Nishati ya Jua kwa Minara ya Mawasiliano: Mwongozo wa Ubunifu na Uwekezaji wa Vitendo

Nishati ya jua kwa minara ya mawasiliano inaweza kupunguza muda wa uendeshaji wa jenereta na kuboresha uhuru wa nishati, lakini paneli pekee hazitengenezi mfumo wa umeme wa mawasiliano unaotegemeka. Muundo lazima ulingane na mzigo uliopimwa wa tovuti, rasilimali ya jua ya msimu mbaya zaidi, lengo la uhuru, dirisha la volteji ya DC, mipaka ya betri na hitaji la urejeshaji. Katika maeneo mengi, jibu bora ni mseto unaosimamiwa badala ya tovuti isiyo na jenereta.

Katika ukaguzi wa kwanza wa tovuti, ninatenganisha kinachoweza kuhesabiwa na kile ambacho bado kinapaswa kupimwa. Nishati ya kila siku na ukubwa wa PV wa muda vinaweza kuchunguzwa mapema. Mkondo wa betri, tabia ya joto, urejeshaji wa jua kali na muundo wa mwisho wa ulinzi bado unahitaji data ya tovuti na mikondo ya bidhaa. Tofauti hiyo inazuia makadirio ya mapema kugeuka kimya kimya kuwa vipimo vya ununuzi.

Kwa nini sola ya mawasiliano ya simu ni tofauti na PV ya kawaida ya kibiashara

Paa la kibiashara kwa kawaida hutumia gridi ya taifa kama kihifadhi nishati. Kituo cha msingi kisichotumia gridi ya taifa hakina anasa hiyo. Ikiwa mwezi wa jua wa muundo hutoa nishati kidogo kuliko ilivyotarajiwa, hali ya chaji ya betri hupungua siku baada ya siku hadi mzigo utakapokatika au chanzo mbadala kitakapoanza.

Mizigo ya simu pia ina umbo lake. Tovuti ya redio inaweza kuwa na mahitaji thabiti ya msingi, tofauti zinazohusiana na trafiki, kilele cha nguvu fupi na mzigo wa kupoeza unaofuata halijoto ya kawaida. Viungo vya maikrowevu, taa za kuzuia, ufuatiliaji, vidhibiti vya ufikiaji na hita za makabati huongeza mizigo midogo ambayo ni rahisi kukosa. Nyongeza za redio za siku zijazo zinaweza kuwa muhimu zaidi kuliko asilimia chache ya ufanisi wa ubadilishaji.

Kisha kuna kiolesura cha DC. Mifumo mingi ya mawasiliano ya simu hufanya kazi kwenye basi la kawaida la -48 V DC. Pale ambapo usanifu unaruhusu, PV inaweza kuchaji betri na kuhudumia mizigo ya DC kupitia kidhibiti cha MPPT na mfumo wa umeme wa DC bila ubadilishaji usio wa lazima wa DC-hadi-AC-hadi-DC. Kibadilishaji umeme bado kinahitajika kwa mizigo ya AC, lakini haipaswi kuongezwa kwa kawaida.

Chagua usanifu wa uendeshaji kabla ya kupima ukubwa wa vipengele

Uainishaji wa eneo huja kwanza. Ubora wa gridi, upatikanaji wa mafuta, ardhi inayopatikana, rasilimali za jua na matokeo ya kukatika huamua ni usanifu gani unaostahili kufanyiwa uundaji wa kina.

Usanidi safi wa nishati ya jua unaweza kuonekana wa kuvutia katika lahajedwali kwa sababu huondoa mafuta. Hata hivyo, jenereta ya kawaida ya kusubiri inaweza kuwa nafuu kuliko kusakinisha PV ya kutosha na uwezo wa betri ili kufidia tukio la nadra la hali ya hewa la siku nyingi. Kinyume chake, jenereta kubwa inayofanya kazi kwa muda mrefu inaweza kupoteza mafuta na kupata matatizo ya matengenezo yanayoweza kuepukika. Nisingependekeza kuondoa chanzo cha mwisho cha chelezo hadi modeli ya saa itakapopona kesi za nishati ya jua ya chini na mwendeshaji akubali hatari iliyobaki ya kukatika kwa umeme.

