لمحة عامة عن المشروع
يحتاج المنزل العائلي ذو ملف تحميل على غرار منزل مزرعة إلى نظام طاقة موثوق به قادر على التشغيل خارج الشبكة.مضخة تعزيز 100 واط و العديد من هذه هي حمولات محرك استحداثي مع التيارات القصوىالتحدي الحقيقي للتصميم لم يكن جمع لوحات اسم الأجهزة، ولكن الهندسة حول ثلاثة أرقام طاقة مختلفة: قوة تشغيل مستمرة، الحد الأقصى للطلب في وقت واحد، وارتفاع التشغيل.
صممت شركة "تيانون" نظام شمسي هجين متصل بالشبكةتوليد الطاقة الكهروضوئية، تخزين البطارية والاحتياطي التلقائي، مقاس لخفض فاتورة الكهرباء الشهرية مع الحفاظ على المنزل يعمل من خلال انقطاع الشبكة.
تحليل استهلاك الطاقة
كانت الخطوة الأولى هي تحويل كل حمولة إلى طاقة يومية (واط مشهود * ساعات الاستخدام اليومية). هذا الجدول هو أساس جميع قرارات الحجم اللاحقة.
| الحمولة |
الطاقة المسجلة (W) |
الساعات / اليوم |
الطاقة اليومية (Wh) |
| التجميد |
250 |
10 |
2,500 |
| الثلاجة |
150 |
10 |
1,500 |
| التلفزيون |
100 |
8 |
800 |
| 12 * مصابيح LED (9 واط لكل واحدة) |
108 |
12 |
1,296 |
| مضخة الماء |
750 |
2 |
1,500 |
| مضخة تعزيز |
1,100 |
2 |
2,200 |
| غسالة ملابس |
800 |
1 |
800 |
| الحديد الكهربائي |
1,200 |
1 |
1,200 |
| جهاز التوجيه |
20 |
12 |
240 |
| الحاسوب |
1,000 |
5 |
5,000 |
| أجهزة صغيرة / شاحنات |
200 |
5 |
1,000 |
| إجمالي |
5678 (متصل) |
|
18،036 ≈ 18.04 كيلوواط ساعة/يوم |
يجب أن يتم فصل أربعة أرقام طاقة متميزة هنا، وتجميعها هو خطأ الحجم الأكثر شيوعا:
- الطاقة الاسميةالإجمالي المتصل: 5،678 واط.
- قوة التشغيلالطلب المتزامن في العالم الحقيقي: حوالي 4.0 كيلوواط بعد عامل التنوع من ~ 0.7، لأن ليس كل الأجهزة تعمل في وقت واحد.
- قوة البدء / الطاقة العالية- التدفق اللحظي لحملات المحرك. يمكن لمحرك الاستقبال المباشر في الخط أن يستقطب 3 7 * من التيار الاسمي لجزء من الثانية.
- الحمل الأكبر في وقت واحدالحمل المستمر الذي يجب أن يتحمله المحول: ≈4.0 كيلوواط.
تحميلات المحركات (مضخة الدفع (1100 واط) ، مضخة المياه (750 واط) ، غسالة الملابس (800 واط) ، مجمد (250 واط) و ثلاجة (150 واط)المضخة المزايدة وحدها يمكن أن تتطلب حوالي 4،400 واط عند البدء (≈4* مقيّم) ، وبالتالي فإن تصميم أسوأ حالات الزيادة في وقت واحد يشير إلى غلاف بدء تشغيل يبلغ حوالي 810 كيلوواط أكثر بكثير من المجموع البسيط من واطات التشغيل.
تصميم النظام واختيار المعدات
مجموعة الطاقة الفوتوغرافيةالحد الأدنى للمجموعة = 18.04 كيلوواط في الساعة / يوم ÷ (3.5 ساعة ذروة شمسية * 0.8 سعر النظام) ≈ 6.44 كيلوواط في الساعة.8.4 kWp (14 * 600 واط)وحدات TOPCon أحادية البلورات من النوع N)لتغطية خسائر التحويل، شحن البطارية والتدهور على المدى الطويل مع هامش صحي.
بطاريةمع حوالي نصف الطاقة اليومية المستهلكة في الليل وهدف الاستقلال الذاتي ليوم واحد ، هناك حاجة إلى حوالي 18 كيلوواط من التخزين القابل للاستخدام. عند 80٪ من عمق التفريغ هذا يساوي ≈ 22.5 كيلوواط. تحدد TIANON20.48 كيلوواط ساعة منLiFePO4(4 * 5.12 كيلوواط في الساعة وحدات مثبتة على الحائط) كيمياء آمنة، دورة عالية، مستقرة حراريًا مع نظام BMS متكامل.
عاكس هجينأ6.5 كيلوواط مربوطة بالشبكةعاكس هجينتغطي الحمل المستمر ≈4.0 كيلوواط مع مساحة رأس قوية وقدرة 13 كيلوواط تقريباً لبدء المضخات. وهو ينسق الطاقة الكهروضوئية والبطارية والشبكة والاحتياطي في وحدة واحدة.
