netzunabhängige Komplettlösung für irakische Wohngebiete

Photovoltaik-Energiespeicher + Komplettlösung für netzunabhängige Dieselgeneratoren für irakische Wohngebiete

1. Lösungsübersicht

Dieser Plan sieht ein reines netzunabhängiges Energiesystem für irakische Wohngebiete vor, mit der Kernidee von “Photovoltaik + Energiespeicherung als Hauptbestandteil, Dieselgenerator-Notfall“: Verwendung eines 5MWh-Energiespeichers als Basismodul, nach Region konfiguriert (4 Villenbereiche jeweils 30 MWh, 2 Hochhausgebiete jeweils 25MWh), ein Einzelsystem mit 1,5 MW Photovoltaik/Set-Energiespeicher (insgesamt 51 MW), durch DC-DC-Direktverbindung zur Erzielung von Photovoltaik 4 Stunden volle Energiespeicherung, um den täglichen Strombedarf zu decken 122,500 kWh. Die Anlage ist mit Niederspannung an das Netz angeschlossen, Zur Gewährleistung der Sicherheit werden in Hochhausbereichen Trenntransformatoren eingebaut, und Dieselgeneratoren (2 5MW) werden nur zur Bewältigung extremer Wetterbedingungen eingesetzt. Für große Villen, Sie können einen 30-kWh-Haushaltsenergiespeicher hinzufügen, um die Stabilität der Stromversorgung zu verbessern, Oder Sie können die Basislösung verwenden (keine Haushaltslagerung) um die Kosten zu senken. Beide Modi eignen sich für die Umgebung mit hohen Temperaturen und hohem Staubgehalt in der Wüste des Nahen Ostens.

2. Kernparameter und Designrahmen

2.1. Schlüsselparameter

• Gesamtstromverbrauch: 3500 Haushalte x 35 kWh/Haushalt/Tag = 122500 kWh/Tag (Der durchschnittliche Stromverbrauch von Villen und Hochhäusern wird auf Basis des Medianwerts von berechnet 35 kWh)
• Kernanforderungen an die Energiespeicherung: treffen 100% des Stromverbrauchs über den Tag verteilt (122,500 kWh/Tag), und der Dieselgenerator startet nicht, es sei denn, es liegen besondere Umstände vor (extremes Wetter seit mehr als 3 aufeinanderfolgende Tage).
• Anforderungen an das Laden von Photovoltaikanlagen: Laden Sie das darin enthaltene Energiespeichersystem vollständig auf 4 Std. (muss den Echtzeit-Stromverbrauch während des Ladevorgangs decken + Lademenge des Energiespeichers)​
• PCS-Konfiguration: Konfiguriert in einem Verhältnis von 1/4 der Energiespeicherkapazität, Verwendung eines erstklassigen 1,45-MW-Markensystems (Unterstützt 1500V→400V-Niederspannungsnetzanschluss)
• Bereichseinteilung: 6 Energiespeicherbereiche (einschließlich 2 Hochhausgebiete, die Trenntransformatoren erfordern)​
• Äquivalenter Sonnenschein: 1790 Stunden/Jahr → 4.9 Stunden pro Tag (Spitzensonnenschein)​
• Systemeffizienz: Photovoltaik → Energiespeicher (DC-DC-Direktverbindung) Effizienz 0.92, Energiespeicherentladung → Lasteffizienz 0.88, Gesamtlade- und Entladeeffizienz 0,81​
• Energiespeichersystem: Nimmt die Standardkonfiguration mit 5 MWh/Satz an, und die Gesamtkapazität wird auf 170 MWh angepasst (Deckung des Strombedarfs von 122,500 kWh/Tag, und ist ein Vielfaches von 5)​
• Energiespeicher für den Haushalt: Große Villen sind mit 30 kWh/Haushalt ausgestattet (vorausgesetzt, es gibt sie 200 große Villen , Buchhaltung 10% der Gesamtzahl der Villen), und an das Gemeinschaftsnetz angeschlossen.