Anza na mzigo uliopimwa na hali ya hewa ya kipindi cha usanifu

Kwa uchache, kusanya viwianishi vya eneo, mzigo wa saa au dakika 15, mahitaji ya kilele, violesura vya DC na AC, historia ya kukatika kwa umeme, rekodi za jenereta, halijoto ya kabati, eneo la PV linalopatikana na upanuzi wa mtandao uliopangwa. Rekodi tatu zinafichua hasa: athari ya mzigo, saa za uendeshaji wa jenereta na historia ya mafuta yaliyotolewa. Wanaposimulia hadithi tofauti, chukulia msingi wa nishati kama wa muda na ujue ni kwa nini kabla ya kupima ukubwa wa vifaa.

Ikiwa data ya muda haipatikani, jenga ratiba kwa mfumo mdogo badala ya kuzidisha kila ukadiriaji wa jina kwa saa 24. Weka alama kwa kila makadirio kama yalivyopimwa, yaliyohesabiwa au kudhaniwa. Nidhamu hiyo ndogo hurahisisha ukaguzi unaofuata.

Nishati ya kila siku hutumika kukadiria PV na uwezo wa betri. Nguvu ya juu hukaguliwa kando kwa sababu huamua kidhibiti, kirekebishaji, kibadilishaji umeme, kebo, upau wa basi na ukadiriaji wa ulinzi. Vyote viwili ni muhimu: tovuti yenye wastani mdogo wa kila siku bado inaweza kutoa mkondo wa juu wa muda mfupi.

Hesabu ya uchunguzi wa PV

E_source ni nishati ambayo lazima itolewe kwenye mpaka wa mfumo uliochaguliwa. PSH_design ni thamani ya kilele cha saa ya jua kwa mwezi husika wenye jua kidogo, si wastani wa mwaka tu. K_PV Husababisha hasara za upande wa PV kama vile halijoto, uchafu, kutolingana, nyaya, utendaji wa MPPT na kivuli.

Weka mipaka ya hasara inayoonekana. Hasara za kirekebishaji na usambazaji ziko katika njia ya chini ya umeme; halijoto ya moduli na uchafuzi viko upande wa PV. Ikiwa vyote vimefichwa ndani ya "sababu ya usalama" moja isiyoeleweka, vinaweza kuhesabiwa mara mbili au kukosa kabisa.

Hesabu ya uchunguzi wa betri

E_autonomy ni nishati ya mzigo inayohitajika wakati vyanzo vilivyochaguliwa havipatikani. DoD kina cha kutokwa kinaruhusiwa, η_path ni ufanisi wa betri hadi mzigo, F_EOL ni uwezo uliobaki unaohitajika mwishoni mwa maisha, na F_temp inawakilisha uwezo unaoweza kutumika katika halijoto ya muundo. Usitumie kipengele tena ikiwa tayari kimejumuishwa katika nishati inayoweza kutumika ya bidhaa iliyotangazwa.

Mfano wa uchunguzi wa kazi

Fikiria eneo la mbali lenye wastani wa kW 1.5. Mzigo wake unaoletwa ni kWh 36 kwa siku. Tuseme ufanisi wa chini ni 88% na posho ya upangaji ni 10%; lengo la nishati ya upande wa chanzo basi ni takriban kWh 45 kwa siku. Kwa saa 4 za jua kali za muundo wa 4.0 na kipengele cha kupunguza PV cha 0.78, safu ya awali ni takriban kWh 14.4.

Sasa tuseme betri lazima ichukue mzigo wa kW 1.5 kwa saa 12. Hiyo ni kWh 18 iliyotolewa. Kwa kina kinachoruhusiwa cha 80% cha kutokwa, ufanisi wa njia 94% na uhifadhi wa 80% wa mwisho wa maisha, hitaji la awali la nameplate ni takriban kWh 29.9 kabla ya kuzungusha moduli na marekebisho ya halijoto. Sharti la uhuru wa saa 24 lingekuwa takriban mara mbili ya takwimu hiyo.

