Ի՞նչ սարքավորումներ են անհրաժեշտ ֆոտովոլտային կապի կայան կառուցելու համար: Ֆոտովոլտային կապի կայանների կառուցման ուղեցույց

Ֆոտովոլտային կապի կայանը ենթակառուցվածքի նորարարական ձև է, որը համատեղում է ֆոտովոլտային էներգիայի արտադրության տեխնոլոգիան կապի բազային կայանների կառուցման հետ: Այն ապահովում է կապի սարքավորումների կայուն և հուսալի էլեկտրամատակարարում վատ ցանցային ծածկույթ ունեցող տարածքներում, ինչպիսիք են հեռավոր շրջանները, լեռնային տարածքները և կղզիները: Այս հոդվածը կներկայացնի ֆոտովոլտային կապի կայանների կառուցման համար անհրաժեշտ հիմնական և օժանդակ սարքավորումների, ինչպես նաև հիմնական կոնֆիգուրացիայի նկատառումների մանրամասն նկարագրությունը՝ առաջարկելով գործնական ուղեցույց ոլորտի մասնագետների համար:

I. Հիմնական էլեկտրաէներգիայի արտադրության սարքավորումներ

1. Ֆոտովոլտային մոդուլներ (արևային վահանակներ)

Ֆոտովոլտային մոդուլները ամբողջ համակարգի «սիրտն» են, որոնք պատասխանատու են արևային էներգիան հաստատուն հոսանքի (DC) փոխակերպելու համար: Կապի կայաններում սովորաբար օգտագործվում են մոնոբյուրեղային կամ պոլիբյուրեղային սիլիցիումային արևային վահանակներ, որոնց հզորությունը սովորաբար տատանվում է 200 Վտ-ից մինչև 400 Վտ: Ֆոտովոլտային մոդուլների քանակը և հզորությունը պետք է համապատասխանաբար կարգավորվեն՝ հիմնվելով կապի սարքավորումների էներգիայի սպառման և տեղական արևի լույսի պայմանների վրա: Խորհուրդ է տրվում ընտրել բարձր փոխակերպման արդյունավետությամբ և եղանակային պայմաններին դիմադրող ապրանքանիշային արտադրանք և պահպանել 15%–20% հզորության մարժա:

2. Ֆոտովոլտային ինվերտորներ

Ինվերտորները ֆոտովոլտային մոդուլների կողմից արտադրված հաստատուն հոսանքի էներգիան փոխակերպում են փոփոխական հոսանքի՝ կապի սարքավորումների կողմից օգտագործելու համար: Կապի կայանների համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել մաքուր սինուսոիդալ ալիքային ինվերտորներ, քանի որ դրանք ստեղծում են մաքուր ելքային ալիքային ձև, որը պաշտպանում է զգայուն կապի սարքավորումները: Հզորության ընտրության հարցում ինվերտորի անվանական հզորությունը պետք է լինի կապի սարքավորումների ընդհանուր էներգիայի սպառումից 1.5-ից 2 անգամ մեծ՝ նույնիսկ գագաթնակետային ծանրաբեռնվածության ժամանակ կայուն աշխատանք ապահովելու համար:

3. Մարտկոցի բանկ

Մարտկոցի բանկը ծառայում է որպես «էներգիայի պաշար» ֆոտովոլտային կապի կայանների համար՝ գիշերը կամ ամպամած կամ անձրևոտ եղանակին էլեկտրաէներգիա մատակարարելով կապի սարքավորումներին: Երեք տարածված տեսակներն են՝ կապարաթթվային մարտկոցները, գելային մարտկոցները և լիթիում-իոնային մարտկոցները: Կապարաթթվային մարտկոցները ավելի էժան են, բայց ունեն ավելի կարճ կյանքի տևողություն. գելային մարտկոցները քիչ սպասարկում են պահանջում և հարմար են անօդաչու կայանների համար. չնայած լիթիում-իոնային մարտկոցներն ավելի թանկ են, դրանք առաջարկում են երկար ցիկլի կյանք և բարձր էներգիայի խտություն, ինչը դրանք դարձնում է նախընտրելի ընտրություն բարձրակարգ կայանների համար: Մարտկոցի հզորությունը պետք է հաշվարկվի՝ հիմնվելով տեղական անձրևոտ օրերի առավելագույն թվի և կապի սարքավորումների օրական միջին էներգիայի սպառման վրա:

II. Էլեկտրաէներգիայի բաշխման և կառավարման սարքավորումներ

1. Ֆոտովոլտային կարգավորիչ

Ֆոտովոլտային կարգավորիչը ծառայում է որպես ֆոտովոլտային էներգիայի արտադրության համակարգի «ուղեղ»։ Այն կառավարում է լիցքավորման գործընթացը ֆոտովոլտային մոդուլներից մինչև մարտկոցները, կանխում է գերլիցքավորումը և գերլիցքաթափումը, ինչպես նաև երկարացնում է մարտկոցի աշխատանքային ժամանակը։ Կապի կայանների համար խորհուրդ է տրվում ընտրել MPPT (Maximum Power Point Tracking) կարգավորիչ, որը կարող է բարելավել էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը 15%-30%-ով՝ համեմատած PWM կարգավորիչների հետ։ Կարգավորիչի անվանական հոսանքը պետք է լինի ֆոտովոլտային մոդուլների կարճ միացման հոսանքի 1.25 անգամից ավելի մեծ։

