Zaidi ya Dizeli: Hifadhi Nakala ya Mseto ya Solar-Plus-Betri kwenye Maeneo ya Kiafrika Nje ya Gridi

Kifungu

Oktoba 8, 2019

Maeneo yasiyo na gridi ya taifa kote kaskazini mwa Nigeria, Niger, Mali, Burkina Faso, Ethiopia na Turkana yanatumia dizeli, huku gharama ya mafuta, usafiri na wizi ukitumia sehemu kubwa ya OPEX. Makala haya yanashughulikia mada tatu za juu na kila inapotumika, maisha halisi ya betri chini ya uendeshaji wa kila siku, tofauti ya vumbi iliyopunguzwa sana, na fomula ya malipo yenye pembejeo nne unazoweza kupima kwenye tovuti.

Siku katika Tovuti ya Nje ya Gridi

Karibu na Kano na Kaduna kaskazini mwa Nigeria, vijijini Niger, Mali na Burkina Faso, kwenye nyanda za juu za Ethiopia, katika eneo kame la Turkana nchini Kenya na katika majimbo ya nje ya Zambia, siku ya kawaida huendelea hivi: jenereta ya dizeli huanza kabla ya jioni na hukimbia hadi usiku dhidi ya mzigo wa takriban 1 hadi 3kW; inazima usiku mmoja na betri hubeba baseband na maambukizi; kwa siku betri inaendelea kubeba tovuti hadi jioni, inachaji tu ikiwa nishati ya gridi itatokea kwa saa chache. Tatizo sio jenereta yenyewe lakini gharama tatu zilizofichwa: kupeleka mafuta kwenye tovuti, ambayo ambapo usafiri wa pikipiki au ngamia unahitajika unaweza kuzidi mara mbili ya bei ya pampu; wizi wa mafuta, ambayo katika baadhi ya maeneo huendesha kwa 10% hadi 30% ya kiasi kilichonunuliwa; na matengenezo na ukarabati uliopunguzwa kwa saa inayoendelea. Madhumuni ya jua sio mazingira - ni kuhamisha mzigo wa mchana kutoka kwa jenereta na kukata gharama zote tatu moja kwa moja.

Kuchagua Miongoni mwa Topolojia Tatu

Mchanganyiko wa jua sio muundo mmoja lakini tatu, na kuchagua vibaya huongeza malipo mara mbili. Ya kwanza ni ya nishati ya jua pamoja na betri pamoja na dizeli kusubiri, pia huitwa kipaumbele cha jua: PV hutumikia kupakia na kuchaji betri kwa siku, hupunguza betri ikijaa, na dizeli huanza tu baada ya mawingu ya muda mrefu au kupungua kwa betri. Hupunguza saa za jenereta na kutosheleza tovuti zenye miale nzuri ya kila mwaka na mzigo uliokolea mchana - chaguo linalojulikana zaidi katika Afrika Kusini mwa Jangwa la Sahara. Ya pili ni ya msingi ya dizeli yenye usaidizi wa nishati ya jua, ambapo PV hubeba sehemu tu ya mzigo, kwa kawaida 30% hadi 50%, na jenereta hufanya kazi kama hapo awali kwa matumizi ya chini ya mafuta. Rahisi kurejesha na kwa bei nafuu zaidi kwa mtaji, inafaa mizigo mikubwa au tovuti zilizo na jenereta mpya. Ya tatu ni nishati ya jua pamoja na betri isiyo na jenereta kabisa, inaweza kutumika tu ambapo mzigo uko chini ya 500W na siku tatu za hatari ya mawingu inakubalika. Kipengele cha kuamua katika zote tatu si rasilimali ya miale lakini jinsi mkunjo wa mzigo unavyoingiliana na mkunjo wa jua: mwingiliano wa juu hupendelea ya kwanza, mwingiliano wa chini hufanya ya pili kuwa salama.

Maisha ya Betri Halisi Chini ya Kuendesha Baiskeli Kila Siku

Katika mseto wa nishati ya jua betri hukamilisha mzunguko kamili kila siku, ambao si kitu kama hali ya kusubiri ya kuelea na ndipo miradi mingi inaposhindwa - hubainisha betri ya kuelea na kuibadilisha baada ya miaka miwili. Uchaguzi unategemea takwimu tatu, si juu ya uwezo wa nameplate. Kwanza, maisha ya mzunguko, na hasa mzunguko wa maisha katika kina kilichoelezwa cha kutokwa; mifumo ya jua kwa kawaida hutumia 50% hadi 70% DOD, kwa hivyo uliza data katika bendi hiyo. Pili, kukubalika kwa chaji: Nguvu ya kuchaji ya PV inatofautiana kulingana na mwale, mkondo wa umeme ni mdogo asubuhi na alasiri, na ikiwa betri inaweza kunyonya kwa ufanisi katika mkondo wa chini huamua urejeshaji wa nishati ya kila siku. Mfululizo wa kaboni ya risasi (LLC, 300–1,000Ah, miundo sita) hutoa mara nne hadi tano ya maisha ya mzunguko wa bidhaa za kawaida katika wajibu wa PSoC na kukubalika kwa takriban 30% bora zaidi, na imeundwa kwa hili haswa. Tatu, tabia ya halijoto ya juu: halijoto ya kabati zaidi ya 40°C ni ya kawaida barani Afrika, kwa hivyo maisha ya mzunguko lazima yasahihishwe kwa halijoto. Msururu wa mzunguko wa kina (FTC, 100–170Ah, mizunguko 1,500 au zaidi) pia ni chaguo nzuri kwa uwezo mdogo na wa kati.