2.2. Designlogik

Mit dem “5MWh-Energiespeicher” als Basismodul, Jeder Bereich besteht aus mehreren Modulen, mit Photovoltaik ausgestattet, Konvergenz, Umbau und andere Ausrüstung; Als Ergänzung werden Haushaltsenergiespeicher eingesetzt, um die Flexibilität der Stromversorgung zu verbessern. Der Konfigurationslogik der Wüste des Nahen Ostens folgend, Dafür ist die Photovoltaik verantwortlich 85% des durchschnittlichen täglichen Stromverbrauchs + Aufladen des Energiespeichers, und Energiespeicherung konfiguriert ist 1.2 mal so hoch wie der durchschnittliche tägliche Stromverbrauch (um kurzfristige Schwankungen zu bewältigen). ​

3. Konfiguration des Energiespeichersystems

3.1. Gesamtkapazität und regionale Verteilung

• Theoretischer Anspruch: 122500 kWh/Tag ÷ Entladungseffizienz 0.88 ≈ 139205 kWh (zu speichernde Strommenge)​
• Tatsächliche Konfiguration: 1.2 mal Redundanzdesign (um mit Batterieverschlechterung und extremer Belastung zurechtzukommen) → 139205 kWh × 1.2 ≈ 167046 kWh, angepasst auf 170MWh (Erfüllung der vielfältigen Anforderungen von 5)​
• Konfiguration für eine einzelne Region:
• Villenbereich (4): 30 MWh jeweils → 30 MWh ÷ 5 MWh/Einheit = 6 Einheiten/Fläche (4×6=insgesamt 24 Einheiten)
• Hochhausgebiete (2): 25MWh jeweils → 25MWh÷5MWh/Set = 5 Sätze/Bereich (2×5=insgesamt 10 Sätze)​
• Batterieparameter: 5MWh/Satz für Lithium-Eisenphosphat-Akku (1500In DC, Lebensdauer 6000 mal, Entladungstiefe 80% → verfügbar 4MWh/Set)​
• Bei der Konfiguration von Villen und Hochhäusern kann das Konfigurationsschema für die Energiespeicherung an die tatsächliche Stromlast angepasst werden

3.2. 5Unterstützendes Design der MWh-Energiespeichereinheit (Grundmodul)

• Modulzusammensetzung: 5MWh-Batteriefach (inklusive BMS) + 1 Satz von 1,45 MW PCS einer erstklassigen Marke + 1 Satz DC-DC Anschlussschrank
• Photovoltaik-Unterstützung: Jede 5 MWh Energiespeicherung muss durch 1,5 MW Photovoltaikleistung ergänzt werden (zu treffen 4 Stunden voller Ladung: 1.5MW×4h×0,92 Wirkungsgrad = 5,52 MWh, Deckung des Ladebedarfs von Energiespeichern)​
• Verbindungslogik: PV ist über einen Kombiniererschrank mit einem 5-MWh-Energiespeicher verbunden → DC-DC ist über PCS direkt mit dem regionalen 400-V-Netz verbunden

4. Zusammensetzung des regionalen Energiespeichersystems

4.1. 5Ausrüstungsliste für MWh-Energiespeichereinheiten

​

4.2 Integration regionaler Energiespeichersysteme

• Villenbereich (30MWh): 6 5MWh-Einheiten sind parallel geschaltet und über eine 10-MW-Niederspannungsschaltanlage an das regionale Stromnetz angeschlossen (400V).
• Hochhausgebiet (25MWh): 5 5MWh-Einheiten parallel, ausgestattet mit 5 1.5 MVA-Trenntransformatoren + 8MW-Niederspannungsschaltanlage
• Trenntransformator (Hochhaus): Dyn11-Verkabelung, Unterdrückung der dritten Harmonischen, Kurzschlussimpedanz 6%, Erfüllung der Erdungsanforderungen von Wohngebieten

4.3 Haushaltsenergiespeicher für große Villen

• Speicherkapazität für den Haushalt: 200 Haushalte × 30kWh / Haushalt = 6MWh (Lithiumeisenphosphat, Entladungstiefe 80% → verfügbar 24kWh / Haushalt)​
• Wandler: 30kWh-Haushaltsspeicher mit 5-kW-Wechselrichter (Unterstützt 400-V-Netzanschluss, mit Anti-Rückfluss-Funktion)​
• Operationslogik: Priorisieren Sie die Eigennutzung, und den überschüssigen Strom in das kommunale Stromnetz einspeisen. Wenn es einen Strommangel gibt, Strom aus dem Netz beziehen (wenn SOC < 20%)

5. Konfiguration einer Photovoltaikanlage

5.1. Ableitung der installierten Leistung

• Die für die Fertigstellung erforderliche Strommenge 4 Std.:
• Ladekapazität des Energiespeichers: 170MWh (Gesamtenergiespeicher) × 80% (vollständig aufgeladen) ÷ Ladeeffizienz 0.92 ≈ 148,91 MWh​
• 4 Stunden Echtzeit-Stromverbrauch: 122500 kWh/Tag×(4/24)≈20417 kWh​
• Gesamtstrombedarf: 148910 kWh + 20417 kWh = 169327 kWh​
• Installierte Photovoltaikleistung: 169327 Grad ÷ 4 Stunden ÷ Systemeffizienz 0.81 (einschließlich Komponenten- und Kabelverlusten) ≈ 52539 kW ≈ 52,5 MW​
• Endgültige Konfiguration: 52.5MW (kombiniert mit 5 MWh Energiespeicher und 1,5 MW Photovoltaik, 34 Sätze × 1,5 MW = 51 MW, plus 1 MW Photovoltaik für große Villen, insgesamt 52 MW)