Nambari hizi si nukuu. Zinaelezea seti moja ya mawazo, ambayo yote yanaonekana kwenye jedwali. Muundo wa mwisho lazima uige hali ya chaji ya betri kwa saa, siku zinazofuatana za hali mbaya ya hewa, halijoto, ukuaji wa mzigo na kukatika kwa chanzo. Lazima pia izunguke hadi kwenye moduli zinazolingana za betri na kuthibitisha mkondo kwa kiwango cha chini cha volteji ya uendeshaji.

Uponaji ni kipimo ambacho watu husahau

Baada ya kukatika au tukio la jua kali, mzigo wa simu unaendelea huku betri ikichajiwa. Katika mfano, kurejesha kWh 18 ndani ya saa sita kwa ufanisi wa njia ya kuchaji wa 92% kunahitaji takriban kW 3.3 kwa kuchaji. Ongeza mzigo unaoendelea wa kW 1.5 na chanzo kinachopatikana lazima kitoe angalau kW 4.8 kabla ya hasara zingine na nafasi ya juu.

Kwa hivyo, betri inaweza kuwa kubwa vya kutosha kwa uhuru lakini ikiwa imeunganishwa na uwezo mdogo sana wa PV au kirekebishaji ili kurejesha kabla ya tukio linalofuata. Simulizi ya hali ya chaji inapaswa kuonyesha akiba ya chini kabisa na muda unaohitajika kuirejesha.

Maamuzi ya vipengele vinavyoathiri uaminifu wa sehemu

Uwekaji na muundo wa PV

Kuweka moduli moja kwa moja kwenye mnara kunaweza kuokoa nafasi ya ardhini, lakini urefu wa mnara hauboreshi uzalishaji wa nishati ya jua kiotomatiki. Antena, chuma, nyaya na mimea iliyo karibu inaweza kutoa vivuli tata. Eneo lililoongezwa la upepo, upakiaji wa kimuundo, usafi mgumu na ufikiaji wa kazi katika urefu unaweza kuzidi kuokoa nafasi. Ikiwa fundi hawezi kusafisha au kubadilisha moduli kwa usalama, mavuno yake ya kinadharia hayafai sana. Safu zilizowekwa chini mara nyingi ni rahisi kuelekeza, kukagua na kupanua, mradi tu kiwanja kina ardhi salama, isiyo na kivuli.

Angalia upepo, theluji, kutu, udongo au hali ya msingi na volteji ya nyuzi joto baridi. Udhibiti wa mimea ni sehemu ya mpango wa matengenezo; safu ya paneli ambazo ziko wazi wakati wa kuanza kutumika zinaweza kufunikwa na kivuli mwaka mmoja baadaye.

Betri na BMS

Fosfeti ya chuma ya lithiamu inachukuliwa sana kwa ajili ya uhifadhi wa mawasiliano kwa sababu ya maisha yake ya mzunguko na sifa za joto, lakini kemia haihakikishi mfumo mzuri. Kagua nishati inayoweza kutumika, mkondo unaoendelea na wa kilele, mipaka ya chaji ya halijoto ya chini, upunguzaji wa halijoto ya juu, ulinzi wa BMS, usawazishaji wa seli au moduli, kurudi nyuma kwa mawasiliano na hali ya udhamini.

Betri sambamba zinapaswa kuwa na mkakati uliothibitishwa wa kushiriki mkondo, programu dhibiti inayolingana na ulinzi wa tawi la mtu binafsi. Kabla ya muunganisho, tofauti za hali ya chaji lazima zidhibitiwe ili kuepuka mkondo unaoingia au unaozunguka.

Njia ya umeme ya DC na kidhibiti mseto

Kidhibiti huamua wakati PV inahudumia mzigo, inachaji betri, inawasha jenereta au inatumia gridi ya taifa. Vipaumbele vyake vinapaswa kuakisi sera ya huduma badala ya chaguo-msingi la kiwanda. Hifadhi muhimu inaweza kuhitaji kulindwa kutokana na mizunguko ya kawaida ya kuokoa mafuta. Vile vile, vizingiti vya kuanza na kusimama kwa jenereta vinapaswa kuzuia mzunguko wa haraka na kuruhusu kizuizi cha kuchaji chenye ufanisi.