2. Էլեկտրաէներգիայի բաշխման պահարան

Էլեկտրաէներգիայի բաշխման պահարանը օգտագործվում է էլեկտրաէներգիայի կենտրոնացված կառավարման և բաշխման համար և ներառում է պաշտպանիչ բաղադրիչներ, ինչպիսիք են անջատիչները, ապահովիչները և լարման անկման դեմ պաշտպանիչները: Հաղորդակցման կայանում գտնվող էլեկտրաէներգիայի բաշխման պահարանը պետք է ունենա բազմաթիվ պաշտպանության գործառույթներ, այդ թվում՝ կայծակից պաշտպանություն, գերբեռնվածությունից պաշտպանություն և կարճ միացումից պաշտպանություն՝ էլեկտրամատակարարման անվտանգությունն ապահովելու համար: Պահարանը պետք է ունենա IP65 պաշտպանության վարկանիշ՝ կոշտ արտաքին միջավայրին դիմակայելու համար:

3. Մոնիտորինգի համակարգ

Հեռակառավարման մոնիթորինգի համակարգը ծառայում է որպես ֆոտովոլտային կապի կետի «աչք», որը կարող է իրական ժամանակում մոնիթորինգ իրականացնել այնպիսի հիմնական պարամետրերի, ինչպիսիք են ֆոտովոլտային մոդուլի էներգիայի արտադրությունը, մարտկոցի լիցքի մակարդակը, ինվերտորի կարգավիճակը և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը: Տվյալները մոնիթորինգի կենտրոն են փոխանցվում 4G/5G ցանցերի կամ արբանյակային կապի միջոցով, ինչը հնարավորություն է տալիս անվերահսկելի աշխատանք կատարել և ստանալ խափանումների մասին ծանուցումներ: Մոնիթորինգի համակարգը պետք է ներառի այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են պատմական տվյալների պահպանումը, տագնապի մասին ծանուցումները և հեռակառավարումը:

III. Կառուցվածք և տեղադրման սարքավորումներ

1. Ֆոտովոլտային մոնտաժային համակարգեր

Ֆոտովոլտային մոդուլները ամրացնելու և պահելու համար օգտագործվում են ֆոտովոլտային մոնտաժային համակարգեր։ Համապատասխան տեսակը պետք է ընտրվի տեղադրման վայրի տեղագրական պայմանների հիման վրա։ Հողի վրա մոնտաժային տեղադրումների համար կարող են օգտագործվել բետոնե հիմքեր կամ պտուտակավոր կույտեր։ Տանիքի տեղադրումը պահանջում է հաշվի առնել բեռնատարողունակությունը և ջրամեկուսացումը։ Թեքության տեղադրումը պահանջում է կարգավորելի անկյան մոնտաժային համակարգեր։ Մոնտաժային նյութերը պետք է լինեն տաք ցինկապատ պողպատ կամ ալյումինե համաձուլվածք, որոնք ապահովում են կոռոզիոն գերազանց դիմադրություն։

2. Պահարաններ և դարակներ

Հաղորդակցման սարքավորումները պետք է տեղադրվեն բարձր պաշտպանվածության վարկանիշ ունեցող պահարաններում: Պահարանները սովորաբար ունեն IP55 կամ IP65 պաշտպանության վարկանիշներ, որոնք ապահովում են փոշեպաշտպանություն, ջրակայունություն և կոռոզիայից պաշտպանվածություն: Պահարանների ներքին մասը պահանջում է ռացիոնալ դասավորություն՝ ջերմության ցրման համար բավարար տարածքով և պետք է հագեցած լինի ջերմաստիճանի կառավարման համակարգով (օդափոխիչներ կամ օդորակիչ)՝ սարքավորումների համապատասխան ջերմաստիճանում աշխատելու ապահովման համար:

3. Մալուխներ և միակցիչներ

Ֆոտովոլտային համակարգերը պահանջում են մասնագիտացված ֆոտովոլտային մալուխների օգտագործում, որոնք ունեն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, բարձր ջերմաստիճանի և ցածր ջերմաստիճանի դիմադրողականություն: Կապի սարքավորումների էլեկտրամատակարարման մալուխները պետք է պաշտպանված լինեն՝ էլեկտրամագնիսական խանգարումները նվազագույնի հասցնելու համար: Բոլոր միակցիչները պետք է լինեն ջրակայուն և փոշեկուլային. խորհուրդ է տրվում օգտագործել արդյունաբերական որակի արտադրանք, ինչպիսիք են MC4 միակցիչները:

