Φοιτητικές εργασίες-ασκήσεις

[Kostas Tsililis]

Καλημέρα, 

Είμαι φοιτητής του τμήματος αυτοματισμού της Θεσσαλονίκης. Στο πλαίσιο τις πρακτικής μου άσκησης μου ανατέθηκε να υλοποιήσω το εξής σύστημα : 

Θέλουμε να κατασκευάσουμε ένα κιόσκι το οποίο θα είναι ενεργειακά αυτόνομο με την χρήση φωτοβολταϊκών πάνελ και ίσως μικρών ανεμογεννητριών. Θα ήθελα να σας παρουσιάσω συνοπτικά το σύστημα και να ακούσω την γνώμη σας, πιθανός και να μου επισημάνετε λάθη/αστοχίες/παραβλέψεις που έχω κάνει.

Το σύστημα θέλουμε να μπορεί να παρέχει ρεύμα στο κιόσκι έτσι ώστε κατά την διάρκεια της ημέρας να υπάρχει ένα internet access point 24/7 , φωτισμός κατά της 8 βραδινές ώρες, φορτιστής κινητών και συσκευών USB, δυνατότητα φόρτισης ηλεκτρικού ποδηλάτου-πατινιού, κάποιος ανεμιστήρας οροφής για τους θερινούς μήνες και ίσως στην πορεία να προστεθούν και άλλα (σκεφτόμουν και ενδοδαπέδια θέρμανση περίπου 1kW ανά 7τμ).

 

Σαν καταναλώσεις για το όλο σύστημα τα έχω βγάλει ως εξής : 

 

• Led φωτισμός                    60   watt             x 8 ώρες = 480 watt hours

• 4g router                                10   watt             x 24 ωρες =240 watt hours 

• σταθμός φόρτισης USB 60   watt             x 8 ώρες  = 480 watt hours

• Φορτιστής ποδηλάτου   100 watt             x 8 ωρες =  800 watt hours

• ανεμιστήρας οροφής      50   watt             x 8 ώρες = 400 watt hours

Σύνολο :                                             280 watt              2400 watt - hours

Τα νούμερα είναι με βάση τεχνικά χαρακτηριστικά αντίστοιχων συσκευών και ενώ μπορεί να μην είναι τα ακριβή προσπάθησα να φτάνουν κοντά στο μέσο όρο.

Έχουμε στην διάθεση μας 9 πάνελ jinkoSolar 305Wp οπότε και με βάση 80% σημείο λειτουργίας υπολογίζω περίπου 2kW και με 6 ώρες την ημέρα ηλιοφάνεια 12kWh. Οπότε το παραπάνω σύστημα μας αφήνει και περιθώριο για επέκταση.

Στην πιο γενική μορφή το σύστημα σκέφτομαι να είναι μια συστοιχία από τα πάνελ που θα καταλήγει σε έναν υβριδικό inverter 1kW (με το σκεπτικό ότι δεν θα συνδεθούν όλα τα πάνελ αλλά μόνο τα μισά για αρχή), ο οποίος θα φορτίζει ένα powerbank από μπαταρίες και ταυτόχρονα θα τροφοδοτεί το φορτίο. Όποτε η παραγόμενη ισχύς δεν είναι αρκετή ή κατά της βραδινές ώρες θα συμπληρώνει από τις μπαταρίες. Ο inveter θα καταλήγει σε ένα πίνακα διανομής με ασφάλειες κτλ και από εκεί θα δίνουμε στα φορτία είτε με απευθείας κλεμάρισμα είτε με πρίζα.

Συγκεκριμένα για τις μπαταρίες για μία μέρα αυτονομίας υπολόγισα 2 μπαταρίες των 100Αh και 12V για 2000Wh σε 80% βάθος εκφόρτισης.

Γνώμες ; 

Σας παρακαλώ αν δείτε σοβαρά λάθη/παραβλέψεις δείξτε κατανόηση μόλις βγήκα από την σχολή και έχω 0 εμπειρία πάνω σε ΑΠΕ. Προσπαθώ να μάθω.

Με εκτίμηση 

[Bill22]

πρώτον και σημαντικό: Η εταιρεία που κάνεις πρακτική δεν έχει κάποιον να σε καθοδηγήσει?

Μου φαίνεται περίεργο να αναθέτουν σε πρακτικάριο να βγάλει μόνος του μελέτη χωρίς να δίνουν κατευθυντήριες γραμμές.

Υβριδικός inverter 1 kW να μπορεί να δεχθεί συνολική ισχύς σχεδόν 3 kW δεν υπάρχει (κοιτάς  τον τελικό σκοπό , οχι οτι θα συνδεθούν μόνο τα μισά τώρα).

Ενδοδαπεδια την ξεχνάς. Θα πρέπει να το διαστασιολογήσεις με δυο μέρες αυτονομία, που σημαίνει μεγαλύτερες μπαταρίες.

Υπάρχουν και πολλές άλλες παρατηρήσεις, που δυστυχώς δεν μπορούν να λυθούν από πληκτρολόγιο. 

[astrah]

Ας ξεκινήσουμε με το ΒΑΣΙΚΟ πρόβλημα στην σκέψη σου...

2 ώρες πριν, Kostas Tsililis said:

Έχουμε στην διάθεση μας 9 πάνελ jinkoSolar 305Wp οπότε και με βάση 80% σημείο λειτουργίας υπολογίζω περίπου 2kW και με 6 ώρες την ημέρα ηλιοφάνεια 12kWh. 

δες π.χ. τι παράγουν υφιστάμενες εγκαταστάσεις σε ημερήσια, μηνιαία, ετήσια βάση

https://www.sunnyportal.com/Templates/PublicPagesPlantList.aspx

[Kostas Tsililis]

Ανάλογα το μήνα η ημερήσια παραγωγή κυμαίνεται από 6kWh την μέρα έως 13. Μηνιαία από 180 μέχρι 448 και ετήσια 3,7MWh.

Άρα δεν έλαβα υπόψη το γεγονός ότι δεν θα έχω κάθε μήνα το 80% αλλά του χειμερινούς μήνες θα πέφτω ακόμα πιο χαμηλά ενώ τους θερινούς μπορεί και να το ξεπερνάω.

Θα πρέπει να υπολογίσω το σύστημα να μπορεί να ανταπεξέλθει στα φορτία με βάση την ελάχιστη παραγωγή σωστά ;

 

Χρησιμοποίησα το https://pvwatts.nrel.gov/ με βάση την περιοχή της Κοζάνης, με 26 μοίρες κλίση και αζιμούθιο 180 (νότος). 

[astrah]

1 ώρα πριν, Kostas Tsililis said:

Ανάλογα το μήνα η ημερήσια παραγωγή κυμαίνεται από 6kWh την μέρα έως 13.

Λάθος, δες το λινκ που σου έστειλα....

[Kostas Tsililis]

Αυτή τη φορά από το link πήρα το ποιο κοντινό σε μένα παράδειγμα που βρήκα :
Φωτοβολταϊκά ταράτσας ονομαστικής ισχύος 2,88kWp 

Για τον μήνα Δεκέμβριο κατά μέσο όρο την μέρα 4,6kWh και για Ιούνιο 11kWh ανά μέρα 

Για το μήνα κατά μέσο όρο 277,5kWh 

Για το χρόνο 4000kWh μέσο όρο στα 10 χρόνια.

Καταλαβαίνω κάτι λάθος ; 

Edited Μάιος 3 , 2022 by Kostas Tsililis

[astrah]

Για να διαστασιολογήσεις ένα αυτόνομο σύστημα πρέπει να παίρνεις υπόψη τις ημερήσιες παραγωγές.

Ο μέσος όρος του μήνα δεν λέει κάτι... γιατί μπορεί 3-4-5 μέρες συνεχόμενες να έχεις συννεφιά...

Γι' αυτό για να έχουμε την επιθυμητή αυτονομία σε ημέρες, θα πρέπει να δουλεύουμε με το χειρότερο σενάριο...

[AMHxaNos]

2 hours ago, astrah said:

... θα πρέπει να δουλεύουμε με το χειρότερο σενάριο...

όλοι θα συμφωνούν με το ^^^ αλλά έτσι δεν είναι σαν να βάζουμε στην εγκατάσταση και από την μπροστινή πόρτα ζεύγος και όλα όσα πάνε σετ με H/Z?

Edited Μάιος 3 , 2022 by AMHxaNos

[astrah]

Όλα εξαρτώνται από την εφαρμογή και την ζητούμενη αξιοπιστία...

[Kostas Tsililis]

14 ώρες πριν, AMHxaNos said:

έτσι δεν είναι σαν να βάζουμε στην εγκατάσταση και από την μπροστινή πόρτα ζεύγος και όλα όσα πάνε σετ με H/Z?

Δεν μπορώ να πω ότι κατάλαβα

Όσον αφορά την αξιοπιστία πιο πολύ μας ενδιαφέρουν τα ρεύματα και ο inverter να μην κάψουν κάποια συσκευή παρά να μείνουμε χωρίς ρεύμα. Επειδή είναι σε κιόσκι η εφαρμογή, μέρες με βροχή και λιγότερη ηλιοφάνεια δεν περιμένουμε να έχει επισκεψιμότητα.

 

Τώρα όσον αφορά την διαστασιολόγηση απ'όσο έχω καταλάβει πρέπει να λάβω υπόψη την χειρότερη μέρα του χρόνου και από εκεί να υπολογίσω το μέγεθος της μπαταρίας για να πετύχω την αυτονομία που θέλω. 

Edited Μάιος 4 , 2022 by Kostas Tsililis