Жел-күн энергиясы аралас қуат жүйелері: Қалай жұмыс істейді және қашан инвестициялау керек

Неге жел және күн энергиясын біріктіру керек

Aгибридті жел-күн энергиясы жүйесі себебі бұл екі ресурс өзара толықтырушы, ал қарама-қарсы емес.

• Күн энергиясы мен жұмыс істейді күн энергиясы тәуліктің ортасында пикке жетеді, жыл мезгілі бойынша өте болжанғыш, ал түнде ештеңе өндірмейді.

• Жел жел энергиясы жиі шамасымен кешке, түнде және қыста — яғни күн энергиясы ең әлсіз болған кезде — ең күшті болады.

Дұрыс орналасқан жерде бұл екі ресурс тәуліктік және жыл мезгілі бойынша өндірістің қисығын тегістеу үшін жеткілікті деңгейде қабаттасады, сондықтан аралықтар арқылы өту үшін қажетті аккумулятор көлемі азаяды. Сақтау құрылғысының көлемін азайту — бұл экономикалық тиімділіктің негізгі көзі.

Толықтырушылық нағыз — бірақ орналасуға байланысты

Толықтырушылық әсері біркелкі емес. Ол жергілікті жел үлгілеріне тәуелді:

Ашық айту керек: жел-күн энергиясы гибридті жүйесі барлық орындарға емес, тек аз сандағы орындарға ғана сәйкес келеді. Жел ресурсын бағалау жүргізілмейінше шешім қабылдамаңыз — кем дегенде он екі айлық деректер, мүмкіндігінше ұзақ мерзімді моделденген деректер болуы керек. Кеңістікке жел турбинасын сатып алу кезінде жиі кездесетін қате — өте желді ай негізінде сатып алу.

Жүйе конфигурациясы

Aсатылымға арналған гибридті күн-жел электр генерация жүйесі әдетте құрамына кіреді:

Негізгі компонент — гибридтік басқарушы. Ол өте әртүрлі шығыс сипаттамалары бар екі көзді қолдануға тиіс: фотоэлектрлік панельдің салыстырмалы тұрақты тұрақты тогы мен турбинаның айнымалы, түзетілген айнымалы тогы. Арзан басқарушылар біреуін жақсы, ал екіншісін нашар қолданады, сондықтан гибридтік жүйелер кімнің де байқамаған күйінде өнімділігі төмен болып қалады.

Басқару логикасы

Жақсы жобаланған жүйе осы ретпен басымдық береді:

• Жүктемені қызмет еттіру қай көз өндіріп тұрса, сол көзден тікелей

• Батареяны зарядтаңыз артық өндірістен кейін.

• Шектеу немесе жоғалту аккумулятор толғаннан кейін артық.

Турбина қосымша күрделілік әкеледі: оны механикалық қорғаусыз жоғары желде қосып-өшіруге болмайды. Сондықтан турбинаның не флюринг механизмі, не электрлік тежегіші, не оның шығысына сәйкес келетін жоғалту жүктемесі болуы керек. Бұл инженерлік қажеттілік, әдепкі ыңғайлылық емес — оны қою турбиналардың ең жиі кездесетін істен шығу себебі.

Жел-күн энергиясы гибридін өлшемдеу

Қайталанатын әдіс:

• Күндік сұраныс — кез келген автономды жүйе үшін сияқты, кВт·сағ/күн.

• Күн энергиясы үлесі — модуль кВт × пик күн сағаттары × 0,75.

• Жел энергиясы үлесі — турбина рангы × қуат коэффициенті. Сақтықты сақтаңыз: тұрғын үй масштабындағы турбиналар әдетте 10–20% қуат коэффициентін қамтамасыз етеді, ал коммуналдық машиналардың 40%+ деңгейін емес.

• Сұранысқа теңестіру , содан кейін аккумуляторды автономияға өлшемдеу.

• Резервті қосу — көптеген гибридті ағыссыз желілердегі объектілер әрбір объектінің соңында кездесетін тыныш, бұлтты апта үшін кіші генераторды сақтайды.

Пайдалы логикалық тексеру: егер жел энергиясы жалпы энергияның шамамен 20%-дан аз болса, турбина құны мен жөндеуін қосуға сирек негізделеді. Осы ақшаға PV және сақтау құрылғыларын көбейту әдетте тиімдірек инвестиция болып табылады.

Ол қайда мағынаға ие болады

• Алыстағы ағыссыз желілердегі объектілер — телекоммуникациялық мұнаралар, шаруашылықтар, аралдағы демалыс орындары, алыстағы бақылау станциялары, мұнда отын логистикасы негізгі шығын болып табылады

• Жағалаулық және таулы үйлер торапқа қосылмай

• Қыс пен жаз арасындағы күшті теңсіздік бар аймақтар — мұнда тек күн энергиясын пайдалану үшін қысты қамтамасыз ету үшін өте ірі аккумулятор қажет

• Гибридті микротораптар кіші қоғамды қызметкерлер

Оның тиімділігі сирек болатын жерлер: субурбан шатырлары, сенімді торапқа қосылған аймақтар және жел ресурсы өлшенбеген орындар.

