تحديد حجم محولات التوزيع لمشاريع الطاقة الشمسية والتخزين

لماذا تختلف مشاريع الطاقة المتجددة

يعمل محول التوزيع في مصنع أو مبنى تجاري قريباً من قدرته المقدرة معظم ساعات اليوم. أما المحول في مزرعة شمسية فليس كذلك. ترتفع الطاقة المنتجة في الصباح، وتبلغ ذروتها حوالي منتصف النهار، ثم تنخفض في المساء، لذا يقضي المحول نسبة كبيرة من ساعات تشغيله أقل بكثير من قدرته المقدرة. وتشير الأرقام التي تُذكر عادةً لمحطات الطاقة الكهروضوئية إلى أن متوسط التحميل السنوي يقل عن نصف القدرة الاسمية.

تتصرف أنظمة تخزين البطاريات بشكل مختلف مرة أخرى. إذ يشحن نظام التخزين ويُفرغ بشكل متكرر على مدار اليوم، لذا يرى محوله دورات تشغيل أكثر ومتوسط تحميل أعلى من وحدة كهروضوئية بنفس القدرة.

كلا الحالتين تؤديان إلى نفس الاستنتاج فيما يتعلق بالمواصفات: يتم تنشيط الوحدة لساعات أكثر بكثير مما يتم تحميلها بالكامل. الفقد الذي يتراكم على مدار الساعة هو فقد اللاحمل في القلب، وليس فقد الحمل في الملفات.

ابدأ من العاكس أو نظام تحويل الطاقة، وليس من المحول

يجب أن يتطابق الملف منخفض الجهد مع خرج التيار المتردد للعاكس أو نظام تحويل الطاقة. عادةً ما يكون 0.4 كيلوفولت للعواكس السلسلية والمتوسطة الحجم، مع استخدام 0.69 كيلوفولت و0.8 كيلوفولت للوحدات المركزية الأكبر. يتطابق الملف عالي الجهد مع نظام التجميع في المحطة، والذي عادةً ما يكون 10 كيلوفولت أو 20 كيلوفولت أو 35 كيلوفولت حسب حجم المحطة والممارسة المحلية.

غالبًا ما يتم حسم تفصيلين متأخرين جدًا. الأول هو مجموعة المتجهات وترتيب النقطة المحايدة: يجب أن يتوافق تكوين تأريض المحول مع تصميم التأريض للمنشأة. والثاني هو ما يحدث عند تشغيل الوحدات على التوازي. حيثما تغذي عدة محولات مغذيًا واحدًا، أو تغذي عدة عاكسات محولًا واحدًا، يجب أن تتطابق الممانعة ومجموعة المتجهات، وهذا قرار مواصفات وليس تفصيلًا يُصلح في الموقع.

أي رقم فاقد تدفع مقابله فعليًا

يكون الفاقد اللاحمل موجودًا كلما كان المحول مُكهربًا. ويتغير الفاقد تحت الحمل مع مربع نسبة التحميل. في منشأة تعمل بمتوسط تحميل منخفض، قد يمثل الفاقد اللاحمل الحصة الأكبر من تكلفة الطاقة على مدى العمر — ولهذا فإن تصميم قلب منخفض الفاقد يكلف أحيانًا أكثر عند الشراء وأقل على مدى عمر المشروع.

تتعامل العديد من المناقصات مع هذا من خلال تقييم الخسائر المرسملة: يتم تطبيق قيمة نقدية لكل واط على كل رقم خسارة وإضافتها إلى سعر الشراء قبل مقارنة العروض. إذا كانت مناقصتك لا تستخدم الخسائر المرسملة، فكن على علم أن أقل سعر شراء ليس تلقائيًا أقل تكلفة إجمالية.

الظروف التي تغير التصميم

درجة الحرارة المحيطة. تعتبر IEC 60076-1 ظروف الخدمة العادية بحد أقصى لدرجة الحرارة المحيطة 40 درجة مئوية، بمتوسط 30 درجة مئوية على مدى 24 ساعة ومتوسط سنوي 20 درجة مئوية. المواقع التي تتجاوز ذلك تحتاج إلى تخفيض قدرة الوحدة، أو طلبها لفئة حرارة محيطة أعلى.

الارتفاع. تُذكر ظروف الخدمة العادية حتى 1,000 م. فوق ذلك، تنخفض قوة العزل الهوائي ويصبح التبريد أقل فعالية، لذا يحتاج كل من مستويات العزل وارتفاع درجة الحرارة إلى تصحيح.

التوافقيات. يحمل خرج العاكس وPCS محتوى توافقياً لا تكون محولات التوزيع التقليدية مصممة لمعالجته. ترفع خسائر التوافقيات الإضافية درجة حرارة الملفات وقد تتطلب تخفيض القدرة. إذا كانت ورقة بيانات العاكس لديك تعطي رقم تشوه التيار، فمرّره إلى مورد المحول في مرحلة الاستفسار.

ظروف الموقع. تجمع مواقع الصحراء والإشعاع الشمسي العالي بين درجة الحرارة المحيطة المرتفعة والكسب الشمسي. تحتاج التركيبات الجافة داخل حاويات أو داخل المباني إلى تخطيط مسار تدفق الهواء قبل تحديد الوحدة. تحتاج المشاريع الساحلية إلى تحديد فئة التآكل للخزان والملحقات مبكراً، لأن ذلك يؤثر على وقت التسليم وكذلك على السعر.

ما يجب تأكيده قبل الطلب

· القدرة المقدرة ونسبة الجهد المنخفض / الجهد العالي

· نطاق النقر، عادةً ±2 × 2.5%

· مجموعة المتجهات وترتيب المحايد

· الممانعة، وما إذا كانت الوحدات ستوصل على التوازي

· أرقام خسائر عدم التحميل والتحميل، وتصحيح درجة الحرارة المحيطة / الارتفاع المطبق

· للنوع الجاف: فئة التبريد (AN أو AF) والقدرة المقدرة تحت التبريد القسري

· نطاق الاختبارات، وما إذا كان التفتيش من طرف ثالث مطلوبًا

· مستوى كفاءة الطاقة المطلوب في سوق الوجهة، حيث يكون منظمًا

وفيما يتعلق بالنقطة الأخيرة، إذا كان المشروع في الاتحاد الأوروبي، فإن الامتثال لـ IEC 60076 وحده ليس كافيًا. يحدد لائحة المفوضية (EU) 2019/1783 مستويات الفقد القصوى للمحولات الصغيرة والمتوسطة والكبيرة التي تُطرح في سوق الاتحاد الأوروبي، مع سلسلة EN 60076 كمعايير منسقة. يجب تحديد مستوى الفقد المطلوب في المواصفات منذ البداية، لأنه يغير تصميم القلب وليس التشطيب.