Visiwa na Maeneo ya Mbali: Kufanya Nambari Wakati Dizeli Haiwezi Kupanda Mlima

Kifungu

Juni 16, 2020

Katika maeneo ya mbali huko Maluku, Palawan na Sabah, dizeli inayowasilishwa inaweza kugharimu mara kadhaa ya bei ya pampu. Pindi usafiri, ushughulikiaji, hasara, wizi na matengenezo ya jenereta yanapojumuishwa, gharama kwa kila kWh ya mzigo unaotolewa kwa mwaka hutoa jibu lisiloeleweka - na huonyesha hasa ambapo risasi-kaboni na lithiamu kila hushinda.

Jeni ya Dizeli Inagharimu Gani Kisiwani

Maeneo ya mbali katika visiwa vya nje vya Maluku, Papua na Sulawesi vya Indonesia, huko Palawan na Mindanao miinuko ya Ufilipino, na katika maeneo ya ndani ya Sabah na Sarawak hushiriki mali moja: gridi ya taifa haipo au inafika kwa saa chache tu kwa siku. Hifadhi rudufu kwenye tovuti hizi sio chelezo hata kidogo - ni usambazaji wa msingi, na jenereta ya dizeli huendesha saa nane hadi ishirini kwa siku. Wakati huo bei ya kamba ya betri haifai; cha muhimu ni gharama kwa kila kWh ya mzigo unaotolewa kwa mwaka. Gharama ya dizeli inayoletwa ina vipengele vitano: bei ya pampu, mizigo kwa gati, usafiri wa mguu wa pili kutoka kwenye gati hadi tovuti (mashua, pikipiki, uchukuzi wa binadamu), upotevu wa uhifadhi na wizi, na matengenezo ya jenereta na urekebishaji unaopunguzwa kwa saa ya kukimbia. Katika maeneo ya vilima yanayohitaji upakiaji, mguu wa pili pekee unaweza kuwa mara moja hadi mbili ya bei ya mafuta; ongeza huduma kila baada ya saa 500 na ubadilishe kila baada ya saa 5,000 na njia ya dizeli kwa kawaida hugharimu mara mbili hadi nne uzalishaji wa dizeli mijini kwa kWh. Na nambari hiyo inaendana na bei ya mafuta na uwezo wa vifaa - mabadiliko hakuna vidhibiti vya waendeshaji.

Kubadilisha Bei ya Betri kuwa Gharama kwa kila kWh-Mwaka

Ulinganisho wa betri hauna maana isipokuwa kubadilishwa kwa msingi wa kawaida. Hesabu sahihi ya majumuisho ya bei ya ununuzi, idadi ya vibadilishaji katika maisha yote ya huduma, usafiri na kazi kwa kila ubadilishaji, na gharama ya nishati ya utozaji/hasara za uondoaji, kisha hugawanywa kwa uwezo uliokadiriwa × kina kinachoweza kutumika cha matumizi × miaka ya baiskeli, na kutoa gharama kwa kila kWh-mwaka. Chukua mfuatano wa 48V/100Ah uliopewa kiwango cha 4.8 kWh: kwa kina cha 50% ni kWh 2.4 pekee ndiyo inayoweza kutumika, na katika mzunguko wa kila siku ambao 2.4 kWh lazima ichukue siku 365. Ikiwa kamba inabadilishwa kila baada ya miaka mitatu, ununuzi wote watatu huhesabu - sio tu ya kwanza. Hatua hii moja inafichua makosa mawili ya kawaida: kutibu uwezo uliokadiriwa kama uwezo unaoweza kutumika, na kutibu maisha ya muundo kama maisha ya mzunguko. Chini ya uendeshaji baiskeli wa kila siku, betri iliyokadiriwa miaka kumi na miwili ya huduma ya kuelea inaweza kutoa mizunguko 300 hadi 500 pekee - ikiisha ndani ya mwaka mmoja.

Kwa nini Lead-Carbon Suti Kila Siku Baiskeli

Chini ya mzunguko mmoja wa kutokwa kwa chaji kwa siku na vipindi virefu katika hali ya chaji kiasi, AGM ya kawaida hushindwa kabisa: sahani hasi salfates haraka katika PSoC, na kutengeneza fuwele mnene za salfa ya risasi ambayo voltage ya chaji ya kawaida haiwezi kupunguza, kwa hivyo uwezo hupotea kabisa. Lead-carbon hushughulikia hili moja kwa moja kwa kuongeza kaboni iliyoamilishwa kwenye bati hasi, na kuunda utaratibu wa uhifadhi wa capacitive na electrokemikali kwa hivyo sasa chaji kwa upendeleo huchukua njia ya capacitive na salfa haijilimbiki kwenye uso wa sahani. Mfululizo wa LLC (300–1,000Ah, miundo sita, 2V) hutumia teknolojia ya uwezo wa kaboni ya risasi yenye mara nne hadi tano ya maisha ya mzunguko wa bidhaa za kawaida katika wajibu wa PSoC, takriban 30% ya kukubalika kwa malipo bora, na maisha ya kubuni ya miaka ishirini. Kwa tovuti za visiwa kuchaji kwa kasi kwa 30% kunaweza kuwa muhimu zaidi kuliko maisha ya mzunguko: jenereta hufanya kazi kwa saa chache tu kwa siku, dirisha la kuchaji ni fupi, na kukubalika kwa malipo huamua ni kiasi gani cha nishati kinachorejeshwa kila siku - na kwa hivyo ikiwa tovuti itadumu hadi kipindi kijacho cha utayarishaji.

