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Estudo de caso de sistema solar fora da rede de 10KW em Camarões

Publicar Time: 2022-09-23     Origem: alimentado

Informações do local

Montado no solo

Área 4m x 25m

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Geração Diária

painel solar de 46pcs 245W

56,35 kWh


Projeto: Yaoundé

País: Camarões

Configuração: Painel solar de 245 W * 46 unidades

Bateria 306Ah2V * 40 unidades

Inversor 10KW

Controlador 70A MMPT * 3 unidades


SunMaster A Solar recebe cinco estrelas em todos os aspectos do serviço que presta, desde o design até a chegada do material, a comunicação é clara e precisa. Como operador local de negócios renováveis, o apoio de toda a equipe da SunMaster é inestimável para mim. Eles sempre me protegem para garantir que eu não perca nada.'

--------Yaouba,Gerente de Projeto e Construção

Energia Solar RenovávelSARL, Camarões



A África é frequentemente considerada e referida como o “continente do Sol” ou o continente onde a influência do Sol é maior. De acordo com o “Mapa Mundial do Sol”, a África recebe muito mais horas de sol brilhante durante o ano do que qualquer outro continente da Terra: muitos dos lugares mais ensolarados do planeta ficam lá. A energia ilimitada da luz solar proporcionou uma maior adopção de tecnologia solar renovável no continente dourado.

O sistema de energia solar fora da rede é um sistema independente e autossuficiente de fornecimento de energia renovável. É muito útil para áreas de escassez de energia que estão longe de usinas e redes públicas de energia.


Projeto

Este projeto de usina solar de 10KW baseado em Camarões foi projetado e fabricado por SunMaster.

O sistema fotovoltaico é composto de seis partes, incluindo painéis solares, inversor, baterias, controlador de carga solar MPPT, caixa combinadora fotovoltaica e suporte de montagem. O desenho final projetado conforme abaixo:



Os painéis solares são conectados ao controlador de carga solar, que produz a energia para primeiro satisfazer o consumo diário de energia elétrica do usuário e, em seguida, a energia supérflua é armazenada nas baterias para uso à noite e em dias nublados e chuvosos. Quando a energia das baterias se esgota, a maioria dos inversores pode suportar a entrada da rede elétrica (ou do gerador a diesel) como fonte de energia suplementar para a carga.

O projeto do sistema de energia solar fora da rede é diferente do sistema de energia solar conectado à rede. O primeiro precisa levar em consideração muitos fatores, incluindo a carga, a quantidade diária de eletricidade e as condições climáticas locais e assim por diante, para escolher diferentes planos de projeto de acordo com as demandas práticas dos clientes. Portanto, o sistema de energia solar fora da rede é comparativamente complexo.


Saiba quanta potência o carregar

Para garantir a confiabilidade do sistema fotovoltaico fora da rede, SunMaster fez um levantamento completo das demandas de eletricidade dos clientes. Isto é para descobrir quanta energia é necessária, incluindo as classificações de potência de todos os aparelhos ou dispositivos, o tempo de funcionamento e o consumo diário de eletricidade (ou seja, quantos quilowatts-hora são no total). Depois disso, o projeto do sistema de energia solar fora da rede baseia-se principalmente nesses dados, incluindo a seleção do inversor solar, cálculo da capacidade do painel solar e cálculo da capacidade das baterias.

Abaixo estão os detalhes da planilha de consumo de energia:

1.1 A seleção do inversor solar


A potência nominal do inversor solar a ser selecionada não deve ser menor que a potência total das cargas. No entanto, considerando a vida útil e a expansão da capacidade de acompanhamento do inversor, certa margem de segurança deve ser deixada para a potência do inversor, que geralmente é de 1,2 a 1,5 vezes a potência da carga.

Além disso, se a carga incluir aparelhos sensíveis, como geladeira, ar-condicionado, bomba d'água e exaustor de fumaça com motor elétrico (a potência de partida do motor elétrico é de 3 a 5 vezes sua potência nominal), então o a potência de inicialização dessas cargas também deve ser levada em consideração. Em outras palavras, a potência de inicialização destas cargas deve ser menor que a potência máxima de surto do inversor.

Potência do inversor = (Potência da carga * Fator de margem)/ Fator de potência do inversor.

De acordo com a ficha de REQUISITOS DIÁRIOS DE ENERGIA DO SISTEMA do usuário, a carga total do aparelho (já considerada a potência indutiva considerada) é de 10,72KW, portanto podemos calcular que a capacidade do inversor deve ser de 10KW.

Usamos o inversor SunMaster TSC-10KW/48V neste projeto.