توازن النظام (جانب DC / AC).DC: مربع الجمع بين الحبال ، عازل DC ، SPD DC من النوع 2 (1000 فولت) ، مصابيح الحبل 15 A ، موصلات MC4 وخطوط التثبيت. AC: عازل AC ، SPD AC ، مفصل الشبكة ، RCD ولوح التوزيع الرئيسي.بالإضافة إلى نظام أرضي/أرضي كاملإدارة الكابلات وحماية البرق
توليد الطاقة الشمسية واستعادة البطارية
- توليد يومي: 8.4 kWp * 3.5 h * 0.8 ≈23.5 كيلوواط ساعة/يوم
- توليد شهري: ≈706 كيلوواط ساعة
- توليد سنوي: ≈8،470 كيلوواط ساعة
خلال النهار ، تعمل الطاقة الشمسية الكهروضوئية على الحمل مباشرة وتشحن البطارية ؛ يتم تصدير أي فائض إلى الشبكة. في الليل ، يقوم بنك LiFePO4 بتزويد المنزل.المحول الهجين يتحول إلى وضع الاحتياطي مع سلسة، تحويل أقل من 20 ثانية الحفاظ على الثلاجة والثلاجة و جهاز التوجيه على الانترنت تلقائيًا.
التكاليف المقدرة والوفورات
الأرقام التالية:تقديرات الهندسةعلى أساس الأسعار السوقية النموذجية الحالية؛ يعتمد الاقتراح النهائي على ظروف العمل والشحن والموقع المحلية.
| البند |
المواصفات |
التكلفة الإستثمارية (USD) |
| وحدات الطاقة الشمسية |
14 * 600 واط = 8.4 كيلوواط |
2,520 |
| عاكس هجين |
6.5 كيلوواط ، هجين متصل بالشبكة |
1,200 |
| بطارية LiFePO4 |
20.48 كيلوواط ساعة مع BMS |
7,000 |
| التثبيت و BOS |
السكك الحديدية ، SPD ، العزل ، الفيوز ، الأرضية |
1,500 |
| التثبيت والتشغيل |
العمل، الأسلاك، الاختبار |
1,000 |
| إجمالي |
|
≈ 13200 |
افتراض سعر 0.30 $ / kWh و ~ 540 kWh / الشهر من الطاقة الشمسية الذاتية الاستهلاك ،162 دولار(بالإضافة إلى ائتمانات التصدير لتوليد الفائض).
عائد الاستثمار / فترة الاسترداد
التوفير المقدر = تكلفة النظام ÷ الادخار الشهري = 13200 $ ÷ 162 $ ≈ 82 شهرا ≈6.8 سنواتبعد الاسترداد، يستمر النظام في توليد الكهرباء المجانية بشكل أساسي لمدة 20+ سنة، مع بنك LiFePO4 المصنّف لـ 6000+ دورة.ارتفاع أسعار المرافق وعدم استقرار الشبكة يقلل هذه الفترة في الممارسة العملية.
لماذا تينون
هذه الحالة تظهر لماذا لا يمكن تحديد حجم نظام التخزين ببساطة عن طريق جمع كل تصنيف لوحة الاسم معا.الحد الأقصى من الحمل في وقت واحد واندلاع المحرك زيادة حرارية حتى أن المعدات عالية الدخول مثل مضخة الدعم، مضخة المياه، الثلاجة، الثلاجة وغسالة الغسيل تبدأ بشكل موثوق به دون رحلات عاكس مضايقة.تينون تسلم فواتير أقل، ارتفاع الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية والاحتياطي الاحتياطي للاغلاق الموثوق به في حزمة هندسية واحدة. للعملاء الذين يفضلون حزمة متكاملة مسبقا ، تقدم TIANON أيضانظام تخزين الطاقة المنزلي كله في واحدالذي يجمع بين المحول والبطارية في خزانة واحدة
ملخص المشروع
| استهلاك الطاقة اليومي |
18.04 كيلوواط ساعة/يوم |
| الحمل المرتبط (المسموح به) |
5678 واط |
| الحمل الأكبر في وقت واحد |
≈4.0 كيلوواط |
| غلاف زيادة الطاقة عند بدء تشغيل المحرك |
≈8 ≈10 كيلوواط |
| مجموعة الطاقة الكهروضوئية |
8.4 kWp (14 * 600 واط) |
| بطارية |
20.48 كيلوواط في الساعة LiFePO4 |
| عاكس هجين |
6.5 كيلوواط مربوطة بالشبكة |
| ساعات الذروة الشمسية المفترضة |
3.5 ساعة/يوم |
| إنتاج اليومي / الشهري |
23.5 كيلوواط ساعة / 706 كيلوواط ساعة |
| المدخرات الشهرية |
≈ 162 دولار |
| تكلفة النظام |
13 دولار200 |
| الإسترداد |
≈ 6.8 سنة |
ملاحظة: جميع القيم المشار إليها بـ"تقدير" هي افتراضات هندسية لأغراض التصميم وليست بيانات العميل الفعلية المثبتة.