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Estudio de caso de sistema solar fuera de la red de 10 KW Camerún

Vistas:0     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2022-09-23      Origen:Sitio

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Información del sitio

Montado en el suelo

Área de 4m x 25m

______

Generación diaria

46 paneles solares de 245 W.

56,35Kwh


Proyecto: Yaundé

País: Camerún

Configuración: Panel solar de 245 W * 46 piezas

Batería 306Ah2V* 40 Uds.

Inversor de 10kW

Controlador MMPT de 70A * 3 uds.


SunMaster Solar obtiene cinco estrellas en todos los aspectos del servicio que brindan, desde el diseño hasta la llegada del material, la comunicación es clara y precisa. Como operador local de negocios de energías renovables, el apoyo de todo el equipo de SunMaster es invaluable para mí. Siempre me apoyan y se aseguran de que no me pierda nada'.

--------Yaouba, Gerente de Proyectos y Construcción

Solar RenovableSARL, Camerún



Sistema-solar-fuera de la red-

A menudo se considera y hace referencia a África como el 'continente solar' o el continente donde la influencia del sol es mayor. Según el 'World Sunshine Map', África recibe al año muchas más horas de sol brillante que cualquier otro continente de la Tierra: allí se encuentran muchos de los lugares más soleados del planeta. La energía ilimitada de la luz solar ha permitido una mayor adopción de tecnología solar renovable en el continente dorado.

El sistema de energía solar fuera de la red es un sistema independiente y autosuficiente de suministro de energía renovable. Es muy útil para áreas con escasez de energía que están lejos de plantas de energía y redes eléctricas públicas.


Diseño

Este proyecto de planta solar de 10KW con sede en Camerún fue diseñado y fabricado por SunMaster.

El sistema fotovoltaico se compone de seis partes, que incluyen paneles solares, inversor, baterías, controlador de carga solar MPPT, caja combinadora fotovoltaica y soporte de montaje. El dibujo diseñado final es el siguiente:


Sistema solar fuera de la red


Los paneles solares están conectados al controlador de carga solar, este produce la energía para satisfacer primero el consumo eléctrico diario del usuario y luego la energía sobrante se almacena en las baterías para su uso durante la noche y durante los días nublados y lluviosos. Cuando se agota la energía de las baterías, la mayoría de los inversores pueden admitir la entrada de la red eléctrica (o el generador diésel) como fuente de energía suplementaria para la carga.

El diseño del sistema de energía solar fuera de la red es diferente del sistema de energía solar conectado a la red. El primero debe tener en cuenta muchos factores, incluida la carga, la cantidad diaria de electricidad y las condiciones climáticas locales, etc., para elegir diferentes planes de diseño según las demandas prácticas de los clientes. Por lo tanto, el sistema de energía solar fuera de la red es comparativamente complejo.


Conozca cuánta potencia tiene el carga

Para garantizar la fiabilidad del sistema fotovoltaico aislado de la red, SunMaster realizó un estudio exhaustivo de las demandas de electricidad de los clientes. Esto es para calcular cuánta energía se necesita, incluidas las potencias nominales de todos los electrodomésticos o dispositivos, el tiempo de funcionamiento y el consumo diario de electricidad (es decir, cuántos kilovatios-hora hay en total). Después de eso, el diseño del sistema de energía solar fuera de la red se basa principalmente en estos datos, incluida la selección del inversor solar, el cálculo de la capacidad del panel solar y el cálculo de la capacidad de las baterías.

A continuación se detalla la hoja de consumo de energía:

Fuera de la red-Solar--Sistema-

1.1 La selección del inversor solar


Off-gr-id-Sol-ar--Sistema-

La potencia nominal del inversor solar que se seleccionará no debe ser menor que la potencia total de las cargas. Sin embargo, considerando la vida útil y la expansión de la capacidad de seguimiento del inversor, se debe dejar cierto margen de seguridad para la potencia del inversor, que generalmente es de 1,2 a 1,5 veces mayor que la de la potencia de carga.

Además, si la carga incluye aparatos sensibles, como el refrigerador, el aire acondicionado, la bomba de agua y el ventilador de extracción de humos con motor eléctrico (la potencia de arranque del motor eléctrico es de 3 a 5 veces su potencia nominal), entonces la También se debe tener en cuenta la potencia de arranque de estas cargas. En otras palabras, la potencia de arranque de estas cargas debe ser menor que la potencia máxima de sobretensión del inversor.

Potencia del inversor = (Potencia de carga * Factor de margen)/Factor de potencia del inversor.

Según la hoja de REQUISITOS DIARIOS DE ENERGÍA DEL SISTEMA del usuario, la carga total del aparato (ya considerada la potencia inductiva) es de 10,72 KW, por lo que podemos calcular que la capacidad del inversor debe ser de 10 KW.

Usamos el inversor SunMaster TSC-10KW/48V en este proyecto.

Capacidad nominal

10kW

Modo y principio de trabajo.

