تبدیل برق خورشیدی به یک خانه در جزایر کارائیب

تحول انرژی خورشیدی خارج از شبکه برای یک خانه در جزیره کارائیب

مکان:اقامتگاه ساحلی در سنت لوسیا، کارائیب

بازه‌ی زمانی:ژوئن 2023 - آگوست 2023

سهامدار اصلی:دیوید رینولدز، صاحب‌خانه

چالش: برق غیرقابل اطمینان در بهشت

خانه رویایی دیوید رینولدز در سنت لوسیا با یک واقعیت تلخ روبرو بود: قطعی‌های مکرر شبکه در طول طوفان‌های استوایی و هزینه‌های سرسام‌آور برق (بیش از 450 دلار در ماه). سیستم باتری اسید-سرب موجود او با طول عمر کوتاه و شارژ مجدد کند دست و پنجه نرم می‌کرد. پس از آنکه طوفان السا باعث خاموشی 5 روزه در سال 2022 شد، دیوید به دنبال یک راه‌حل خارج از شبکه قوی بود که بتواند وسایل برقی پرمصرف (AC، پمپ آب) را مدیریت کند و از وسایل الکترونیکی حساس مانند تنظیمات دفتر کار خانگی او محافظت کند.

راه‌حل: ادغام خورشیدی هیبریدی با ظرفیت بالا

یک شرکت محلی انرژی تجدیدپذیر یک سیستم اینورتر هیبریدی 11 کیلوواتی (مدل معادل EM11000-48L) را در کنار 12 کیلووات پنل خورشیدی و یک بانک باتری LiFePO4 با ظرفیت 30 کیلووات ساعت نصب کرد. ویژگی‌های کلیدی که نیازهای دیوید را برطرف کرد:

1. شارژرهای MPPT دوگانه:حداکثر برداشت خورشیدی از دو آرایه پنل مستقل (نماهای شرقی/غربی سقف)، که تا 11 کیلووات ورودی PV و رشته‌های 500 ولت DC را مدیریت می‌کند. جریان شارژ خورشیدی 160 آمپر حداکثر، باتری‌ها را حتی در روزهای نیمه‌ابری به سرعت شارژ می‌کرد.

2. بهینه‌سازی باتری لیتیومی:ارتباط RS485 اینورتر، ادغام یکپارچه با باتری‌های LiFePO4 را امکان‌پذیر کرد و پروفایل‌های شارژ دقیق (CC/CV) و فعال‌سازی از طریق خورشید یا شبکه را در زمانی که باتری‌ها عمیقاً تخلیه شده بودند، فعال کرد. عملکرد EQ عمر چرخه باتری را افزایش داد.

3. عملکرد مستقل از شبکه:در طول طوفان‌ها، سیستم به طور خودکار به حالت خارج از شبکه تغییر وضعیت دادبدون نیاز به باتری– یک ویژگی حیاتی زمانی که باتری‌های دیوید به طور موقت برای تعمیر و نگهداری قطع شده بودند. خروجی موج سینوسی خالص (220-240VAC ±2%) از رایانه‌ها و تجهیزات پزشکی او محافظت می‌کرد.

4. مقاومت در برابر محیط‌های سخت:درپوش‌های گرد و غبار قابل جدا شدن، ترمینال‌ها را از هوای شور ساحلی و خاکستر آتشفشانی محافظت می‌کردند، در حالی که محدوده دمای عملیاتی گسترده (-10 درجه سانتی‌گراد تا 50 درجه سانتی‌گراد) آب و هوای استوایی سنت لوسیا را مدیریت می‌کرد.

5. مدیریت هوشمند انرژی:تنظیمات اولویت خروجی (حالت SBU: خورشیدی > باتری > برق) استفاده از شبکه را به حداقل رساند. توان ضربه‌ای 22000VA راه‌اندازی موتورها برای پمپ‌های آب و تهویه مطبوع را مدیریت کرد.

نتایج قابل اندازه‌گیری

1. استقلال انرژی:98% خودکفایی خورشیدی به دست آمد؛ قطعی‌های شبکه بی‌اهمیت شدند.
2. صرفه‌جویی در هزینه:قبوض برق به حدود 15 دلار در ماه (هزینه آماده‌به‌کار شبکه) کاهش یافت.
3. قابلیت اطمینان سیستم:صفر زمان خرابی در طول 3 طوفان بزرگ پس از نصب.
4. عملکرد باتری:94% راندمان اوج اینورتر، تلفات انرژی را کاهش داد و زمان اجرای باتری روزانه را 30% نسبت به سیستم قدیمی افزایش داد.

دیدگاه دیوید

"سرعت انتقال تغییردهنده بازی بود. رایانه‌های من حتی در طول خرابی‌های شبکه چشمک هم نزدند. دانستن اینکه می‌توانم وسایل ضروری را مستقیماً از خورشید اجرا کنم اگر باتری‌ها از کار بیفتند، به من آرامش خاطر واقعی می‌دهد. نظارت از راه دور به من اجازه می‌دهد عملکرد را از تلفنم پیگیری کنم – دیدن 160 آمپر که در ظهر به باتری‌ها سرازیر می‌شود، چشمگیر است!"

نکات برجسته فنی تأیید شده

نتیجه‌گیری:این مورد نشان می‌دهد که چگونه اینورترهای هیبریدی پیشرفته، مقاومت واقعی انرژی را در محیط‌های چالش‌برانگیز امکان‌پذیر می‌کنند. با استفاده از ولتاژهای ورودی PV بالا، سازگاری با باتری لیتیومی و عملکرد مستقل از شبکه، صاحبان خانه‌ها می‌توانند آسیب‌پذیری برق را بدون به خطر انداختن نیازهای الکتریکی مدرن از بین ببرند.