Caso di studio del sistema solare off-grid da 10 kW Camerun

Informazioni sul sito

Montaggio a terra

Area 4x25m

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Generazione quotidiana

Pannello solare da 46 pezzi da 245 W

56,35Kwh

Progetto: Yaoundé

Paese: Camerun

Configurazione: Pannello solare da 245 W*46 pezzi

Batteria 306Ah2V*40 pezzi

Invertitore da 10KW

Controller MMPT da 70 A*3 pezzi

SunMaster Solar ottiene cinque stelle in tutti gli aspetti del servizio fornito, dalla progettazione all'arrivo del materiale, la comunicazione è chiara e precisa. In qualità di operatore locale di attività rinnovabili, il supporto di tutto il team di SunMaster è per me inestimabile. Mi coprono sempre le spalle, assicurandosi che non mi perda nulla.'

--------Yaouba, responsabile di progetto e costruzione

Solar RenewableSARL, Camerun

Progetto

Questo progetto di impianto solare da 10 kW con sede in Camerun è stato progettato e prodotto da SunMaster.

Il sistema fotovoltaico è composto da sei parti, tra cui pannelli solari, inverter, batterie, regolatore di carica solare MPPT, scatola combinatrice fotovoltaica e staffa di montaggio. Il disegno finale progettato come segue:

I pannelli solari sono collegati al regolatore di carica solare, questo produce l'energia per soddisfare innanzitutto il consumo energetico giornaliero dell'utente, quindi l'energia superflua viene immagazzinata nelle batterie per l'uso notturno e durante le giornate nuvolose e piovose. Quando la potenza delle batterie è esaurita, la maggior parte degli inverter può supportare l'ingresso della rete elettrica (o del generatore diesel) come fonte di energia supplementare per il carico.

Il design del sistema di energia solare off-grid è diverso dal sistema di energia solare collegato alla rete. Il primo deve prendere in considerazione molti fattori tra cui il carico, la quantità giornaliera di elettricità, le condizioni climatiche locali e così via, per scegliere diversi piani di progettazione in base alle esigenze pratiche dei clienti. Pertanto, il sistema di energia solare off-grid è relativamente complesso.

Scopri quanta potenza ha IL carico

Per garantire l'affidabilità del sistema fotovoltaico off-grid, SunMaster ha effettuato un sondaggio approfondito sulle richieste di elettricità dei clienti. Cioè per capire quanta energia è necessaria, comprese le potenze nominali di tutti gli elettrodomestici o dispositivi, il tempo di funzionamento e il consumo giornaliero di elettricità (ovvero quanti kilowattora sono in totale). Successivamente, la progettazione del sistema di energia solare off-grid si basa principalmente su questi dati, inclusa la selezione dell'inverter solare, il calcolo della capacità del pannello solare e il calcolo della capacità delle batterie.

Di seguito sono riportati i dettagli della scheda sul consumo energetico:

1.1 La scelta dell'inverter solare

Capacità nominale		10KW
Modalità e principio di funzionamento		Tecnologia di controllo di precisione DSP e doppio microprocessore integrato PWM (modulazione di larghezza di impulso) la potenza di uscita è completamente isolata)
Ingresso CA	fase	3 fasi +N+G
	voltaggio	CA220V/CA380V±20%
	frequenza	50Hz/60Hz±5%
Sistema DC	Tensione CC	489 V CC (10KW/15KW)
Uscita CA	Fase/Frequenza	3 fasi +N+T,50Hz/60Hz±5%
	voltaggio	CA220V/CA380V/400V/415V
	efficienza	≥95%（carico 100%）
	Forma d'onda di uscita	Onda sinusoidale pura
	Distorsione armonica totale	Carico lineare＜3% carico non lineare＜5%
	Transitori di tensione di carico dinamici	＜±5%（da 0 a 100% di sale）
	Orario di cambio	<10 secondi
	Cambia il tempo della batteria e dell'alimentazione cittadina	3S-5S
	Tensione sbilanciata	＜±3% ＜±1%（tensione di carico bilanciata）
	Capacità di sovraccarico	Protezione 120% 20S, oltre il 150%, 100 ms
Indice del sistema	Efficienza lavorativa	carico 100%≥95%
	Temperatura operativa	-20℃-40℃
	rumore	40-50 dB
struttura	Dimensioni P×L×A(mm)	580*750*920
	PesoKg)	180