Capacidade nominal

10KW

Modo e princípio de trabalho

A tecnologia de controle de precisão DSP e a potência de saída PWM (modulação por largura de pulso) de microprocessador duplo integrado são completamente isoladas)

Entrada CA

fase

3 fases +N+G

tensão

AC220V/AC380V±20%



freqüência

50Hz/60Hz±5%



Sistema DC

Tensão CC

489VCC (10KW/15KW)

Saída CA

Fase/Frequência

3 fases +N+G,50Hz/60Hz±5%

tensão

AC220V/AC380V/400V/415V

eficiência

≥95%(carga100%)

Forma de onda de saída

Onda senoidal pura

Distorção harmônica total

Carga linear<3% carga não linear<5%

Transientes de tensão de carga dinâmica

<±5%(de 0 a 100% saltus)

Tempo de troca

<10s

Tempo de troca da bateria e energia da cidade

3S-5S

Tensão desequilibrada

<±3% <±1%(tensão de carga balanceada)

Capacidade de sobrecarga

120% 20S protege, mais de 150%,100ms

Índice do sistema

Eficiência de trabalho

100%carga≥95%

Temperatura operacional

-20℃-40℃

barulho

40-50dB

estrutura

Tamanho D×L×A(mm)

580*750*920

Peso Kg)

180


1.2 Cálculo da capacidade do painel solar e conexão

A energia gerada pelos módulos de painéis solares durante o dia é parcialmente para uso da carga e o restante é para carregar a bateria de armazenamento. Ao anoitecer ou quando a radiação solar for inadequada, a eletricidade das baterias será descarregada para uso da carga. Assim, verifica-se que toda a eletricidade consumida pela carga provém da eletricidade gerada pelos painéis solares durante o dia, quando não há rede elétrica ou quando o motor diesel serve como fonte de energia suplementar. Considerando as diferenças de intensidade de iluminação em diferentes estações e em diferentes regiões, o projeto de capacidade do painel solar deve ser capaz de atender às demandas mesmo nas piores estações de iluminação solar, de modo a garantir a operação confiável do sistema solar. Abaixo está a fórmula para calcular a capacidade do painel solar:

Potência do painel solar = (Consumo diário de eletricidade da carga * Fator de margem)/ (Horários de pico de luz solar do pior mês*Eficiência do sistema). Descobrimos que o painel solar necessário deve ser de 11045W. Finalmente, usamos 46pcs * 245W para este projeto.

Além do cálculo da capacidade do painel solar,SunMaster também faz o projeto ideal para o ângulo da estrutura de montagem solar e a fiação (2 séries + 23 paralelos). Abaixo estão o desenho final.


O cabo de painéis solares de 46 unidades coletado nas 3 caixas combinadoras: (1).8 entradas + 2 saídas (2).8 entradas + 2 saídas (3).7 entradas + 2 saídas


1.3 Cálculo da capacidade das baterias e conexão

As baterias do sistema de energia solar fora da rede são usadas principalmente para armazenar energia e garantir que a carga possa funcionar normalmente quando a radiação solar é insuficiente. Em termos do sistema de energia solar fora da rede para equipamentos importantes, o projeto da capacidade das baterias deve levar em consideração o número de dias nublados e chuvosos mais longos no local. O sistema solar fora da rede comum não possui requisitos tão elevados de fornecimento de energia para a carga e, considerando o custo do sistema, o número de dias nublados e chuvosos pode ser deixado desconsiderado, e o uso da carga pode ser ajustado de acordo com o real intensidade de iluminação.

Além disso, a maioria dos sistemas solares fotovoltaicos fora da rede adotam baterias de gel, cuja profundidade de descarga geralmente varia de 0,5 a 0,7. A capacidade das baterias a escolher pode referir-se à seguinte fórmula:

Capacidade das baterias = (Consumo diário de eletricidade × Número de dias sucessivos de chuva e nublado) / Profundidade de descarga das baterias. Descobrimos que a capacidade da bateria necessária deve ser 1515Ah48V. Finalmente, usamos 40pcs * 6V 306Ah Gel Battery para este projeto.



Para evitar danos potenciais e garantir um ciclo de vida ideal, as baterias industriais precisam sempre ser armazenadas com segurança.

A bateria não pode ser colocada diretamente em um piso de concreto. Neste projeto, o usuário preparou uma sala fresca e seca e ventilada para o equipamento.

SunMaster faça uma placa de piso de pinho com material de isolamento térmico para colocar a bateria.


1.4 Seleção do controlador de carga solar

O controlador de carga solar é um dispositivo que gerencia a carga e descarga da energia dos painéis solares para as baterias. Os dois fatores principais para selecionar um controlador de carregamento adequado são a tensão e a corrente nominais. A tensão nominal do controlador de carregamento está de acordo com a tensão operacional das baterias no sistema solar. Quanto à corrente nominal, ela pode ser calculada aproximadamente pela potência do painel solar dividida pela tensão das baterias, e também reservar uma margem de 25% para considerações de segurança. Neste projeto, SunMaster selecionou controlador tipo 70A MPPT e 3pcs em paralelo. Em comparação com o tipo PWM, o controlador de carga solar MPPT é mais econômico devido às suas vantagens exclusivas sobre os outros.



