес:
Длина
500 мм
Высота
622мм
Ширина
167,5 мм
Вес
90 кг
Цена за 1 шт.
241 000 руб
66
3.1.5 Выбор и расчет параметров аккумуляторной батареи
В устройстве автономной солнечной электростанции самым узким ме- стом является – устройство для хранения энергии. Срок службы многих АКБ не более 7 лет при постоянных циклах заряда - разряда. Возможно, что бу- дущем от аккумуляторных батарей можно будет перейти к ионисторам. Это существенно снизит срок окупаемости устройства.
Для данной солнечной электростанции выбран: гелиевый тяговый ак- кумулятор SunStonePower MLG 200Ач 12В серии MLG (рисунок 3.12) заре- комендовал себя как надежный аккумулятор для систем резервного электро- снабжения и для работы в системах электропитания на солнечных батареях.
Силикагель используют в гелиевых АКБ. Он является сепаратором между свинцовыми пластинами. Его засыпают в пустоты между пластинами [55].
Рисунок 3.12 – Гелиевая АКБ SunStonePower MLG 200Ач 12В
Аккумуляторные батареи SunStonePowerсерии MLG могут работать циклически или буферно.
Сферы применения: солнечные электростанции; ветряные электростанции; источники бесперебойного питания; телекоммуникационное оборудование; другие области применения.
67
Срок службы аккумуляторов SunStonePowerсерии MLG в буферном режиме 12 лет. Фактический срок службы аккумуляторной батареи зависит от многих параметров, температуры эксплуатации, глубины разряда, токов заряда и т.д.
Особенности и преимущества аккумуляторов SunStonePower:
Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозмож- на.
Предназначен для глубоких разрядов.
Не нужно добавлять воду.
Можно перевозить любым транспортом.
Эксплуатация в любом положении.
Высокая плотность энергии за счет легирования кальцием свинцовых пластин.
Низкий уровень саморазряда.
На рисунке 3.13 представлена зависимость циклов разряда АКБ от глу- бины разряда.
Рисунок 3.13 – Зависимость циклов разряда от глубины разряда гелие- вой АКБ SunStonePower MLG 200Ач 12В
На рисунке 3.14 представлена емкости АКБ от температуры окружаю- щей среды.
68
Основные параметры гелиевой АКБ SunStone Power MLG 200Ah 12V внесены в таблицу 3.7.
Рисунок 3.14 – Зависимость емкости гелиевой АКБ SunStonePower MLG
200Ач 12В в зависимости от температуры окружающей среды
Таблица 3.7 - Основные параметры гелиевой АКБ SunStone Power MLG
200Ah 12V
Название параметра
Значение параметра
Напряжение
12 В
Емкость
200 Ач
Фактическая емкость при 10-ти часовом цикле разряда
210 Ач
Толщина плюсовых пластин
2,9 мм
Толщина минусовых пластин
2,1 мм
Клеммы болт М8
Срок службы: буферный режим
12 лет циклический режим при 30% глубине разряда
2000 циклов разря- да/заряда
В циклическом режиме при 50% глубине разряда
1100 циклов разря-
69 да/заряда
В циклическом режиме при 100% глубине разря- да
450 циклов разря- да/заряда
Продолжение таблицы 3.7
Температурные режимы:
Хранение от -15°С до +40°С
Заряд от 0°С до +40°С
Разряд от -15°С до +50°С
Емкость при температуре + 25 °С
200 Ач
Емкость при температуре + 10 °С
190 Ач
Емкость при температуре 0 °С
180 Ач
Емкость при температуре - 10 °С
160 Ач
Емкость при температуре - 20 °С
140 Ач
Параметры заряда, разряда:
Заряд постоянным напряжением (25°C)
Циклический режим
14.4-14.8В
Буферный режим
13.5-13.8В
Максимальное напряжение заряда
14,8 В
Минимальное напряжение заряда
10,6 В
Максимальный ток заряда
60 А
Максимальный ток разряда
2000 А ( 5 сек )
Внутреннее сопротивление
3 мОм
Габариты, вес:
Длинна
522 мм
Ширина
240 мм
Выстота
218 мм
Вес
61,8 кг
Цена за 1 шт
25 960 руб
70
Гелиевую АКБ нельзя держать в разряженном состоянии. Это приводит к сульфатации и снижению емкости батареи.
