Øyer og avsidesliggende steder: Gjør tallene når diesel ikke kan komme opp bakken

Artikkel

16. juni 2020

På avsidesliggende steder i Maluku, Palawan og Sabah kan levert diesel koste flere ganger pumpeprisen. Når transport, håndtering, tap, tyveri og generatorvedlikehold er inkludert, gir kostnaden per kWh last per år et kontraintuitivt svar – og viser nøyaktig hvor bly-karbon og litium hver vinner.

Hva et dieselgeneratorsett egentlig koster på en øy

Avsidesliggende områder i Indonesias ytre øyer Maluku, Papua og Sulawesi, i Palawan og Mindanao-høylandet på Filippinene, og i det indre av Sabah og Sarawak deler én eiendom: nettet eksisterer enten ikke eller kommer bare noen få timer om dagen. Sikkerhetskopiering på disse nettstedene er ikke backup i det hele tatt - det er den primære forsyningen, og dieselgeneratoren går åtte til tjue timer i døgnet. På det tidspunktet er prisen på en batteristreng irrelevant; Det som betyr noe er kostnaden per kWh belastning per år. Levert dieselkostnad har fem komponenter: pumpeprisen, frakt til brygga, andre etappe transport fra brygge til anlegg (båt, motorsykkel, menneskelig portering), lagringstap og tyveri, og generatorvedlikehold og overhaling amortisert etter driftstime. På bakker som krever portering, kan den andre etappen alene være en til to ganger drivstoffprisen; legg til service hver 500. time og overhaling hver 5.000. time, og dieselbanen koster typisk to til fire ganger urban dieselproduksjon per kWh. Og det tallet beveger seg med drivstoffprisen og logistikkkapasiteten - variabler ingen operatør kontrollerer.

Konvertering av batteripris til kostnad per kWh-år

Batterisammenligninger er meningsløse med mindre de konverteres til et felles grunnlag. Riktig beregning summerer innkjøpspris, antall utskiftninger over levetiden, transport og arbeidskraft for hver utskifting, og energikostnaden ved lade-/utslippstap, og dividerer deretter med nominell kapasitet × brukbar utladningsdybde × år med sykling, og gir kostnad per kWh-år. Ta en 48V/100Ah-streng vurdert til 4,8 kWh: ved 50 % utladningsdybde er kun 2,4 kWh brukbar, og på en daglig syklus må 2,4 kWh bære 365 dager. Hvis strengen skiftes ut hvert tredje år, teller alle tre kjøpene – ikke bare det første. Dette enkelt trinnet avslører to vanlige feil: behandler nominell kapasitet som brukbar kapasitet, og behandling av designlevetid som syklusliv. Under daglig sykling kan et batteri som er klassifisert i tolv år med flytetjeneste bare levere 300 til 500 sykluser - utladet i løpet av et år.

Hvorfor bly-karbon passer til daglig sykling

Under én ladning-utladningssyklus om dagen med lange perioder med delvis ladetilstand, svikter vanlig AGM påfallende: den negative platen sulfaterer raskt i PSoC, og danner tette blysulfatkrystaller som normal ladespenning ikke kan redusere, slik at kapasiteten går tapt permanent. Blykarbon adresserer dette direkte ved å tilsette aktivert karbon til den negative platen, og skaper en kombinert kapasitiv og elektrokjemisk lagringsmekanisme slik at ladestrømmen fortrinnsvis tar den kapasitive banen og sulfat ikke bygges opp på plateoverflaten. LLC-serien (300–1 000 Ah, seks modeller, 2V) bruker bly-karbon-kapasitansteknologi med fire til fem ganger sykluslevetiden til konvensjonelle produkter i PSoC-drift, omtrent 30 % bedre ladeaksept og tjue års levetid. For øysteder kan 30 % raskere lading ha større betydning enn syklusens levetid: generatoren går bare noen få timer om dagen, ladevinduet er kort, og ladeaksept avgjør hvor mye energi som gjenvinnes hver dag – og derfor om stedet overlever til neste generasjonsperiode.

