Năng lượng mặt trời PV và diesel hybrid hệ thống

Hệ thống lai PV-diesel là sự tích hợp của hệ thống quang điện với máy phát điện diesel để cung cấp tải. Mục đích của công nghệ này là cung cấp điện trong 24 giờ cho khách hàng nhưng giảm giờ hoạt động của máy phát điện diesel một cách tối ưu. Các hệ thống bao gồm mảng PV, máy phát điện diesel, pin và biến tần. Các hoạt động cơ bản được kiểm soát bằng cách biết tình trạng tải và pin.

Việc áp dụng công nghệ này cần một số điều kiện tiên quyết như, đất trống đủ để định vị các mảng quang điện và pin như một kho lưu trữ năng lượng, và sự sẵn có của tình trạng tốt của máy phát điện diesel với khởi động / dừng tự động. Tuy nhiên, sau đó, các nhà hầu hết các động cơ diesel hiện có là cũ và không có đủ không gian cho các mảng PV đó là gần với máy phát điện diesel. Vì vậy, nó phải là một giải pháp mà công nghệ lai có thể thích ứng với những tình huống thực tế này.

Hệ thống hybrid PV-Diesel phải được hoàn thành với hệ thống điều khiển với khả năng chạy toàn bộ thành phần trong một điều kiện nhất định. Các nguồn năng lượng từ mảng quang điện và máy phát điện diesel phải được tối ưu cung cấp năng lượng tải hàng ngày. Sơ đồ khối được hiển thị tronghình 1, và hoạt động cơ bản có thể được nhìn thấy tronghình 2.

Hoạt động cơ bản của hệ thống lai quang điện có thể được chia thành 3 điều kiện tải, đó là tải trọng thấp, tải trọng trung bình và tải trọng cao điểm.

Trong điều kiện tải thấp, máy phát điện diesel bị tắt và năng lượng tải được cung cấp bởi năng lượng PV thông qua biến tần. Máy phát điện diesel sẽ hoạt động ở tải tối ưu để cung cấp tải, và nó sẽ sạc pin nếu có năng lượng dư thừa ở tải trung bình. Ở điều kiện tải cao điểm máy phát điện diesel chạy ở tải tối ưu song song với biến tần. Biến tần đang chuyển đổi nguồn DC từ pin thành nguồn AC.

Thông tin đầy đủ về tình trạng trang web là bắt buộc để thiết kế và thực hiện hệ thống lai PV-diesel.

Các thông tin cần thiết là sự sẵn có và vị trí của không gian mở cho mảng PV, hồ sơ tải hàng ngày, bao nhiêu và công suất là gì, là có bất kỳ khởi động tự động / dừng lại trong máy phát điện diesel hiện có. Thiết kế của hệ thống hybrid PV-diesel sẽ dựa trên các thông tin trên.

Thông thường các đơn vị điều khiển của hệ thống lai PV-diesel được thiết lập với hoàn toàn tự động, tuy nhiên; hầu hết các máy phát điện diesel trên trang web không có điều khiển tự động bắt đầu / dừng lại. Vì vậy, các nhà điều hành phải bắt đầu máy phát điện diesel khi kích hoạt đơn vị điều khiển và đưa ra một dấu hiệu cho các nhà điều hành để bắt đầu máy phát điện diesel

Chế độ hoàn toàn tự động với các nhà điều hành đã bắt đầu máy phát điện diesel bằng cách xem các dấu hiệu từ điều khiển là quá nguy hiểm, bởi vì khi máy phát điện diesel đã bắt đầu vào giữa đêm và các nhà điều hành không nhận thức được, sau đó hệ thống sẽ tắt.

Hiệu suất đặc trưng cho thấy tải được cung cấp trực tiếp bởi mảng quang điện trong bức xạ mặt trời tốt và năng lượng dư thừa sẽ được sử dụng cho tải vào ban đêm hoặc bức xạ mặt trời đến thấp.

Khi tải trang web đến một mức độ cao hơn so với cài sẵn hoặc trong bức xạ mặt trời thấp, máy phát điện diesel sẽ được bắt đầu và đưa vào dòng song song với biến tần để cung cấp tải và / hoặc sạc pin

Chế độ hoàn toàn tự động không thể được thực hiện tối ưu nếu máy phát điện diesel không hoàn thành với điều khiển khởi động / dừng tự động, bởi vì người vận hành phải bật và tắt máy phát điện diesel khi hệ thống điều khiển yêu cầu làm như vậy. Đôi khi các nhà điều hành không bật hoặc tắt máy phát điện diesel và nó sẽ gây ra toàn bộ hệ thống tắt máy. Để tránh vấn đề này các đơn vị điều khiển đã có chế độ nguồn chạy, đó là hoạt động của máy phát điện diesel sẽ phụ thuộc vào các nhà điều hành. Các nhà điều hành nên vận hành máy phát điện diesel theo một lịch trình,trong khi đồng bộ giữa máy phát điện biến tần và dầu diesel vẫn được điều khiển bởi bộ điều khiển.

Tùy chọn khác là chế độ thủ công. Chế độ này phải có sẵn do sự thật thực tế rằng rất nhiều nhà máy điện diesel hiện tại không có điều khiển bắt đầu / dừng tự động

Bằng cách sử dụng chế độ thủ công này, nó có thể được thiết lập phụ thuộc vào mô hình hoạt động quyết định bởi công cụ lập kế hoạch hệ thống.

Hầu hết các điều kiện thực tế trên các trang web không được hỗ trợ bởi công nghệ lai. Ví dụ: máy phát điện diesel hiện tại không được cung cấp điều khiển bắt đầu / dừng tự động và không có không gian mở có sẵn gần với máy phát điện diesel, nơi các mảng PV nên được cài đặt.

Hệ điều hành ở chế độ hoàn toàn tự động mà không cần điều khiển khởi động / dừng tự động trên động cơ diesel hiện có sẽ không hoạt động tối ưu, bởi vì hệ thống sẽ tắt khi người vận hành không bật máy phát điện diesel. Nó sẽ là tốt hơn nếu hệ thống hoạt động ở chế độ bán tự động / chạy nguồn, có nghĩa là máy phát điện diesel nên được bắt đầu hoặc dừng lại bởi các nhà điều hành như lịch trình của họ trong khi đồng bộ hóa giữa biến tần và máy phát điện diesel vẫn được kiểm soát bởi các đơn vị điều khiển.

Vấn đề khác trên trang web xuất hiện là khi không có không gian mở cho các mảng PV gần với máy phát điện diesel, sau đó các mảng PV phải được đặt xa máy phát điện diesel. Có nghĩa là nó cần cáp để kết nối các mảng PV và đơn vị điều khiển được đặt tại nơi máy phát điện diesel diễn ra. Đối với tình trạng này, nó có thể được thực hiện bằng chế độ nguồn chạy nhưng việc chia sẻ tải giữa biến tần và máy phát điện diesel sẽ được thực hiện bởi người vận hành và sẽ không bị mất điện khi máy phát điện diesel tiếp nhận tải.

Các tùy chọn chế độ thủ công được sử dụng khi có sự cố ở biến tần và hệ thống chỉ chạy bằng diesel hoặc trong quá trình tải và pin ở mức thấp.

Để thích ứng với điều kiện thực tế, công nghệ của hệ thống hybrid PV-diesel phải được hoàn thành với một số chế độ tùy chọn để dự đoán các điều kiện khác nhau từ trang web này sang trang web khác.