Гибридная ветро-солнечная система 140 кВт для мебельной фабрики в Великобритании

Владелец мебельной фабрики в Великобритании планирует снизить зависимость предприятия от электросети. Суточное потребление составляет около 300 кВт·ч. На объекте уже работает сетевая солнечная электростанция мощностью 40 кВт, однако её выработки недостаточно для покрытия нагрузки.

Проект гибридной энергосистемы для фабрики в Великобритании

Ветровые и солнечные ресурсы площадки

Средняя скорость ветра на высоте 15 метров составляет 6,5 м/с, поэтому площадка подходит для установки ветрогенератора. Для проекта предложена горизонтальная ветротурбина DK мощностью 20 кВт с ожидаемой суточной выработкой более 150 кВт·ч.

Существующая солнечная электростанция мощностью 40 кВт производит около 35 000 кВт·ч в год, или в среднем 95 кВт·ч в сутки. На результат влияет климат: в Великобритании насчитывается около 150 дождливых дней в году.

Баланс энергии при разных погодных условиях

в солнечный и ветреный рабочий день ветрогенератор и действующие солнечные панели могут обеспечить около 170 кВт·ч за 8 часов; оставшиеся 130 кВт·ч поступят из аккумуляторов или сети;
в дождливый день солнечная генерация будет минимальной, а ветротурбина даст около 40 кВт·ч за 8 часов; дефицит составит примерно 260 кВт·ч;
при одновременном отсутствии солнца и ветра всю суточную нагрузку 300 кВт·ч должны покрыть аккумуляторы или электросеть.

Аккумуляторы, панели и инвертор

При допустимой глубине разряда 95% минимальная требуемая ёмкость высоковольтного накопителя составляет 315 кВт·ч. Заказчик запланировал два литиевых аккумулятора по 240 кВт·ч, то есть суммарно 480 кВт·ч.

За 24 часа ветрогенератор способен производить около 150 кВт·ч. Для полного заряда накопителя ёмкостью 480 кВт·ч останется получить ещё 330 кВт·ч. Чтобы одновременно заряжать батареи и обеспечивать дневное потребление фабрики, расчётная мощность солнечных панелей должна составлять не менее 120 кВт. К существующим 40 кВт потребуется добавить ещё 80 кВт.

Из-за восьмичасовой нагрузки 300 кВт·ч и наличия индуктивных потребителей мощность инвертора должна превышать 60 кВт. В проект заложен Solis S6-EH3P (75–125)K10-NV-YD-H с десятью MPPT-входами. Один вход принимает до 20 кВт постоянного тока, поэтому контроллер ветрогенератора можно подключить напрямую.

Предложенная конфигурация

ветрогенератор DK мощностью 20 кВт;
солнечные панели общей мощностью 120 кВт;
два аккумулятора по 240 кВт·ч;
гибридный инвертор Solis S6-EH3P (75–125)K10-NV-YD-H.

Общая мощность генерации в проекте составляет 140 кВт. Заказчик положительно оценил решение, но из-за местных нормативов и ограниченной монтажной площади дополнительно запросил альтернативный вариант, построенный только на солнечных панелях.