La tecnología de control de precisión DSP y la potencia de salida de doble microprocesador integrado PWM (modulación de ancho de pulso) están completamente aisladas)

entrada de CA

fase

3fases +N+G

Voltaje

CA220V/CA380V±20%



frecuencia

50Hz/60Hz±5%



sistema DC

voltaje CC

489 VCC (10 KW/15 KW)

Salida de CA

Fase/Frecuencia

3 fases +N+G,50Hz/60Hz±5%

Voltaje

CA 220 V/CA 380 V/400 V/415 V

eficiencia

≥95% (carga 100%)

Forma de onda de salida

Onda sinusoidal pura

Distorsión armónica total

Carga lineal <3 % Carga no lineal <5 %

Transitorios de voltaje de carga dinámica

<±5% (de 0 a 100% sal)

tiempo de cambio

<10s

Tiempo de cambio de batería y energía de la ciudad.

3S-5S

voltaje desequilibrado

<±3% <±1% (voltaje de carga equilibrado)

Capacidad de sobrecarga

Protección 120% 20S, más del 150%, 100ms

índice del sistema

Eficiencia laboral

100% carga≥95%

Temperatura de funcionamiento

-20℃-40℃

ruido

40-50dB

estructura

Tamaño Pr×An×Al (mm)

580*750*920

Peso kilos)

180


1.2 Cálculo de la capacidad del panel solar. y conexión

La energía generada por los módulos de paneles solares durante el día se destina en parte a la carga y el resto a la carga de la batería de almacenamiento. Cuando llegue la noche o cuando la radiación solar sea inadecuada, la electricidad de los acumuladores se descargará para el uso de la carga. Así, se puede observar que toda la electricidad consumida por la carga proviene de la electricidad generada por paneles solares durante el día, cuando no hay suministro de red o cuando el motor diésel sirve como fuente de energía complementaria. Teniendo en cuenta las diferencias de intensidad de iluminación en diferentes estaciones y en diferentes regiones, el diseño de capacidad del panel solar debe ser capaz de satisfacer las demandas incluso en la peor temporada de iluminación solar para garantizar el funcionamiento confiable del sistema solar. A continuación se muestra la fórmula para calcular la capacidad del panel solar:

Potencia del panel solar = (Consumo eléctrico diario de carga * Factor de margen)/ (Horas pico de sol del peor mes*Eficiencia del sistema). Calculamos que el panel solar necesario debe ser de 11045 W. Finalmente utilizamos 46 piezas * 245 W para este proyecto.

Además del cálculo de la capacidad del panel solar, SunMaster también realiza el diseño óptimo para el ángulo de la estructura de montaje solar y el cableado (2 series + 23 paralelos). A continuación se muestra el dibujo final.

Off-f-gr-id-Sol-ar--Sistema-


El cable de 46 paneles solares recogido en las 3 cajas combinadoras: (1).8entradas+2salidas (2).8entradas+2salidas (3).7entradas+2salidas


1.3 Cálculo de capacidad de baterías. y conexión

Las baterías del sistema de energía solar fuera de la red se utilizan principalmente para almacenar energía y garantizar que la carga pueda funcionar normalmente cuando la radiación solar es insuficiente. En cuanto al sistema de energía solar fuera de la red para equipos importantes, el diseño de la capacidad de las baterías debe tener en cuenta el número de días locales nublados y lluviosos más largos. El sistema solar ordinario fuera de la red no tiene requisitos tan altos de suministro de energía a la carga y, considerando el costo del sistema, la cantidad de días nublados y lluviosos se puede dejar sin considerar y el uso de la carga se puede ajustar de acuerdo con la situación real. intensidad de iluminación.

Además, la mayoría de los sistemas solares fotovoltaicos aislados de la red utilizan baterías de gel, cuya profundidad de descarga generalmente oscila entre 0,5 y 0,7. La capacidad de las baterías a elegir puede referirse a la siguiente fórmula:

Capacidad de las baterías = (Consumo eléctrico diario × Número de días sucesivos de lluvia y cielo nublado) / Profundidad de descarga de las baterías. Calculamos que la capacidad de la batería necesaria debe ser 1515Ah48V. Finalmente utilizamos 40 baterías de gel de 6V 306Ah para este proyecto.


Sistema-solar-fuera de la red.---jpg


Para evitar posibles daños y garantizar un ciclo de vida óptimo, las baterías industriales siempre deben almacenarse de forma segura.

La batería no puede colocarse directamente sobre un suelo de hormigón. En este proyecto, el usuario preparó una habitación fresca, seca y ventilada para el equipo.

SunMaster hacer un material aislante térmico, tablero de suelo de pino para colocar la batería.