АКБ лучше брать с запасом емкости, т.к. гелиевая АКБ не любит пол- ный разряд. Так же срок службы АКБ зависит от окружающей температуры.
Прямые солнечные лучи, температура выше более 35 0
C может привести к высыханию электролита. Это в свою очередь снижает емкость аккумулятора.
3.1.6 Компоновка
Солнечные панели могут по той или иной причине оказаться в тени. В этом случае они становятся нагрузкой. Чтобы этого избежать, нужно под- ключить байпас к каждой панели (рисунок 3.15). Обычно такие диоды уже встроены в солнечную панель.
Схема содержит блокирующие - диоды Шоттки. Они блокируют влия- ние по-разному освещенных блоков и шунтируют солнечную панель, которая начала работать в режиме нагрузки.
Использование диодов Шоттки позволяет получить с солнечных пане- лей больше энергии, т.к. в открытом состоянии на них падает напряжение всего лишь 0,3-0,4 В.
Для работы солнечной электростанции нужно 80 солнечных панелей. В схеме используется 2 гибридных инвертора. У каждого инвертора есть 2 вхо- да для солнечных панелей. 40 солнечных панелей можно подключить к од- ному входу или по 20 к двум. Будем использовать по 2 входа гибридного ин- вертора.
Согласно таблице 3.1 напряжение холостого хода солнечной панели –
46,1 В, напряжение на нагрузке 38,0 В. Ток нагрузки 8,82А. При условии прямого направления панели на солнце.
Согласно таблице 3.6 в режиме гибридного инвертора диапазон работы
MPPT контроллера находится от 400 до 800 В, ток каждого входа 18,6 А.
Получается, что 20 последовательно подключенных солнечных пане- лей, выдающих под нагрузкой 38,0 В будут выдавать:
71
В
(3.7) где V – напряжение на выходе под нагрузкой одной солнечной панели;
N – количество солнечных панелей.
Рисунок 3.15 – Схема соединения солнечных панелей с блокирующими диодами и байпасом
Получается, что на вход гибридного инвертора на каждый вход будет подаваться максимальное напряжение 760 В и максимальный ток 8,82 А ри- сунок 3.16. При условии прямого направления панели на солнце.
Согласно таблице 3.6 для заряда аккумуляторов нужны аккумуляторы на номинальное напряжение 48 В с максимальными током заряда 20 – 400 А.
Согласно таблице 3.7. Номинальное напряжение АКБ – 12 В. Для по- лучения напряжения в 48 В, необходим аккумуляторы соединить последова- тельно группами по 4 шт.
Согласно формуле 3.3 необходимое количество энергии для заряда –
200 000 Вт∙ч. Рассчитаем необходимую емкость эквивалентной аккумулятор- ной батареи:
72
А∙ч
(3.8)
Найдем количество необходимых аккумуляторов емкость 200 А∙ч, округлив число в большую сторону. При этом будем учитывать, что для по- лучения напряжения 48 В аккумуляторы подключены последовательно по 4 шт: шт
(3.9)
73
Контроллер заряда АКБ
Контроллер заряда АКБ
+ +
-
-
+
+
-
-
Рисунок 3.16 – Подключение солнечных полей 4х20 шт к контроллерам заря- да АКБ
Данное количество АКБ будет выдавать требуемую энергию 200 000
Вт∙ч при условии полного разряда. Производитель не рекомендует разряжать
АКБ сильнее, чем на 30%. Тогда конечное количество АКБ с учетом данной рекомендации, кратное четырем:
74 шт
(3.10)
Получается сборка из 120 АКБ, в которой 30 блоков АКБ, соединенных параллельно. В каждом таком блоке 4 АКБ, соединенных последовательно.