IV. Անվտանգություն և օժանդակ սարքավորումներ

1. Կայծակնային պաշտպանության համակարգ

Քանի որ ֆոտովոլտային կապի կայանները սովորաբար տեղակայված են բաց տարածքներում, կայծակնային պաշտպանությունը հատկապես կարևոր է: Պետք է տեղադրվեն կայծակնային ձողեր և լարման պաշտպանության սարքեր (SPD), ինչպես նաև պետք է ստեղծվի համապատասխան հողանցման համակարգ: Հողանցման դիմադրությունը պետք է լինի 10 Ω-ից պակաս՝ կայծակի հարվածի ժամանակ հոսանքի անվտանգ ցրումն ապահովելու համար:

2. Հրդեհային անվտանգության սարքավորումներ

Պահարանների ներքին մասերը պետք է հագեցած լինեն ավտոմատ հրդեհաշիջման համակարգերով (օրինակ՝ հեպտաֆտորպրոպանային գազային համակարգեր), իսկ տեղում պետք է տեղադրվեն հրդեհաշիջման սարքավորումներ, ինչպիսիք են չոր փոշու կրակմարիչները: Մոնիթորինգի համակարգը պետք է ներառի ծխի և ջերմաստիճանի ազդանշանի գործառույթներ:

3. Շրջակա միջավայրի մոնիթորինգի սարքավորումներ

Տեղադրեք շրջակա միջավայրի մոնիթորինգի սարքավորումներ, ինչպիսիք են ջերմաստիճանի և խոնավության սենսորները, ինչպես նաև քամու արագության և ուղղության սենսորները, որպեսզի համակարգի աշխատանքը ապահովվի շրջակա միջավայրի տվյալների աջակցությամբ: Ծայրահեղ եղանակային պայմաններում համակարգը կարող է ավտոմատ կերպով կարգավորել իր շահագործման ռազմավարությունը՝ սարքավորումների անվտանգությունը պաշտպանելու համար:

V. Կազմաձևման հիմնական կետեր և առաջարկություններ

1. Հզորության համապատասխանեցման սկզբունքը

Ֆոտովոլտային մոդուլների հզորությունը, մարտկոցի հզորությունը և ինվերտորի հզորությունը պետք է համապատասխանեն համապատասխանաբար։ Ընդհանուր առմամբ, կոնֆիգուրացիան հետևում է «ֆոտովոլտային մոդուլի հզորություն : մարտկոցի հզորություն : ինվերտորի հզորություն = 1:1.2:1.5» հարաբերակցությանը, չնայած որոշակի ճշգրտումներ պետք է կատարվեն՝ հիմնվելով տեղական արևի լույսի պայմանների և կապի սարքավորումների էներգասպառման վրա։

2. Կրճատման դիզայն

Հաշվի առնելով այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են սարքավորումների ծերացումը և արդյունավետության նվազումը, խորհուրդ է տրվում համակարգի նախագծման ընթացքում պահպանել 20%–30% հզորության ավելորդություն: Կարևոր սարքավորումների, ինչպիսիք են կարգավորիչները և ինվերտորները, համար խորհուրդ է տրվում N+1 ավելորդության կոնֆիգուրացիա:

3. Պահպանման հարմարավետություն

Սարքավորումների դասավորությունը պետք է հեշտացնի սպասարկումն ու վերանորոգումը՝ պահպանելով բավարար աշխատանքային տարածք։ Մարտկոցները պետք է տեղադրվեն լավ օդափոխվող վայրերում՝ հեշտ փոխարինման համար։ Մոնիտորինգի համակարգը պետք է տրամադրի սարքավորումների վիճակի մանրամասն տեղեկատվություն՝ խափանումների ախտորոշումը հեշտացնելու համար։

4. Ծախսերի և օգուտների վերլուծություն

Սարքավորում ընտրելիս պետք է համապարփակ կերպով հաշվի առնել այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են սկզբնական ներդրումը, շահագործման և պահպանման ծախսերը և ծառայության ժամկետը: Չնայած բարձրակարգ սարքավորումները ենթադրում են ավելի բարձր սկզբնական ներդրում, դրանք կարող են երկարաժամկետ հեռանկարում նվազեցնել սեփականության ընդհանուր արժեքը (TCO):

Ֆոտովոլտային կապի կայանների կառուցումը համակարգված ինժեներական նախագիծ է, որը պահանջում է համապատասխան սարքավորումների կոնֆիգուրացիաների ընտրություն՝ հիմնվելով կոնկրետ կիրառման սցենարների վրա: Խորհուրդ է տրվում նախագծի իրականացումից առաջ անցկացնել մանրամասն տեղանքի հետազոտություններ և բեռնվածության վերլուծություններ՝ գիտականորեն հիմնավորված շինարարական պլան մշակելու համար: Բացի այդ, պետք է ստեղծվի համապարփակ շահագործման և պահպանման կառավարման համակարգ՝ սարքավորումների պարբերաբար ստուգումներով և սպասարկմամբ՝ կապի կայանների երկարաժամկետ կայուն գործունեությունն ապահովելու համար: Ֆոտովոլտային տեխնոլոգիաների շարունակական զարգացման և ծախսերի շարունակական անկման հետ մեկտեղ, ֆոտովոլտային կապի կայանները ավելի ու ավելի կարևոր դեր կխաղան ավելի շատ ոլորտներում՝ ապահովելով հուսալի կապի ծածկույթ հեռավոր տարածքների համար: