Ang kakulangan ng sakop ng grid ay maaaring limitahan ang mga industriyal na lugar mula sa kanilang kinakailangang kahusayan at pag-unlad ng ekonomiya. Dahil dito, napipilitan silang maghanap ng mga magastos, mataas ang emisyon, at hindi maaasahang alternatibo. May kasama itong maraming negatibong epekto sa ating kalusugan at kapaligiran. Ang matinding pagtaas ng mga greenhouse gas (GHG) at ang mga negatibong epekto nito sa ating kalusugan ay nangangailangan ng alternatibong paraan ng produksyon ng enerhiya. Ang suplay ng solar power ay maaaring maging isang magandang alternatibo, ngunit ang hindi maaasahang output nito ay maaaring maging isang disbentaha.
Karamihan sa mga industriyal na lugar, tulad ng mga minahan at minahan ng langis, mga planta ng pagmamanupaktura, at mga istasyon sa hangganan, ay nangangailangan ng mataas na pangangailangan sa enerhiya. Kaya naman ang hybrid power system ang pinakamahusay na gamitin kapag sinusubukang gamitin ang mga mapagkukunan ng renewable energy para sa iyong industriya.
Mga sistema ng enerhiyang hybrid na solar-wind ay isang mainam na pagsasama ng sistema mga panel at mga wind turbine upang pamahalaan ang output ng enerhiya at pahintulutan ang pagpapatuloy nito. Ang enerhiyang solar ay magiging mahalaga sa araw, at enerhiyang hangin sa gabi. Kung isasama mo ang imbakan ng baterya, mas mapapahusay mo ang paggamit ng renewable energy sa pamamagitan ng pag-iimbak ng labis na enerhiyang solar at hangin para magamit kung kinakailangan. Sa artikulong ito, susuriin natin ang mga solusyon at disenyo na off-grid para sa iyong industriya.
Mga Katangian ng Elektrisidad at Enerhiya ng mga Malayong Senaryo ng Industriya
Ang mga pasilidad na pang-industriya ay may mga pangangailangan mula sa anumang pinagmumulan ng enerhiya na hindi katulad ng sa mga residensyal at komersyal na lugar na konektado sa grid. Ito ang magtatakda ng istruktura at disenyo ng mga hybrid na sistema ng enerhiyang solar . Mga Katangian ng Pagkarga
Ang katangian ng mga pasilidad na pang-industriya ay nangangailangan ng densidad na mataas ang demand at tuloy-tuloy. Hindi tulad ng sa mga residensyal na lugar, ang demand ng kuryente ay pinapagana ng kagamitan at dapat gumana sa loob ng 24-oras na cycle. Ito ang dahilan kung bakit ang karamihan sa mga pasilidad na pang-industriya ay patuloy na nagpapatakbo sa sumusunod na paraan: pinakamainam na karga ng produksyon sa araw, minimal na karga ng produksyon sa gabi, at pare-parehong karga sa gabi.
Ang disenyo ng sistema ng enerhiya ay dapat na matatag at maaasahan, dahil ang base load ay karaniwang maaaring 60–85% ng peak demand.
Mga Lokal na Pattern ng Distribusyon ng Yaman ng Enerhiya ng Solar/Hangin
Karaniwang nagkakaiba ang solar at hangin sa bawat lugar. Isang halimbawa nito ay kung paano mas mainit ang panahon sa mga lokasyon na mas malapit sa ekwador. Samakatuwid, ang mga mapagkukunan ng solar at hangin ay magkakaiba ayon sa heograpiya, oras, kondisyon ng panahon, at klima. Ang pag-unawa sa distribusyon nito ay maaaring gumabay sa iyo sa wastong paraan ng pagbuo ng iyong PV-wind-storage system at pagtutugma nito.
Ang pag-alam sa padron nito ay makakatulong sa iyo na gumawa ng mga desisyon tungkol sa iyong hybrid system, tulad ng hybrid arrangement, mga pangangailangan sa imbakan, atbp. Ang pang-araw-araw na padron ng solar energy ay nahuhulaan; pagsikat ng araw sa bukang-liwayway, pinakamataas na irradiance sa tanghali, paglubog ng araw sa dapit-hapon, at kawalan ng sikat ng araw sa gabi.
Ang pana-panahong padron ng araw, na dulot ng pagkiling ng Daigdig, ay nagpapakita sa atin ng isang padron. Sinasabi nito sa atin na sa panahon ng tag-araw o tag-araw, mayroong mataas na irradiance, at mas kaunti sa taglamig o tag-ulan. Ang mga solar PV tulad ng Bifacial ay maaaring gumamit ng niyebe, na nagpapagana ng albedo upang makagawa ng mas maraming enerhiyang solar.
Ang pang-araw-araw na padron ng enerhiya ng hangin ay malakas sa gabi at mahina sa araw. Ito rin ay partikular sa lokasyon at tila mas mahusay sa mas mataas na elevation.
Gayunpaman, ang solar at wind turbine ay parehong nagpupuno sa isa't isa, dahil habang ang solar energy ay aktibo sa araw, ang wind energy naman ay aktibo sa gabi.
Mga Pangunahing Tagapagpahiwatig ng Disenyo para sa Pinakamainam na Pagtutugma ng Solar/Hangin/Imbakan
Upang palagiang mapamahalaan ang mga solar PV, wind turbine, at imbakan ng enerhiya, dapat mong sundin ang mga itinakdang patakaran. Ang mga tagapagpahiwatig ng disenyo na pang-ekonomiya, mapagkukunan, at teknikal ay titiyak sa pagiging maaasahan, pagiging epektibo sa gastos, at kakayahang mabago.