В результате, объединив все компоненты мы получаем установку с ос- новными параметрами, внесенными в таблицу 3.8.
Таблица 3.8 – Основные характеристики солнечной электростанции
Блок
Количество,
шт
Цена за
1 шт,
руб
Параметры блока
Солнечные пане- ли NEOSUM NS-
335PP
80 15 255 Мощность - 235 Вт
Напряжение холостого хода – 46,1 В
Напряжение под нагрузкой – 38,0 В
Ток – 8,82 А
КПД – 17,4%
Гибридный трех- фазный инвертор
SILA PRO 10кВт
2 241 000
Входные характеристики солнеч-
ных батарей в режиме гибридного
инвертора.
Номинальное/Максимальное напря- жение - 720 В (DС) / 900 В (DС)
Минимальное напряжение – 320 В
Диапазон работы MPPT контроллера
– 400-800 В
Продолжение таблицы 3.8
Количество MPPT контроллеров - 2 / 2 x 18,6
A
Выходные характеристики в режиме ра-
боты от аккумуляторов
75
Номинальное выходное напряжение - 230
В(АС) (однофазный режим) / 400 В(АС)
(трехфазный режим)
Максимальный коэффициент преобразования
(DС/AC) - 91%
Аккумуляторы
Номинальное напряжение - 48В
Максимальный ток заряда - 20-400А
Гелиевый АКБ Sun-
Stone
Power
MLG
200Ah 12V
120 25 960
Напряжение – 12 В
Емкость – 200 Ач
В циклическом режиме при 30% глубине раз- ряда – 2000 циклов разряда / заряда
После подсчетов получилось:
Солнечные панели – 122 000 рублей;
Гибридный трехфазный инвертор SILA PRO 10кВт - 482 000 рублей;
Гелиевый АКБ SunStone Power MLG 200Ah 12V – 3 115 200 рублей
Итого на основные элементы солнечной электростанции необходимо:
3 719 200 рублей. лет
(3.11) где Sum – стоимость комплектующих солнечной электростанции;
С – стоимость электроэнергии за 1 кВт∙ч;
W – энергия, вырабатываемая в сутки, кВт∙ч;
K – количество солнечных дней.
3.2
Выводы по третьему разделу
Резервный источник питания необходим во время отсутствия электро- снабжения. Одно из решений – солнечная электростанция с АКБ, выполня- ющая роль хранения резервной энергии.
76
Автономная гибридная солнечная электростанция позволяет использо- вать энергию солнца максимально-полезно. Она может подмешивать энер- гию в сеть и запасать энергию в АКБ. Вся энергия от солнца будет куда- нибудь использована.
Работа над диссертацией привела к поиску решений во всем мире. В результате при разработке солнечной электростанции были использованы ак- туальные решения.
После анализа существующих решений были выбраны.
Солнечная панель поликристаллическая марки NEOSUM
TM
Standart 72
– NS-335PP. Она позволяет преобразовывать не только прямой, но и рассеян- ный свет. Для этого панель необходимо установить под углом вертикально.
Такое расположение панели исключает присутствие снега на ней в зимнее время суток.
При разработке солнечной электростанции были выявлены зависимо- сти и закономерности, подтвердившие возможность установки устройства в средней полосе в Самарской области, г. Тольятти.
Для исключения паразитного воздействия панелей друг на друга при разной степени освещенности, необходимо подключать обратные диоды – байпасы и блокирующие диоды. При отсутствии данного решения, плохо освещенные панели будут вести себя, как нагрузка, потребляя энергию.
Солнечные панели направлены на солнце так, чтобы максимально пре- образовывать энергию и зимой и летом от прямого света, так и от рассеянно- го света.
При разработке электростанции был выбран инвертор с МРРТ кон- троллером. МРРТ контроллер позволяет получить до 2,5 раз больше энергии с солнечной панели.
Благодаря наличию АКБ гибридная СЭС менее зависима от источника центрального электроснабжения. Такие СЭС применяют преимущественно как часть системы бесперебойного питания там, где центральное электро- снабжение недостаточно или нестабильно.