1.2 Calcolo della capacità del pannello solare e connessione

L'energia generata dai moduli dei pannelli solari durante il giorno è in parte destinata all'utilizzo del carico e la restante parte è destinata alla ricarica della batteria di accumulo. Quando arriva la notte o quando l'irraggiamento solare è inadeguato, l'energia elettrica contenuta negli accumulatori verrà scaricata per l'utilizzo del carico. Si può quindi osservare che tutta l'elettricità consumata dal carico proviene dall'elettricità generata dai pannelli solari durante il giorno, quando non c'è la rete elettrica o quando il motore diesel funge da fonte di energia supplementare. Considerando le differenze di intensità di illuminazione nelle diverse stagioni e nelle diverse regioni, la progettazione della capacità del pannello solare dovrebbe essere in grado di soddisfare le richieste anche nella peggiore stagione di illuminazione solare in modo da garantire il funzionamento affidabile del sistema solare. Di seguito è riportata la formula per il calcolo della capacità del pannello solare:

Potenza del pannello solare = (Consumo giornaliero di elettricità del carico * Fattore di margine)/ (Ore di punta del sole del mese peggiore*Efficienza del sistema). Calcoliamo che il pannello solare necessario dovrebbe essere 11045 W. Infine utilizziamo 46 pezzi * 245 W per questo progetto.

Oltre al calcolo della capacità del pannello solare,SunMaster realizza anche la progettazione ottimale dell'angolo della struttura di montaggio solare e del cablaggio (2 serie+23 paralleli). Di seguito il disegno finale.

Il cavo dei pannelli solari da 46 pezzi è raccolto nelle 3 scatole combinatrici: (1).8ingresso+2uscita (2).8ingresso+2uscita (3).7ingresso+2uscita

1.3 Calcolo della capacità delle batterie e connessione

Le batterie del sistema di energia solare off-grid vengono utilizzate principalmente per immagazzinare energia e garantire che il carico possa funzionare normalmente quando la radiazione solare è insufficiente. In termini di sistema di energia solare off-grid per apparecchiature importanti, la progettazione della capacità delle batterie dovrebbe prendere in considerazione il numero di giorni nuvolosi e piovosi più lunghi a livello locale. Il normale sistema solare off-grid non ha un fabbisogno così elevato di alimentazione del carico e, considerando il costo del sistema, il numero di giorni nuvolosi e piovosi può essere trascurato e l'uso del carico può essere regolato in base all'effettivo intensità di illuminazione.

Inoltre, la maggior parte dei sistemi solari fotovoltaici off-grid adottano batterie al gel, la cui profondità di scarica varia generalmente da 0,5 a 0,7. La capacità delle batterie da scegliere può fare riferimento alla seguente formula:

Capacità delle batterie = (Consumo giornaliero di elettricità × Numero di giorni consecutivi di pioggia e cielo coperto) / Profondità di scarica delle batterie. Calcoliamo che la capacità della batteria necessaria dovrebbe essere 1515 Ah 48 V. Infine, per questo progetto utilizziamo 40 batterie al gel da 6 V 306 Ah.

Per prevenire potenziali danni e garantire un ciclo di vita ottimale, le batterie industriali devono sempre essere immagazzinate in modo sicuro.

La batteria non può essere posizionata direttamente su un pavimento di cemento. In questo progetto, l'utente ha preparato una stanza fresca, asciutta e ventilata per l'apparecchiatura.

SunMaster realizza un pannello di materiale isolante termico in pino per posizionare la batteria.

1.4 Selezione del regolatore di carica solare

Il regolatore di carica solare è un dispositivo che gestisce la carica e la scarica dell'energia dai pannelli solari alle batterie. I due fattori chiave per selezionare un regolatore di carica adatto sono la tensione e la corrente nominali. La tensione nominale del regolatore di carica è in linea con la tensione operativa delle batterie nel sistema solare. Per quanto riguarda la corrente nominale, può essere calcolata approssimativamente dividendo la potenza del pannello solare per la tensione delle batterie e riservando anche un margine del 25% per considerazioni di sicurezza. In questo progetto, SunMaster ha selezionato un controller di tipo MPPT da 70 A e 3 pezzi in parallelo. Rispetto al tipo PWM, il regolatore di carica solare MPPT è più conveniente grazie ai suoi vantaggi unici rispetto agli altri.

VANTAGGI DELLA SOLUZIONE IMPLEMENTATA

1. Evitare interruzioni di corrente

Uscire dalla rete significa che non si verificheranno interruzioni di corrente imprevedibili a casa. Questo perché non sarai legato alla fonte di energia della città, che potrebbe subire interruzioni di corrente a causa di pioggia gelata, tempeste di nevischio o forti venti che possono danneggiare le linee elettriche e le apparecchiature.