Төлеулер

Турбина қымбат бөлігі және жөндеу қажеттілігін анықтайтын фактор. Сондықтан шешімді технологияның тартымдылығы емес, жел ресурсы бойынша қабылдау керек.

Гибридті алаң үшін аккумуляторды жобалау

Гибридті жүйедегі аккумулятор таза ФЭЖ жүйесіндегіге қарағанда көбірек жұмыс істейді, сондықтан оның өлшемін дәл анықтау маңызды.

Ең ұзақ күтілетін айыптың басынан бастаңыз. Гибридтік алаңда аккумулятор төмен жел және төмен күн сәулесінің ең нашар комбинациясы кезінде генерация мен жүктеме арасындағы аралықты қамтуы керек. Бұл жиі бір түн емес, екіден төрт күнге дейінгі кезең — сондықтан гибридтік автономды аккумуляторлар тек күн энергиясына негізделгендерге қарағанда пропорционалды түрде үлкен болады.

Содан кейін желдеткіштің айнымалылығын ескеріңіз. Желдеткіштің шығысы минут сайын тербеледі. Егер аккумулятор тым кішкентай болса, ол жиі беткей циклдануға ұшырайды; бұл терең циклдануға қарағанда аз зиянды, бірақ өмір сүру ұзақтығын қысқартады. Шамамен ереже бойынша, буфер ретінде орташа жүктеменің кемінде төрт сағатын қамтамасыз ету керек.

Содан кейін генераторды таңдаңыz. Көптеген гибридтік алаңдарда кішкентай резервтік генератор сақталады. Егер ол болса, аккумуляторды екі күнге, ал төрт күнге емес, есептеуге болады, себебі генератор қалған уақытты қамтиды. Оның болмауы жағдайында аккумулятор ең нашар жағдайды өзі ғана қамтуы керек.

Соңында аккумулятордың зарядты қабылдау қабілетін растаңыз. LiFePO4 аккумуляторлары зарядты тез қабылдайды, бұл турбина шығысының айнымалылығына қорғасын-қышқылды аккумуляторларға қарағанда әлдеқайда жақсы сәйкес келеді, өйткені олардың зарядты қабылдау қабілеті зарядтың 80% деңгейінен жоғары болғанда тез төмендейді. Гибридтік алаң үшін бұл айырма ғана LFP премиясын оправданайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

Сұрақ: Жел-күн гибридтік жүйесі күн энергиясы мен қосымша аккумуляторлардан гөрі тиімдірек пе? Тек жел ресурсы нақты күшті болған және күн энергиясын толықтыратын жағдайда. Әйтпесе қосымша ФЭМ және сақтау құрылғылары әдетте арзанырақ және қызмет көрсету көлемі әлдеқайда аз.

Сұрақ: Менге қанша жел керек? Алаңның турбина осі биіктігінде орташа жел жылдамдығы кемінде 5 м/с болуы керек, сонымен қатар бағалауға негізделген өлшенген деректер болуы тиіс. Осыдан төмен болса, турбина әдетте өз құнын қайтармайды.

Сұрақ: Мен бар күн энергиясы жүйесіне жел қоса аламын ба? Жиі иә, егер инвертор немесе бақылаушы екінші кіріс қабылдаса. Көптеген гибридтік инверторлар осындай мүмкіндікке ие; әйтпесе жеке турбина бақылаушысы мен шашыратқыш жүктеме қосылады.

Сұрақ: Кіші турбинаға қанша қызмет көрсету керек? Жылына кемінде бір рет тексеру жүргізілуі керек, сонымен қатар подшипниктер мен қанаттар тексеріледі. Турбиналар жүйенің басқа бөліктеріне қарағанда көбірек назар аударуды қажет етеді.

С: Турбиналар қалалық аймақтарда жұмыс істей ме? Төменгі деңгейде. Ғимараттар шығыс қуатын төмендететін және тозу процесін жеделдететін турбуленттілік туғызады. Қалалық жел әдетте тиімді энергия көзі болып табылмайды.

Гибридті алаңды бағалау? Kinpower жел және күн энергиясын біріктіретін жүйелерді ұсынады — ФЭМ (фотоэлектрлік модульдер), гибридті инверторлар, жел интерфейстері мен LiFePO4 аккумуляторлық жинақтағыштар; бұлар біртұтас басқарылатын жүйе ретінде жобаланған және бірыңғай мониторинг қамтамасыз етілген. Жел мен күн энергиясын біріктіру туралы қараңыз немесе энергия шешімдерін зерттеңіз .