Thibitisha kiwango kamili cha volteji ya betri dhidi ya mzigo wa kawaida wa mawasiliano wa -48 V, sehemu za kurekebisha na kukatwa kwa volteji ya chini. Kwa tovuti mchanganyiko za AC na DC, panga kila hatua ya ubadilishaji na ufanisi wake.

Baraza la Mawaziri na ulinzi wa mazingira

Kizingiti cha nje kinahitaji zaidi ya ukadiriaji wa IP wa kichwa cha habari. Uongezaji wa nishati ya jua, mgandamizo, chumvi, vumbi, wadudu, viingilio vya kebo, mifereji ya maji na joto la ndani vyote vinaweza kuathiri uaminifu wa muda mrefu. Vipima joto vinapaswa kuwakilisha moduli za betri na vipengele vya joto, si hewa iliyo karibu na njia ya kuingilia pekee.

Kupasha joto, uingizaji hewa na upoezaji hutumia nishati, kwa hivyo vijumuishe katika mfumo wa mzigo. Katika maeneo yenye joto kali, kabati linalolinda maisha ya betri linaweza pia kuongeza mahitaji ya nishati ya kila siku. Katika maeneo yenye joto kali, kupasha joto kwa udhibiti kunaweza kuhitajika kabla ya kuchaji kuruhusiwa.

Ufuatiliaji unaoongoza kwa hatua

Data muhimu ya mbali inajumuisha nishati chanzo, mzigo wa tovuti, hali ya chaji ya betri, kuenea kwa seli au moduli, halijoto, kuanza kwa jenereta, kiwango cha mafuta, matukio ya ulinzi na afya ya mawasiliano. Dashibodi inayoonyesha hali ya chaji ya 100% si uthibitisho kwamba betri inaweza kutoa nishati yake iliyokadiriwa. Vipimo vya uwezo, historia ya matukio na data ya mitindo ni ya kushawishi zaidi. Weka umiliki wa kengele na nyakati za majibu kabla ya kukabidhi, na uhakikishe kuwa kidhibiti cha ndani kinadumisha utendakazi salama wakati muunganisho wa wingu au wa nyuma haupatikani.

Kwa nyenzo za ziada za kupanga miradi zinazolenga hasa maeneo ya mawasiliano, wanunuzi na timu za uhandisi wanaweza kushauriana na rasilimali hizi za mfumo wa umeme wa mawasiliano ya jua kama marejeleo ya pili wanapoandaa maswali yao ya eneo.

Linganisha gharama ya jumla ya mzunguko wa maisha, si paneli pekee dhidi ya dizeli

Mwanga wa jua hauna ankara ya mafuta, lakini mfumo wa mawasiliano ya nishati ya jua bado una gharama za mtaji, huduma na uingizwaji. Kwa ulinganisho wa dizeli, tumia bei ya mafuta iliyowasilishwa kwenye mnara, si bei ya pampu ya kitaifa. Hali ya barabara, umbali, usalama na ukubwa wa kila usafirishaji vinaweza kubadilisha idadi kwa kiasi kikubwa. Ulinganisho wa haki ni gharama iliyopunguzwa ya utoaji unaohitajika katika kipindi cha mradi.

Endesha angalau mifano mitatu: mfumo wa uendeshaji wa sasa, muundo wa mseto wa nishati ya jua na muundo unaoweza kutumika tena kwa kiwango cha juu. Jaribu bei ya mafuta, mwaka wa uingizwaji wa betri, ukuaji wa trafiki, mavuno ya nishati ya jua na mawazo ya ufadhili. Ninapendelea kuonyesha mawazo kando ya matokeo; nambari moja ya malipo huficha mengi sana.