Vumbi: Kigezo cha Chini

Kote katika Sahel na Afrika Mashariki kame, vumbi halithaminiwi sana. Kwanza, udongo: kila safu ya vumbi kwenye kioo hupunguza upitishaji kwa asilimia kadhaa, na baada ya dhoruba ya vumbi safu inaweza kufunikwa kwa unene wa kutosha ili kupunguza nusu ya pato. Nchini Niger, Mali na Chad, kuruka usafishaji kunaweza kugharimu zaidi ya 20% ya mavuno ya kila mwaka. Pili, mafuta: vumbi kwenye karatasi ya nyuma huzuia kukataa joto, kuongeza joto la seli na ufanisi wa kukata, kuchanganya hasara. Tatu, mitambo na umeme: vumbi linaloingia kwenye masanduku ya makutano na viunganishi husababisha mgusano mbaya na hatari ya arc, na vumbi katika njia za hewa ya inverter huzuia baridi. Majibu manne ya muundo yanafuata: ongeza safu ya kuinamisha ili vumbi lipeperushwe au kuoshwa kwa urahisi zaidi; taja masanduku ya makutano na viunganisho vilivyo na kiwango cha juu cha ingress; tumia inverters zilizopozwa kwa asili au vichujio vya vumbi vyema na uwaongeze kwenye njia ya ukaguzi; na kuweka usafishaji katika mkataba wa O&M kwa marudio yaliyobainishwa - kila mwezi katika msimu wa vumbi, kila robo mwaka vinginevyo - badala ya 'kama inavyotakiwa'.

Kuhesabu Malipo

Malipo hayahitaji muundo changamano, pembejeo nne tu, na zote nne zinaweza kupimwa kwenye tovuti. Kwanza, gharama ya sasa ya dizeli ya kila mwaka: wastani wa matumizi ya kila siku katika lita × 365 × bei ya mafuta iliyowasilishwa ikiwa ni pamoja na usafiri. Tumia bei iliyowasilishwa, sio bei ya gati. Pili, gharama ya dizeli baada ya kurejeshwa: hupunguzwa kwa kupunguzwa kwa saa za uendeshaji wa jenereta, ambayo kwa miundo ya kipaumbele cha jua kwa kawaida huwa 20% hadi 40% ya ya awali. Tatu, mavuno ya kila mwaka ya PV: uwezo wa safu katika kWp × saa za jua za kilele sawa × 365 × ufanisi wa mfumo wa 0.75 hadi 0.8 × sababu ya uchafu na uharibifu wa 0.85 hadi 0.9. Nne, jumla ya uwekezaji ikijumuisha moduli, kuweka, kidhibiti, betri, usafiri na usakinishaji. Malipo = uwekezaji ÷ (gharama ya dizeli ya mwaka ya kabla ya kurejesha − gharama ya dizeli ya kila mwaka ya baada ya kurejesha − gharama ya matengenezo ya kila mwaka). Ingizo mara nyingi zaidi ni ya tatu: watu hutumia saa bora za jua na kusahau uchafu na uharibifu. Chukua hesabu za kihafidhina na malipo unayohesabu ni ambayo yanaweza kuwasilishwa.

Kuweka ukubwa wa safu na betri kwa pamoja

Makosa mawili ya kawaida katika muundo wa mseto wa jua ni safu isiyo na ukubwa na betri isiyo na ukubwa, na kwa kawaida hutokea pamoja. Kanuni ni kutibu kipindi cha mawingu kama kikwazo na usawa wa nishati ya kila siku kama lengo, katika hatua tatu. Kwanza, matumizi ya kila siku: mzigo katika kW × masaa 24, mahesabu tofauti ambapo mizigo ya mchana na usiku hutofautiana. Pili, wastani wa mavuno ya kila siku ya PV: uwezo wa safu katika kWp × masaa ya jua ya kilele sawa × ufanisi wa mfumo wa 0.75 hadi 0.8 × sababu ya udongo ya 0.85. Matokeo hayo lazima yazidi matumizi ya kila siku, kwa kawaida na 20% hadi 30% ya chumba cha kichwa ili kufidia utofauti wa msimu, uharibifu wa moduli na kivuli cha mara kwa mara. Tatu, uwezo wa betri: matumizi ya kila siku × siku za mawingu ÷ kina cha kutokwa, na siku za mawingu zimechukuliwa kutoka kwa rekodi za hali ya hewa ya ndani - mbili hadi tatu katika Sahel, moja zaidi kwenye nyanda za juu za Afrika Mashariki. Baada ya hatua tatu, fanya ukaguzi wa kinyume: mwishoni mwa kipindi kirefu zaidi cha mawingu, uwezo wa mabaki ya betri haupaswi kushuka chini ya 20%, au kuwasha kwa jenereta kutapanda sana na uchumi wa mseto kutoweka. Hundi hiyo inarukwa mara kwa mara, lakini ndicho kiashiria kigumu tu cha iwapo uwiano ni sawa. Jambo moja zaidi ambalo mara nyingi hukosa ni kuinamisha safu: katika maeneo yenye vumbi, kuongeza digrii 5 hadi 10 zaidi ya mwelekeo bora wa kizazi huruhusu vumbi kutiririka kwa urahisi zaidi na kutoa mavuno zaidi baada ya muda. Tazama Uteuzi wa Nguvu ya Hifadhi Nakala ya Telecom