Når litium er det rette svaret

Litium er ikke et oppgradert bly-karbon; det er en annen anvendelighetsgrense. 48V LiFePO4-systemene (SDA10-serien, 50–200Ah, fire modeller) tilbyr kontinuerlig 1C-utladning og svært lang sykluslevetid på en tredjedel til halvparten av volumet og vekten av ekvivalent bly-syrekapasitet. Tre situasjoner favoriserer litium: steder med begrenset plass eller gulvbelastning, for eksempel små skap montert på en tårnplattform der blysyre rett og slett ikke passer; applikasjoner som trenger høy øyeblikkelig strøm, der 1C betyr at en 100Ah streng kan levere 100A kontinuerlig, noe blysyre ikke kan gjøre i samme volum; og anlegg med levetid utover ti år og svært høye transportkostnader, hvor den høye førstekostnaden oppveies av to unngåtte utskiftninger. Omvendt, på steder der omgivelsestemperaturen holder seg over 45°C uten termisk styring, eroderer litiums levetid kraftig og blykarbons varmetoleranse er mer pålitelig. Testen er ikke hvilken teknologi som er mer avansert, men hvilken av de tre - temperaturprofil, syklingsfrekvens, transportkostnad - som er dyrest på det stedet.

Tre hybridtopologier

Øyområder kjører nesten aldri på en enkelt kilde, og topologivalg bestemmer den generelle effektiviteten. Den første er diesel-primær med batteribuffer: generatoren kjører mot belastning og batteriet dekker omkoblingshull og stans over natten. Laveste ettermonteringskostnad, egnet for små laster der drivstofftilførselen er brukbar, men nettet er helt fraværende. Den andre er solenergi pluss batteri pluss diesel standby: PV betjener lasten og lader batteriet om dagen, batteriet lades ut om natten, og dieselen starter først etter langvarig overskyet eller utladet batteri. Dieseldriftstimer kan falle under to om dagen med størst drivstoffbesparelse, men den trenger tilstrekkelig oppstillingsareal og støvbeskyttelse. Den tredje er et fullt fornybart solcelle pluss batteri pluss liten vindkonfigurasjon, levedyktig bare der den årlige vindhastigheten er stabil og belastningen er liten - av begrenset praktisk funksjon i det sørøstasiatiske monsunbeltet. Det alle tre deler er at batteriet går fra standby til daglig sykling, så sykluslevetid, ladeaksept og oppførsel ved høye temperaturer avgjør systemøkonomi – ikke generatoreffektivitet.

Dimensjonering av batteriet i et hybridsystem

Batterikapasiteten i et hybridsystem må være dimensjonert til den lengste perioden uten opplading, ikke til reservetimer – og de to svarene kan variere med en faktor på to. Beregningen har fire trinn. For det første, daglig energiforbruk: belastning i kW × 24 timer, og merk at dag- og nattbelastning vanligvis er forskjellige og bør beregnes separat og deretter summeres. For det andre, den lengste påfølgende overskyet periode: to til tre dager i det sørøstasiatiske monsunbeltet, hvor tre er konservative; Det østafrikanske høylandet viser mer varierende skydekke, så legg til en dag. For det tredje, brukbar kapasitetskrav = daglig forbruk × overskyet dager ÷ tillatt utslippsdybde, med DOD på 70 %. For det fjerde, bruk temperatur- og aldringskorreksjon, typisk ×1,15 til ×1,25. For et nettsted som bruker 24 kWh om dagen, trenger tre dager med autonomi ved 70 % DOD omtrent 103 kWh som kan brukes, eller omtrent 124 kWh etter en 20 % korreksjon. Dette tallet er vanligvis langt større enn en "fire-timers backup"-beregning gir, fordi de to svarer på forskjellige spørsmål: det ene er hva du skal gjøre når solen ikke vises på tre dager, den andre er hva du skal gjøre under en fire timer lang strømbrudd. På en off-grid side er bare den første meningsfull. Understørrelse det og systemet kollapser i den første overskyet trolldommen - vanligvis i øyeblikket kommunikasjon betyr mest; overdimensjonerer det og tilbakebetalingen strekker seg til prosjektet mislykkes i budsjettkomiteen. Ta den konservative overskyet figuren; ikke kutt kapasiteten til to dager for å spare kapital. View Telecom Backup Power Selection