Shughuli, usalama na masuala ya kijamii

Ufuatiliaji wa mbali hupunguza usafiri usio wa lazima, lakini hauondoi matengenezo ya kimwili. Uanzishaji unapaswa kuthibitisha polarity, ulinzi, torque, ramani ya kengele, hali ya kidhibiti, kuanza kwa jenereta, urejeshaji wa betri na mtiririko halisi wa nishati. Baadaye, badilisha data badala ya kusubiri kengele ya volteji ya chini. Wiki chache za kwanza zinafaa kuangaliwa kwa karibu kwa sababu zinafichua maeneo yasiyofaa, kivuli kisichotarajiwa na mizigo ambayo haikuwepo kwenye utafiti.

Wizi na uchezeshaji unastahili kuangaliwa kwa makini. Paneli, betri, mafuta na shaba vyote vinaweza kuvutia wizi. Uzio, ugunduzi wa uchezeshaji, vifunga vilivyofichwa, alama za mali, ufikiaji unaodhibitiwa na uwekaji wa vifaa kwa busara vinapaswa kuzingatiwa pamoja. Hatua za usalama bado lazima ziruhusu matengenezo salama na kutengwa kwa dharura.

Mradi wa nishati ya mawasiliano pia huchukua ardhi na hubadilisha mifumo ya kazi za wenyeji. Majadiliano ya awali na wamiliki wa ardhi na jamii yanaweza kutatua masuala ya ufikiaji, mimea, mwangaza, kelele na usalama. Ikiwa ni vitendo, toa mafunzo kwa mafundi wa wenyeji na ueleze usaidizi wa vipuri vya wenyeji. Mradi unaopunguza usafirishaji wa dizeli lakini hauachi mfumo wowote unaoweza kurekebishwa umetatua nusu ya tatizo pekee.

Wakati mfumo wa mawasiliano ya nishati ya jua huenda usiwe hatua sahihi ya kwanza

Nishati ya jua si uwekezaji bora kiotomatiki katika kila mnara. Fikiria upya usanifu wakati eneo hilo lina kivuli kikali mwaka mzima, hakuna nafasi salama, muda mfupi wa kukodisha uliobaki, ukuaji wa mzigo usio na uhakika au gridi ya umeme ya bei nafuu inayotegemewa sana na mfiduo mdogo wa kukatika kwa umeme. Misimu mikubwa ya jua kali inaweza pia kufanya jenereta, ugani wa gridi au mseto wa nishati ya jua ya upepo kuwa na busara zaidi kuliko akiba kubwa sana ya PV na betri.

Wakati mwingine uwekezaji wa kwanza unapaswa kuwa ufanisi: kutengeneza vidhibiti vya kupoeza, kuondoa vifaa vya kizamani, kurekebisha hasara za DC au kuimarisha mizigo. Kila wati 100 zinazoondolewa huokoa kWh 2.4 kwa siku na hupunguza mahitaji ya PV na betri.

Maswali ya kuuliza katika ombi la pendekezo la huduma ya mawasiliano ya nishati ya jua

• Ni wasifu gani wa mzigo uliopimwa, nguvu ya kilele na kesi ya ukuaji wa siku zijazo iliyotumika?
• Ni seti gani ya data ya jua, mwezi wa usanifu na miaka ya hali ya hewa inayounga mkono ukubwa wa PV?
• Ni hasara na faida gani zilizojumuishwa, na mipaka yake iko wapi?
• Ni nishati ngapi ya betri hufikia mzigo mwanzoni na mwisho wa maisha?
• Ni nini kinachotokea wakati wa siku za jua kali mfululizo?
• Urejeshaji huchukua muda gani huku mzigo wa moja kwa moja ukiendelea kufanya kazi?
• Ni mizigo gani inayobaki kwenye DC, na ubadilishaji wa AC unahitajika wapi?
• Jenereta hushughulikia vipi kuanza, kusimamisha, kupakia na kushindwa kwa jenereta?
• Je, halijoto na kikomo cha mkondo wa betri ni vipi?
• Je, kivuli, upepo, kutu, vumbi, mgandamizo na wizi hushughulikiwaje?
• Ni kengele zipi zinazopatikana ndani na mbali, na ni nani anayejibu?
• Ni majaribio gani ya kukubalika kwa kiwanda na tovuti yanayoonyesha kila hali ya uendeshaji?
• Ni vipuri vipi, usaidizi wa programu dhibiti na huduma za uwanjani zinazopatikana?
• Nani anamiliki ubadilishaji wa betri, usafirishaji na utunzaji wa betri mwisho wa maisha?