Dapat balansehin ng mga operator ang intermittent generation ng hybrid system sa load demand nito. Narito ang ilan sa mga indicator na dapat sundin:
Mga Indikasyon sa Ekonomiya
Ang pinakamahalagang tagapagpahiwatig ay ang Net Present Cost (NPC), na kinakalkula ang mga gastos sa kapital, pagpapanatili, at pagpapatakbo sa buong timeline ng proyekto.
Ang isa pang tagapagpahiwatig ay ang Levelized Cost of Energy (LCOE), na kinakalkula ang average na gastos sa bawat yunit ng enerhiyang nalilikha.
Mga Teknikal na Indikasyon
Ang Loss of Power Supply Probability (LPSP) ay isang indikasyon na kumukuwestiyon sa pagiging maaasahan ng sistema, na may posibilidad na sero porsyento bilang ideal.
Ang rate ng paggamit/curtailment rate ng nababagong enerhiya ay sumusukat sa nalikhang enerhiyang ginamit kumpara sa nasayang na enerhiyang nabuo.
Mga Pinakamainam na Paraan ng Disenyo ng Pagtutugma
Ang unang hakbang ay ang pagkolekta ng datos. Kabilang dito ang pangangailangan sa enerhiya ng hybrid system, at ang datos ng dalawang pinagmumulan ng enerhiya (solar at hangin). Samakatuwid, kokolektahin nito ang datos mula sa datos ng karga, datos ng solar resource, at datos ng wind resource.
Makakatulong ito na matukoy ang alokasyon ng kapasidad ng iyong solar hybrid system.
Bukod sa pagtukoy sa kapasidad, kailangan mong panatilihing matatag ang hybrid system. Kaya, ang mga solar PV at wind turbine ay dapat magtulungan. Hindi lang iyon, kundi pati na rin ang imbakan ng enerhiya at mga backup na mapagkukunan. Titiyakin nito na makokontrol mo ang kabuuang output ng kuryente sa pamamagitan ng pagpapanatili nitong matatag at handa kung sakaling magkaroon ng anumang pagkaantala.
Kaya naman mahalaga ang pinakamainam na imbakan ng baterya. Dapat isaalang-alang ng pag-optimize ng imbakan ng enerhiya ang kapasidad ng enerhiya at kuryente. Titiyakin nito ang maaasahang operasyon na may mahabang buhay ng baterya. Ang wastong sukat ng baterya ay makakatulong din upang mapababa ang rate ng curtailment, na mahalaga para sa imbakan ng enerhiya sa hybrid system.
Ang paglalaan ng imbakan ng enerhiya sa tatlong tungkulin ay titiyak sa pag-optimize nito: power buffering, energy shifting, at reliability storage.
Disenyo ng Adaptasyon ng Sistema sa mga Matinding Kapaligiran
Ang tibay ng off-grid hybrid system ang magtatakda ng pangmatagalang benepisyo nito. Kaya naman ang mga hybrid power system ay dapat magtampok ng wastong disenyo ng adaptasyon upang harapin ang matinding kondisyon ng kapaligiran. Isa na rito ang epekto ng temperatura sa storage battery. Mga sistema ng hybrid na kuryente maaaring makaranas ng matinding temperatura sa kapaligiran (mataas at mababa). Ang mataas na temperatura sa bateryang pang-imbak ng enerhiya (> 45°C) ay maaaring magpahina nito at magdulot ng pag-shutdown. Makokontrol mo ito sa pamamagitan ng pagsasama ng liquid o hybrid cooling sa malalaking sistema ng baterya. Sa mababang temperatura (< –20°C), maaari itong magdulot ng mas mataas na internal resistance at pagbaba ng baterya. Makokontrol mo ito sa pamamagitan ng pagsasama ng mga insulated na enclosure ng baterya at mga kakayahan sa self-heating. Ang mga tuyot na kapaligiran ay maaari ring maglantad sa mga hybrid system sa bara at pagkawala ng solar PV output. Maiiwasan mo ito sa pamamagitan ng pagsasama ng mga self-cleaning system o patong na pumipigil sa madaling pagkadumi.
Kaso ng Aplikasyon sa Tunay na Mundo
Sa isang liblib na rehiyon ng Saudi, isang malaking sistemang hybrid ay ipinatupad upang matugunan ang mga pangangailangang pang-industriya nito. Ito ay isang off-grid solar-wind-battery-diesel hybrid energy system, kung saan ang enerhiya nito ay sapat na para sa mga operasyon. Ang hybrid system ay nakinabang kapwa sa kapaligiran at pinansyal. Nabawasan nito ang emisyon ng carbon at mapaminsalang gas ng 1,200 tonelada/taon at nakapagtala ng zero fuel consumption sa mga panahon ng mataas na supply ng renewable energy.
Buod
Ang mga pinagmumulan ng enerhiyang solar at hangin ay perpektong nagpupuno sa isa't isa. Ang pag-iimbak ng baterya ng hindi nagamit na enerhiyang nabuo mula sa mga PV at wind turbine ay naghihikayat mga advanced na solusyon sa pag-iimbak ng enerhiya Ang pagbawas ng gastos sa mga operasyong pang-industriya at pagbawas ng emisyon ng carbon sa mga sistema ng hybrid energy ay nakikinabang sa mga industriya. Ang mataas na demand sa enerhiya at pagiging maaasahan nito ang dahilan kung bakit ang mga sektor ng industriya ang pangunahing sektor para sa mga hybrid renewable system. Mapapadali rin ng mga tagagawa ang integrasyon ng mga hybrid energy system para sa mga gumagamit.