جزایر و مکان های دور: انجام اعداد زمانی که دیزل نمی تواند از تپه بالا برود

مقاله

16 ژوئن 2020

در سایت های دور افتاده در Maluku، Palawan و Sabah، دیزل تحویلی می تواند چندین برابر قیمت پمپ هزینه داشته باشد. هنگامی که حمل و نقل، جابجایی، تلفات، سرقت و تعمیر و نگهداری ژنراتور گنجانده شود، هزینه به ازای هر کیلووات ساعت باری که در سال خدمت می‌شود، پاسخی غیرقابل درک ایجاد می‌کند - و نشان می‌دهد که کربن سرب و لیتیوم دقیقاً کجا برنده می‌شوند.

واقعاً چه قیمتی برای یک ژنراتور دیزل در یک جزیره دارد

مکان‌های دورافتاده در جزایر بیرونی Maluku، پاپوآ و سولاوسی اندونزی، در پالاوان و ارتفاعات میندانائو فیلیپین، و در داخل صباح و ساراواک دارای یک ویژگی مشترک هستند: شبکه یا وجود ندارد یا فقط برای چند ساعت در روز می‌رسد. پشتیبان گیری در این سایت ها اصلاً پشتیبان نیست - منبع اصلی است و دیزل ژنراتور هشت تا بیست ساعت در روز کار می کند. در آن نقطه قیمت یک رشته باتری بی ربط است. آنچه مهم است هزینه به ازای هر کیلووات ساعت بار ارائه شده در سال است. هزینه گازوئیل تحویلی دارای پنج جزء است: قیمت پمپ، حمل بار به اسکله، حمل و نقل دوم از اسکله به سایت (قایق، موتور سیکلت، حمل و نقل انسانی)، تلفات و سرقت انبار، و نگهداری و تعمیرات اساسی ژنراتور با ساعت کار مستهلک شده است. در مناطق تپه ای که نیاز به باربری دارند، پایه دوم به تنهایی می تواند یک تا دو برابر قیمت سوخت باشد. هر 500 ساعت سرویس و تعمیرات اساسی هر 5000 ساعت را اضافه کنید و مسیر دیزل معمولاً دو تا چهار برابر تولید دیزل شهری در هر کیلووات ساعت هزینه دارد. و این عدد با قیمت سوخت و ظرفیت لجستیک حرکت می کند - متغیرهایی که هیچ اپراتور کنترل نمی کند.

تبدیل قیمت باتری به هزینه هر کیلووات ساعت در سال

مقایسه باتری بی معنی است مگر اینکه به یک مبنای مشترک تبدیل شود. محاسبه صحیح قیمت خرید، تعداد تعویض‌ها در طول عمر سرویس، حمل‌ونقل و نیروی کار برای هر تعویض، و هزینه انرژی تلفات شارژ/تخلیه را جمع‌آوری می‌کند، سپس بر ظرفیت نامی × عمق قابل استفاده دبی × سال‌های دوچرخه‌سواری تقسیم می‌شود و هزینه هر کیلووات ساعت در سال را نشان می‌دهد. یک رشته 48 ولت/100 آمپر ساعت با توان 4.8 کیلووات ساعت را انتخاب کنید: در عمق تخلیه 50 درصد فقط 2.4 کیلووات ساعت قابل استفاده است و در یک چرخه روزانه 2.4 کیلووات ساعت باید 365 روز طول بکشد. اگر رشته هر سه سال یکبار تعویض شود، هر سه خرید مهم است - نه فقط اولین خرید. این مرحله تنها دو خطای رایج را نشان می‌دهد: تلقی ظرفیت رتبه‌بندی شده به عنوان ظرفیت قابل استفاده و در نظر گرفتن عمر طراحی به عنوان عمر چرخه. در دوچرخه سواری روزانه، یک باتری با رتبه دوازده سال خدمات شناور ممکن است تنها 300 تا 500 چرخه را ارائه دهد - در عرض یک سال تمام می شود.

چرا سرب کربن برای دوچرخه سواری روزانه مناسب است؟

تحت یک چرخه شارژ-تخلیه در روز با دوره های طولانی در حالت شارژ جزئی، AGM معمولی به طور آشکاری از کار می افتد: صفحه منفی به سرعت در PSoC سولفات می شود و کریستال های سولفات سرب متراکمی را تشکیل می دهد که ولتاژ شارژ معمولی نمی تواند آنها را کاهش دهد، بنابراین ظرفیت برای همیشه از بین می رود. سرب-کربن این موضوع را مستقیماً با افزودن کربن فعال به صفحه منفی، ایجاد یک مکانیسم ذخیره سازی خازنی و الکتروشیمیایی ترکیبی می کند، بنابراین جریان شارژ ترجیحا مسیر خازنی را طی می کند و سولفات روی سطح صفحه جمع نمی شود. سری LLC (300-1000Ah، شش مدل، 2V) از فناوری خازن سرب-کربن با چهار تا پنج برابر عمر چرخه محصولات معمولی در کارکرد PSoC، تقریباً 30٪ پذیرش شارژ بهتر و عمر طراحی بیست ساله استفاده می کند. برای سایت‌های جزیره‌ای، شارژ سریع‌تر 30 درصدی ممکن است بیشتر از عمر چرخه مهم باشد: ژنراتور فقط چند ساعت در روز کار می‌کند، پنجره شارژ کوتاه است، و پذیرش شارژ تعیین می‌کند که هر روز چقدر انرژی بازیابی می‌شود - و بنابراین آیا سایت تا دوره تولید بعدی زنده می‌ماند یا خیر.