BENEFÍCIOS DA SOLUÇÃO IMPLEMENTADA

1. Evitando quedas de energia

Sair da rede significa que você não sofrerá cortes de energia imprevisíveis em casa. Isso ocorre porque você não ficará preso à fonte de energia da cidade, que pode sofrer interrupções de energia devido a chuvas congelantes, tempestades de granizo ou ventos fortes que podem danificar linhas e equipamentos de energia.

Os cortes de energia são problemáticos porque prejudicam a produtividade e tornam as condições de vida desconfortáveis.

Embora as interrupções que duram de alguns minutos a algumas horas sejam incômodas, aquelas que duram dias ou semanas são extremamente estressantes, pois os proprietários sentirão totalmente o desconforto durante esses períodos. Viver sem iluminação é inconveniente e ter que esperar o serviço voltar a funcionar é frustrante.

A instalação de um sistema solar fora da rede em sua casa torna-a autossuficiente em termos de captação de energia.

Baterias carregadas com energia solar podem permitir que sua casa funcione sem ter que se preocupar com tempestades, chuvas, ventos, ondas de frio e ondas de calor que podem interromper a energia, danificando linhas de energia ou aumentando a demanda de energia.

O equipamento de um sistema fora da rede é independente e você só precisa se preocupar com as demandas de energia para evitar quedas de energia.

Ficar fora da rede é excelente para pessoas que se preparam para calamidades que podem resultar em cortes de energia a longo prazo, para que possam sobreviver com relativo conforto.

2. Redução dos custos de eletricidade

O uso de energia renovável fora da rede elimina a dependência de recursos finitos, como combustíveis fósseis, cujo preço aumenta à medida que se esgotam, ao mesmo tempo que elimina a necessidade de pagar contas de energia elétrica.

Embora o custo inicial de um sistema solar fora da rede seja elevado, as baixas taxas mensais e os baixos custos de manutenção compensam-no a longo prazo.

Os sistemas solares fora da rede dependem apenas do sol para produzir energia para uma casa, o que significa que não há contas mensais de eletricidade a pagar. Os custos de manutenção também são inferiores aos padrão e exigem apenas a troca das baterias após 8 a 10 anos.


3. Instalação mais fácil

Como os equipamentos associados aos sistemas solares fora da rede não dependem da rede, o processo de instalação é muito mais simples do que depender de infraestruturas complexas para funcionar.

Por exemplo, a instalação de sistemas ligados à rede requer o serviço de profissionais para conectá-los à rede elétrica da cidade.

Por outro lado, a instalação de um sistema solar fora da rede exige apenas que o proprietário tenha conhecimento de ferramentas comuns. O processo não é tão complicado, o que pode dispensar a contratação de um profissional.

Também retirado da equação está o dispendioso processo de escavação de valas para colocar a energia solar coletada na rede, o que é necessário quando se utiliza sistemas vinculados à rede.


4. Fornecimento de uma fonte alternativa de energia para áreas rurais

Os habitantes de zonas rurais e remotas enfrentam um problema significativo em matéria de electricidade; têm menos infra-estruturas (e menos avançadas) do que locais urbanizados, o que resulta em dificuldade de ligação à rede eléctrica primária.

As probabilidades de apagões são maiores em áreas remotas, o que torna as condições de vida desconfortáveis. De qualquer forma, com um acesso tão limitado à rede, um sistema solar fora da rede seria perfeito para as famílias rurais.

Se você mora em uma área rural, um sistema solar fora da rede pode tornar sua casa autossuficiente e mais independente da energia inconsistente da cidade. Normalmente também é mais barato e oferece mais disponibilidade para se deslocar onde não há linhas de energia na cidade.


5. Mantém o Meio Ambiente Limpo e Verde

Tal como acontece com qualquer tipo de energia renovável, a energia solar é mais verde e limpa para o meio ambiente do que a energia proveniente de combustíveis fósseis.

Quer você use sistemas solares fora da rede ou dentro da rede, eles ainda serão mais ecológicos do que a energia de combustíveis fósseis.

A energia renovável permite que todos gerem eletricidade sem ter que queimar combustíveis fósseis, reduzindo assim a pegada de carbono produzida pelo uso da energia.

Sair da rede é benéfico para a natureza, pois minimiza os efeitos nocivos da eletricidade ao meio ambiente por não depender da queima de combustíveis fósseis que acabam poluindo o ar.