Wakati Lithiamu Ndio Jibu Sahihi

Lithiamu sio kaboni ya risasi iliyoboreshwa; ni mpaka tofauti wa utumiaji. Mifumo ya 48V LiFePO4 (mfululizo wa SDA10, 50–200Ah, miundo minne) hutoa kutokwa kwa 1C mfululizo na maisha marefu sana ya mzunguko kwa theluthi moja hadi nusu ya ujazo na uzito wa uwezo sawa wa asidi ya risasi. Hali tatu hupendelea lithiamu: tovuti zilizo na nafasi ndogo au upakiaji wa sakafu, kama vile kabati ndogo zilizowekwa kwenye jukwaa la mnara ambapo asidi ya risasi haitatoshea; programu zinazohitaji mkondo wa juu wa papo hapo, ambapo 1C inamaanisha kamba ya 100Ah inaweza kutoa 100A mfululizo, ambayo asidi ya risasi haiwezi kufanya kwa sauti sawa; na tovuti zilizo na maisha ya huduma zaidi ya miaka kumi na gharama ya juu sana ya usafiri, ambapo gharama kubwa ya kwanza hupunguzwa na uingizwaji mbili ulioepukwa. Kinyume chake, katika maeneo ambayo halijoto iliyoko hukaa zaidi ya 45°C bila udhibiti wa joto, manufaa ya maisha ya lithiamu humomonyoka kwa kasi na uwezo wa kustahimili joto la kaboni ya risasi unaweza kutegemewa zaidi. Jaribio sio teknolojia ambayo ni ya juu zaidi, lakini ni ipi kati ya tatu - wasifu wa hali ya joto, mzunguko wa baiskeli, gharama ya usafiri - ni ghali zaidi kwenye tovuti hiyo.

Topolojia Tatu Mseto

Tovuti za visiwa karibu hazitumiki kwenye chanzo kimoja, na chaguo la topolojia huamua ufanisi wa jumla. Ya kwanza ni ya msingi ya dizeli yenye bafa ya betri: jenereta huendesha dhidi ya mzigo na betri hufunika mapengo ya ubadilishaji na kuzimika kwa usiku mmoja. Gharama ya chini kabisa ya kurejesha, inafaa kwa mizigo midogo ambapo usambazaji wa mafuta unaweza kufanya kazi lakini gridi ya taifa haipo kabisa. Ya pili ni nishati ya jua pamoja na betri pamoja na dizeli kusubiri: PV hutumikia kupakia na kuchaji betri wakati wa mchana, betri hutoka usiku, na dizeli huanza tu baada ya mawingu ya muda mrefu au kupungua kwa betri. Saa za uendeshaji wa dizeli zinaweza kupungua chini ya mbili kwa siku kwa kuokoa mafuta mengi zaidi, lakini inahitaji eneo la kutosha la mkusanyiko na ulinzi wa vumbi. Ya tatu ni nishati ya jua inayoweza kurejeshwa kikamilifu pamoja na betri pamoja na usanidi mdogo wa upepo, unaoweza kutumika tu ambapo kasi ya upepo ya kila mwaka ni thabiti na mzigo ni mdogo - wa matumizi machache katika ukanda wa monsuni wa Kusini-mashariki mwa Asia. Wanachoshiriki wote watatu ni kwamba chaji hutoka katika hali ya kusubiri hadi kiendesha baiskeli cha kila siku, kwa hivyo maisha ya mzunguko, kukubalika kwa chaji na tabia ya halijoto ya juu huamua uchumi wa mfumo - sio ufanisi wa jenereta.

Ukubwa wa Betri katika Mfumo Mseto

Ni lazima uwezo wa betri katika mfumo wa mseto uwe wa muda mrefu zaidi bila kuchaji tena, si kwa saa za kuhifadhi nakala - na majibu mawili yanaweza kutofautiana kwa sababu mbili. Hesabu ina hatua nne. Kwanza, matumizi ya nishati ya kila siku: mzigo katika kW × masaa 24, akibainisha kuwa mizigo ya mchana na usiku kawaida hutofautiana na inapaswa kuhesabiwa tofauti kisha kufupishwa. Pili, kipindi kirefu zaidi cha mawingu mfululizo: siku mbili hadi tatu katika ukanda wa monsuni wa Asia ya Kusini-mashariki, na tatu zikiwa za kihafidhina; Nyanda za juu za Afrika Mashariki zinaonyesha mawingu yanayobadilikabadilika, kwa hivyo ongeza siku. Tatu, mahitaji ya uwezo unaoweza kutumika = matumizi ya kila siku × siku za mawingu ÷ kina kinachoruhusiwa cha kutokwa, kuchukua DOD kwa 70%. Nne, tumia marekebisho ya halijoto na uzee, kwa kawaida ×1.15 hadi ×1.25. Kwa tovuti inayotumia kWh 24 kwa siku, siku tatu za uhuru kwa 70% DOD inahitaji takriban kWh 103 inayoweza kutumika, au takriban 124 kWh baada ya kusahihisha 20%. Idadi hiyo kwa kawaida ni kubwa zaidi kuliko hesabu ya 'saa-nne chelezo' hutoa, kwa sababu mbili hujibu maswali tofauti: moja ni nini cha kufanya wakati jua halionekani kwa siku tatu, lingine ni nini cha kufanya wakati wa kukatika kwa saa nne. Katika tovuti ya nje ya gridi ya taifa tu ya kwanza ni ya maana. Chini ya ukubwa wake na mfumo huanguka katika mawingu ya kwanza ya mawingu - kwa kawaida wakati huu mawasiliano ndio muhimu zaidi; kuzidisha ukubwa wake na malipo huongezeka hadi mradi ushindwe kwenye kamati ya bajeti. Chukua takwimu ya mawingu ya kihafidhina; usipunguze uwezo hadi siku mbili kuokoa mtaji. Tazama Uteuzi wa Nguvu ya Hifadhi Nakala ya Telecom