5.2 Einzelner 5MWh-Energiespeicher mit Photovoltaik

• Installierte Kapazität: 1.5MW (erfüllen 4-Stunden-Ladezeit: 1.5MW×4h×0,92 Wirkungsgrad = 5,52 MWh, Deckung des Ladebedarfs von Energiespeichern)​
• Anzahl Module: 1.5MW ÷ 0,69 kW/Modul ≈ 2174 Module (690W-Module)​
• Konvergenzdesign: Reihenschaltung zum 1,5-MW-Konvergenzschrank (inklusive Blitzschutz und Sicherungsschutz)

5.3 Regionale Photovoltaik-Zuteilung ( optional für Villadach )

• Einzelvillengebiet (30MWh-Energiespeicher): 6 Sätze von 5MWh-Modulen → 6×1,5MW=9MW Photovoltaik
• Zuteilung einer Einfamilienvilla: 2,000 Haushalte (gewöhnliche Villen) wird mit durchschnittlich 51 MW Photovoltaikleistung ausgestattet → 25,5 kW/Haushalt (25.5kW ÷ 0,69 kW/Block ≈ 37 Blöcke/Haushalt)​
• Dachfläche: 37 Blöcke × 2,31㎡ × 1.1 ≈ 95㎡/Haushalt (gewöhnliche Villa), Große Villen reservieren zusätzlich 10㎡ für die Photovoltaikspeicherung im Haushalt

5.4 Photovoltaik-Zusammenfluss und -Anschluss

• Kombinierter Schrank: 1 Combiner-Schrank (Gleichstrom 1500 V, Nennstrom 1250A) pro 1,5 MW Photovoltaikleistung, insgesamt 34 Schränke (passend zur Anzahl der 5MWh-Energiespeicher-Sets)
• Gleichstromkabel: Kabel (90°C Temperaturbeständigkeit, Staubbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit), Photovoltaik → Kombinierer → DC-DC → Energiespeicherung

6. Konfiguration wichtiger elektrischer Geräte

6.1 Niederspannungsschaltanlage (Wechselstrom)​

• Spezifikationen: 400V AC, Nennstrom , Ausgestattet mit einem Schubladen-Leistungsschalter
• Menge: 6 Sätze (1 pro Bereich eingestellt ), Hochhausbereich mit Trenntransformator-Schnittstelle
• Schutzfunktion: Überstrom, Überspannung, Nullsystemschutz, und PCS-Verbindungsauslösung

6.2 Unterstützungsausrüstung für Dieselgeneratoren

• Generatorschaltschrank: 10 1 MW-Dieselgeneratoren jeweils ausgestattet mit 1 Schaltschrank (einschließlich synchronem netzgekoppeltem Gerät)
• ATS-Schaltschrank: 10 Einheiten (automatischer Umschalter, Schaltzeit <50MS), Verbindung des Generators mit dem kommunalen Hauptstromnetz

6.3 Mess- und Überwachungsgeräte

• Gateway-Zähler: 1 Ebene 0.2 Smart Meter pro Bereich (Überwachung der Photovoltaikleistung, Laden und Entladen von Energiespeichern, und Laststromverbrauch)​
• Umweltmonitore: 6 (1 pro Fläche), Überwachung der Temperatur, Staubkonzentration, Windgeschwindigkeit (verbunden mit der Photovoltaik-Reinigung)​

7. Dieselgeneratoren und Notfallunterstützung

7.1 Konfiguration des Dieselgenerators

• Kapazität: Pflegen 10 Einheiten von 1000 W (insgesamt 10 MW), gepaart mit 170 MWh Energiespeicher (zu treffen 3 Tagelange Stromversorgung bei extremen Wetterbedingungen)

7.2 Optimierung der Startlogik

• Ebene 1 auslösen: Regionaler Energiespeicher SOC < 15% und Photovoltaik-Leistung < 30% (dauerhaft 12 Std.)​
• Auslöser der zweiten Ebene: 2 oder mehrere Bereiche gleichzeitig keinen Strom haben, oder der durchschnittliche SOC der Haushaltsspeicher liegt unter 10% ( Zentralalarm für große Villen )