Jinsi Huijue inavyokabiliana na nishati ya tovuti za mawasiliano

Huijue hutengeneza suluhisho jumuishi za umeme wa mawasiliano zinazochanganya usambazaji, usambazaji, chelezo, ulinzi na ufuatiliaji kuhusu mahitaji ya uendeshaji wa tovuti. Kulingana na mradi, usanifu unaweza kujumuisha uzalishaji wa PV, udhibiti wa MPPT, uhifadhi wa betri ya lithiamu, umeme wa kawaida wa -48 V DC, ingizo la gridi au jenereta, udhibiti wa mazingira na usimamizi wa nishati ya mbali.

Pendekezo linapaswa kuanza na ushahidi, si ukubwa wa kabati uliopangwa awali. Pembejeo muhimu ni viwianishi, wasifu wa mzigo, lengo la uhuru, dirisha la volteji, historia ya gridi na jenereta, mipaka ya hali ya hewa, eneo linalopatikana la jua, itifaki ya mawasiliano na upanuzi unaotarajiwa. Kuanzia hapo, timu ya uhandisi inaweza kulinganisha usanifu na kutambua ni mawazo gani yanayohitaji uthibitisho wa uwanja.

Maswali yanayoulizwa mara kwa mara

Je, mnara wa mawasiliano unaweza kufanya kazi kwa nguvu ya jua pekee?

Ndiyo, pale ambapo rasilimali ya jua, eneo lisilo na kivuli, uwezo wa kuhifadhi na mzigo vinaendana. Mfano wa mfululizo wa muda bado unapaswa kujaribu msimu wa jua kali na urejeshaji unaohitajika. Maeneo muhimu yanaweza kuhifadhi jenereta au chanzo kingine mbadala kwa matukio adimu.

Mnara wa seli unahitaji paneli ngapi za jua?

Hakuna jibu la kutegemewa kutoka kwa aina ya mnara pekee. Idadi ya paneli inategemea mzigo wa kila siku, ukadiriaji wa paneli, mwanga wa jua wa mwezi wa muundo, halijoto, kivuli, hasara za mfumo, mwelekeo na kiwango cha ukuaji. Anza na kWh kwa siku, si sheria ya jumla ya paneli kwa kila mnara.

Je, kituo cha mawasiliano kinachotumia nishati ya jua huhitaji kibadilisha umeme kila wakati?

Hapana. Mizigo mingi ya mawasiliano hutumia nominal -48 V DC na inaweza kutolewa kupitia usanifu unaofaa wa DC. Kibadilishaji umeme kinahitajika kwa mizigo ya AC. Kuondoa hatua zisizo za lazima za ubadilishaji kunaweza kupunguza upotevu na kurahisisha njia ya umeme.

Je, ni kiasi gani cha uhuru wa betri kinachofaa?

Mendeshaji anapaswa kufafanua uhuru kutoka kwa shabaha ya huduma, hali ya hewa, uaminifu wa chanzo na muda wa majibu. Tovuti inayosaidiwa na gridi ya taifa inaweza kuhitaji saa, huku tovuti ya mbali nje ya gridi ya taifa inaweza kuhitaji muda mrefu zaidi. Uhuru mrefu huongeza gharama, alama na mahitaji ya urejeshaji.

Je, paneli za jua zinaweza kuwekwa kwenye mnara wa mawasiliano?

Wanaweza katika baadhi ya mipangilio iliyobuniwa, lakini muundo, upakiaji wa upepo, kivuli, uelekezaji wa kebo, mazingira ya RF na ufikiaji wa matengenezo lazima upimwe. Uwekaji wa ardhi mara nyingi ni rahisi zaidi wakati ardhi salama inapatikana.