Le interruzioni di corrente sono fastidiose poiché ostacolano la produttività e rendono scomode le condizioni di vita.

Mentre le interruzioni che durano da pochi minuti ad alcune ore sono fastidiose, quelle che durano giorni o settimane sono incredibilmente stressanti poiché i proprietari di casa vivranno pienamente il disagio durante questi periodi. Vivere senza illuminazione è scomodo e dover aspettare il ripristino del servizio è frustrante.

L'installazione di un sistema solare off-grid sulla tua casa la rende autosufficiente in termini di raccolta di energia.

Le batterie caricate con energia solare possono consentire alla tua casa di funzionare senza doversi preoccupare di tempeste, piogge, venti, ondate di freddo e ondate di caldo che possono interrompere l'elettricità danneggiando le linee elettriche o aumentando la domanda di energia.

L'apparecchiatura di un sistema off-grid è autonoma e tutto ciò di cui dovrai preoccuparti è la tua richiesta di energia per evitare interruzioni di corrente.

Andare fuori rete è eccellente per le persone che si preparano a calamità che possono provocare interruzioni di corrente a lungo termine in modo che possano sopravvivere con relativo comfort.

2. Ridurre i costi dell'elettricità

L’utilizzo di energia rinnovabile off-grid elimina la dipendenza da risorse limitate come i combustibili fossili che aumentano di prezzo man mano che si esauriscono, eliminando anche la necessità di pagare le bollette elettriche.

Sebbene il costo iniziale per un sistema solare off-grid sia elevato, le basse tariffe mensili e i bassi costi di manutenzione lo compensano nel lungo periodo.

I sistemi solari off-grid si affidano solo al sole per produrre energia per una famiglia, il che significa che non ci sono bollette elettriche mensili da pagare. Anche i costi di manutenzione sono inferiori rispetto allo standard e richiedono solo il cambio delle batterie dopo 8-10 anni.

3. Installazione più semplice

Poiché le apparecchiature associate ai sistemi solari off-grid non dipendono dalla rete, il processo di installazione è molto più semplice rispetto al dover fare affidamento su infrastrutture complesse per funzionare.

Ad esempio, l'installazione di sistemi collegati alla rete richiede il servizio di professionisti per collegarli alla rete elettrica della città.

D'altra parte, l'installazione di un sistema solare off-grid richiede solo che il proprietario della casa conosca gli strumenti comuni. Il processo non è così complicato, il che potrebbe eliminare la necessità di assumere un professionista.

Dall’equazione viene inoltre eliminato il costoso processo di scavo per immettere l’energia solare raccolta nella rete, che è necessario quando si adottano sistemi collegati alla rete.

4. Fornire una fonte di energia alternativa per le aree rurali

Gli abitanti delle zone rurali e remote si trovano ad affrontare un problema significativo per quanto riguarda l'elettricità; hanno meno infrastrutture (e meno avanzate) rispetto ai luoghi urbanizzati, il che si traduce in difficoltà di connessione alla rete elettrica primaria.

Il rischio di blackout è maggiore nelle aree remote, il che rende le condizioni di vita disagevoli. Con un accesso così limitato alla rete, un sistema solare off-grid sarebbe perfetto per le famiglie rurali.

Se vivi in ​​una zona rurale, un sistema solare off-grid può rendere la tua casa autosufficiente e più indipendente dall’incoerente energia cittadina. Inoltre è normalmente più economico, e ti dà più disponibilità a spostarti dove non sono presenti linee elettriche cittadine.

5. Mantiene l'ambiente pulito e verde

Come qualsiasi tipo di energia rinnovabile, l’energia solare è più verde e pulita per l’ambiente rispetto all’energia da combustibili fossili.

Sia che utilizziate sistemi solari off-grid o on-grid, saranno comunque più rispettosi dell’ambiente rispetto all’energia da combustibili fossili.

L’energia rinnovabile consente a tutti di generare elettricità senza dover bruciare combustibili fossili, riducendo così l’impronta di carbonio prodotta dall’utilizzo dell’energia.

Uscire dalla rete è benefico per la natura in quanto riduce al minimo gli effetti dannosi dell’elettricità sull’ambiente non essendo dipendenti dalla combustione di combustibili fossili che finiscono per inquinare l’aria.