8. Systembetriebslogik

8.1 Einzelner 5-MWh-Energiespeicher + 1.5MW-Photovoltaik-Betrieb

• Morgen ( um 8 :00-12 : 00 ) : PV gibt dem Laden des Energiespeichers Vorrang (1.5MW volle Leistung), Laden des Energiespeichers ab 20% Zu 100% innerhalb 4 Std.
• Nachmittag ( um 12 :00-18:00): Photovoltaik-Stromversorgung direkt, Überschüssiger Strom zur Ergänzung der Energiespeicherung (SOC ≥ beibehalten 90% )
• Nachts (18:00- 8:00 ): Der Energiespeicher wird über PCS entladen und je nach regionalem Lastbedarf verteilt (Die maximale Entladung eines einzelnen Satzes beträgt 1,45 MW)

8.2 Regionale Koordination (Nehmen wir als Beispiel 30 MWh im Villenbereich)​

• 6 Sätze von 5-MWh-Einheiten sind parallel geschaltet, mit einer Gesamtentladeleistung von 6×1,45MW=8,7MW​
• Spitzenlast (18:00-22:00): 6 stellt die Entladung gleichzeitig ein, um den regionalen Spitzenbedarf von etwa 8 MW zu decken
• Außerhalb der Hauptverkehrszeiten (2:00-6:00): 2-3 Sets sind ausreichend, und der Rest befindet sich im Standby-Modus

8.3 Koordination der Haushaltseinlagen für große Villen

• Mittag (12:00-14:00): Photovoltaik-Stromerzeugung für Haushalte → Vorrang hat die Klimatisierung von Haushalten (Spitzenlast), und der verbleibende Strom wird in das kommunale Stromnetz eingespeist
• Nachts (20:00-22:00): Die Entladung von Haushaltsspeichern soll den Stromverbrauch der Haushalte ergänzen und den Druck der Energiespeicherentladung in der Gemeinde verringern
• Notfallstatus: Wenn das kommunale Stromnetz ausfällt, Der Haushaltsspeicher schaltet automatisch in den Off-Grid-Modus (unterstützend 4 Stunden Stromversorgung für wichtige Haushaltslasten)​

8.4 Reaktion auf extremes Wetter (3 Aufeinanderfolgende Tage voller Sandstürme)​

• Die PV-Leistung sinkt auf 20% → durchschnittliche tägliche Stromerzeugung 52 MW×4,9 Stunden×0,2=50,96 MWh​
• Der Energiespeicher wird entladen 50% am ersten Tag, entlassen zu 30% am zweiten Tag, und am dritten Tag wird der Dieselgenerator gestartet (Ergänzung 71540 Grad/Tag)

9. Ausrüstungsliste

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10. Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit

10.1. Zuverlässigkeitsdesign

• Photovoltaik-Staubbeständigkeit: Nanobeschichtung auf der Oberfläche des Moduls (reduziert die Staubanhaftung 30%), einmal pro Woche gereinigt
• Redundanz der Energiespeicherung: 30MWh (Villa), 25MWh (Hochhaus) in einem einzigen Bereich, einschließlich 10% Backup-Kapazität, kann andere Bereiche unterstützen
• Stromversorgungsgarantie: Systemverfügbarkeit ≥ 99.8% (Stromausfall ≤ 7 Stunden pro Jahr)​
• Die Aufbewahrung im Haushalt erhöht die Zuverlässigkeit: Haushaltslager in großen Villen können hilfreich sein 5% der Gesamtlast der Gemeinde (um 6,000 Grad/Tag), und im Extremfall die Anzahl der Dieselgeneratorstarts reduzieren; Der Haushaltsspeicher ist an das Hauptnetz angeschlossen: durch EMS, “Hauptnetzpriorität, Es wird Haushaltsspeicher genutzt” um den Inseleffekt zu vermeiden

11. Zusammenfassung der Lösung

Diese Lösung ermöglicht eine standardisierte Systemkonfiguration und flexible Erweiterung durch den modularen Aufbau von “5MWh-Energiespeicher + 1.5MW-Photovoltaik”. Die neu hinzugefügte Hochspannungsschaltanlage, Anschlussschränke und andere Geräte verbessern die elektrische Sicherheitsverbindung, und die Haushaltsspeicherung großer Villen verbessert die Redundanz der Stromversorgung. Die Lösung erfüllt die Anforderungen eines reinen netzunabhängigen Betriebs irakischer Wohngemeinden, passt sich den Umwelteigenschaften des Wüstengebiets im Nahen Osten an, und schneidet hinsichtlich Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit gut ab. Die Haushaltslagerskala kann entsprechend der tatsächlichen Anzahl großer Villen angepasst werden , oder der Abstand zwischen Photovoltaikmodulen kann optimiert werden, um ihn an eine kleinere Dachfläche anzupassen.