1.4 Selección del controlador de carga solar

El controlador de carga solar es un dispositivo que gestiona la carga y descarga de energía de los paneles solares a las baterías. Los dos factores clave para seleccionar un controlador de carga adecuado son la tensión y la corriente nominales. El voltaje nominal del controlador de carga en línea con el voltaje de funcionamiento de las baterías del sistema solar. En cuanto a la clasificación actual, se puede calcular aproximadamente dividiendo la potencia del panel solar por el voltaje de las baterías, y también reservar un margen del 25% por razones de seguridad. En este proyecto, SunMaster seleccionó un controlador tipo MPPT de 70 A y 3 piezas en paralelo. En comparación con el tipo PWM, el controlador de carga solar MPPT es más rentable debido a sus ventajas únicas sobre los demás.



BENEFICIOS DE LA SOLUCIÓN IMPLEMENTADA

1. Evitar cortes de energía

Salir de la red significa que no experimentará ningún corte de energía impredecible en su hogar. Esto se debe a que no estará atado a la fuente de energía de la ciudad, que puede experimentar interrupciones de energía debido a lluvia helada, tormentas de aguanieve o vientos fuertes que pueden dañar las líneas eléctricas y los equipos.

Los cortes de energía son problemáticos porque impiden la productividad y hacen que las condiciones de vida sean incómodas.

Si bien las interrupciones que duran desde unos minutos hasta unas pocas horas son molestias, las que duran días o semanas son increíblemente estresantes, ya que los propietarios experimentarán plenamente la incomodidad durante estos momentos. Vivir sin iluminación es un inconveniente y tener que esperar a que vuelva el servicio es frustrante.

La instalación de un sistema solar aislado en su hogar lo hace autosuficiente en términos de recolección de energía.

Las baterías cargadas con energía solar pueden permitir que su hogar funcione sin tener que preocuparse por tormentas, lluvias, vientos, olas de frío y olas de calor que pueden interrumpir el suministro eléctrico al dañar las líneas eléctricas o aumentar la demanda de energía.

El equipo de un sistema fuera de la red es independiente y lo único de lo que tendrá que preocuparse es de sus demandas de energía para evitar cortes de energía.

Estar fuera de la red es excelente para las personas que se preparan para calamidades que pueden resultar en cortes de energía a largo plazo para que puedan sobrevivir con relativa comodidad.

2. Reducir los costos de electricidad

El uso de energía renovable fuera de la red elimina la dependencia de recursos finitos como los combustibles fósiles, cuyo precio aumenta a medida que se agotan, al tiempo que elimina la necesidad de pagar las facturas de electricidad.

Aunque el costo inicial de un sistema solar fuera de la red es alto, las bajas tarifas mensuales y los bajos costos de mantenimiento lo compensan a largo plazo.

Los sistemas solares fuera de la red dependen únicamente del sol para producir energía para un hogar, lo que significa que no hay que pagar facturas eléctricas mensuales. Los costos de mantenimiento también son más bajos que los estándar y solo requieren el cambio de baterías después de 8 a 10 años.


3. Instalación más sencilla

Dado que los equipos asociados con los sistemas solares fuera de la red no dependen de la red, el proceso de instalación es mucho más sencillo que tener que depender de una infraestructura compleja para funcionar.

Por ejemplo, la instalación de sistemas conectados a la red requiere el servicio de profesionales para conectarlos a la red eléctrica de la ciudad.

Por otro lado, la instalación de un sistema solar fuera de la red solo requiere que el propietario conozca las herramientas comunes. El proceso no es tan complicado, lo que podría eliminar la necesidad de contratar a un profesional.

También se excluye de la ecuación el costoso proceso de excavación de zanjas para poner la energía solar recolectada en la red, lo cual es necesario cuando se opta por sistemas conectados a la red.


4. Proporcionar una fuente de energía alternativa para las zonas rurales

Los habitantes de zonas rurales y remotas enfrentan un problema importante en materia de electricidad; Tienen menos infraestructura (y menos avanzada) que los lugares urbanizados, lo que dificulta la conexión a la red eléctrica primaria.

Las posibilidades de que se produzcan apagones son mayores en zonas remotas, lo que hace que las condiciones de vida sean incómodas. De todos modos, con un acceso tan limitado a la red, un sistema solar fuera de la red sería perfecto para los hogares rurales.

Si vive en una zona rural, un sistema solar fuera de la red puede hacer que su hogar sea autosuficiente y más independiente de la energía inconsistente de la ciudad. También suele ser más económico y te da más disponibilidad para moverte donde no hay líneas eléctricas en la ciudad.


5. Mantiene el medio ambiente limpio y verde

Como ocurre con cualquier tipo de energía renovable, la energía solar es más ecológica y limpia para el medio ambiente que la energía de combustibles fósiles.

Ya sea que utilice sistemas solares conectados o fuera de la red, seguirán siendo más respetuosos con el medio ambiente que la energía de combustibles fósiles.

La energía renovable permite a todos generar electricidad sin tener que quemar combustibles fósiles, reduciendo así la huella de carbono producida por el uso de energía.

Salir de la red es beneficioso para la naturaleza ya que minimiza los efectos nocivos de la electricidad en el medio ambiente al no depender de la quema de combustibles fósiles que acaban contaminando el aire.


Sistema solar fuera de la red

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