وقتی لیتیوم پاسخ درستی است

لیتیوم یک کربن سرب ارتقا یافته نیست. این یک مرز کاربردی متفاوت است. سیستم های 48 ولت LiFePO4 (سری SDA10، 50-200Ah، چهار مدل) تخلیه مداوم 1C و عمر چرخه بسیار طولانی را در یک سوم تا یک سوم حجم و وزن معادل ظرفیت سرب-اسید ارائه می دهند. سه موقعیت به نفع لیتیوم است: مکان‌هایی با فضای محدود یا بارگذاری از کف، مانند کابینت‌های کوچک نصب شده بر روی سکوی برج که در آن‌ها اسید سرب به سادگی جا نمی‌شود. برنامه هایی که نیاز به جریان لحظه ای بالا دارند، که در آن 1C به این معنی است که یک رشته 100Ah می تواند 100A را به طور مداوم ارسال کند، که اسید سرب نمی تواند در همان حجم انجام دهد. و سایت هایی با عمر بیش از ده سال و هزینه حمل و نقل بسیار بالا، که در آنها هزینه اول بالا با دو جایگزین اجتناب شده جبران می شود. برعکس، در مکان هایی که دمای محیط بالای 45 درجه سانتیگراد بدون مدیریت حرارتی باقی می ماند، مزیت عمر لیتیوم به شدت کاهش می یابد و تحمل حرارت سرب-کربن قابل اعتمادتر است. آزمایش این نیست که کدام فناوری پیشرفته تر است، بلکه این است که کدام یک از این سه - مشخصات دما، فرکانس دوچرخه سواری، هزینه حمل و نقل - گران ترین در آن سایت است.

سه توپولوژی ترکیبی

سایت های جزیره تقریباً هرگز روی یک منبع واحد اجرا نمی شوند و انتخاب توپولوژی کارایی کلی را تعیین می کند. اولین مورد دیزل اولیه با بافر باتری است: ژنراتور در برابر بار کار می کند و باتری شکاف های تعویض و خاموش شدن یک شبه را می پوشاند. کمترین هزینه مقاوم سازی، مناسب برای بارهای کوچک که در آن تامین سوخت قابل اجرا است اما شبکه به طور کامل وجود ندارد. مورد دوم باتری خورشیدی به علاوه دیزل است: PV بار را تامین می کند و باتری را در روز شارژ می کند، باتری در شب تخلیه می شود و گازوئیل تنها پس از ابری طولانی مدت یا تخلیه باتری شروع به کار می کند. ساعات کار دیزل می تواند کمتر از دو ساعت در روز باشد و بیشترین صرفه جویی در مصرف سوخت را داشته باشد، اما به فضای آرایه ای کافی و حفاظت از گرد و غبار نیاز دارد. سومین یک باتری کاملاً تجدیدپذیر خورشیدی به علاوه باطری کوچک به همراه پیکربندی باد کوچک است که فقط در جاهایی که سرعت باد سالانه پایدار است و بار کم است قابل اجرا است - با کاربرد محدود در کمربند بادهای موسمی جنوب شرقی آسیا. چیزی که هر سه به اشتراک می گذارند این است که باتری از حالت آماده به کار به موتور اصلی دوچرخه سواری روزانه حرکت می کند، بنابراین عمر چرخه، پذیرش شارژ و رفتار در دمای بالا، اقتصاد سیستم را تعیین می کند - نه کارایی ژنراتور.

اندازه باتری در یک سیستم هیبریدی

ظرفیت باتری در یک سیستم هیبریدی باید تا طولانی‌ترین دوره بدون شارژ مجدد باشد، نه به ساعت‌های پشتیبان - و این دو پاسخ می‌توانند تا دو برابر متفاوت باشند. محاسبه چهار مرحله دارد. اول، مصرف انرژی روزانه: بار بر حسب کیلووات × 24 ساعت، توجه داشته باشید که بارهای روز و شب معمولاً متفاوت هستند و باید جداگانه محاسبه شوند و سپس جمع شوند. دوم، طولانی ترین دوره ابری متوالی: دو تا سه روز در کمربند بادهای موسمی جنوب شرقی آسیا، که سه روز آن محافظه کارانه است. ارتفاعات شرق آفریقا پوشش ابر متغیر بیشتری را نشان می دهد، بنابراین یک روز اضافه کنید. سوم، ظرفیت قابل استفاده مورد نیاز = مصرف روزانه × روزهای ابری ÷ عمق تخلیه مجاز، مصرف DOD در 70%. چهارم، اصلاح دما و پیری را اعمال کنید، معمولاً 1.15 × تا 1.25 ×. برای سایتی که 24 کیلووات ساعت در روز مصرف می کند، سه روز خودمختاری در 70٪ DOD به حدود 103 کیلووات ساعت قابل استفاده یا تقریباً 124 کیلووات ساعت پس از اصلاح 20٪ نیاز دارد. این رقم معمولاً به مراتب بزرگ‌تر از محاسبه «پشتیبان چهار ساعته» است، زیرا این دو به سؤالات متفاوتی پاسخ می‌دهند: یکی این که وقتی خورشید به مدت سه روز ظاهر نمی‌شود چه باید کرد، و دیگری اینکه در طول چهار ساعت خاموشی چه باید کرد. در یک سایت خارج از شبکه، تنها مورد اول معنادار است. اندازه آن را کم کنید و سیستم در اولین طلسم ابری فرو می ریزد - معمولاً در لحظه ای که ارتباطات بیشترین اهمیت را دارد. آن را بیش از حد بزرگ کنید و بازپرداخت آن تا زمانی که پروژه در کمیته بودجه با شکست مواجه شود ادامه می یابد. رقم محافظه کارانه ابری را در نظر بگیرید. برای صرفه جویی در سرمایه ظرفیت را به دو روز کاهش ندهید. View Telecom Backup Power Selection