solution de conception complète hors réseau pour les zones résidentielles irakiennes​

Stockage d'énergie photovoltaïque + Solution de conception complète de générateur diesel hors réseau pour les zones résidentielles irakiennes

1. Présentation de la solution

Ce plan conçoit un système énergétique purement hors réseau pour les zones résidentielles irakiennes, avec l'idée centrale de “photovoltaïque + le stockage d’énergie comme principal, urgence du générateur diesel“: utilisant une unité de stockage d'énergie de 5 MWh comme module de base, configuré par région (4 superficies de villas 30MWh chacune, 2 zones de grande hauteur 25 MWh chacune), un système unique avec stockage d'énergie photovoltaïque/ensemble de 1,5 MW (total 51 MW), Grâce à une connexion directe DC-DC pour obtenir du photovoltaïque 4 heures de stockage d'énergie complet, pour répondre à la demande quotidienne en électricité 122,500 kWh. Le système est connecté au réseau à basse tension, des transformateurs d'isolement sont ajoutés dans les zones de grande hauteur pour assurer la sécurité, et générateurs diesel (2 5MW) ne sont utilisés que pour faire face à des conditions météorologiques extrêmes. Pour les grandes villas, vous pouvez choisir d'ajouter un stockage d'énergie domestique de 30 kWh pour améliorer la stabilité de l'alimentation électrique, ou vous pouvez utiliser la solution de base (pas de stockage domestique) pour réduire les coûts. Les deux modes sont adaptés à l'environnement à haute température et à forte poussière du désert du Moyen-Orient..

2. Paramètres de base et cadre de conception

2.1. Paramètres clés

• Consommation totale d'électricité: 3500 ménages x 35 kWh/ménage/jour = 122500 kWh/jour (la consommation électrique moyenne des villas et des immeubles de grande hauteur est calculée sur la base de la valeur médiane de 35 kWh)
• Exigences fondamentales du stockage d’énergie: rencontrer 100% de la consommation électrique tout au long de la journée (122,500 kWh/jour), et le générateur diesel ne démarrera pas sauf circonstances particulières (conditions météorologiques extrêmes pendant plus de 3 jours consécutifs).
• Exigences de charge photovoltaïque: Chargez complètement le système de stockage d'énergie dans 4 heures (doit couvrir la consommation d'énergie en temps réel pendant la charge + quantité de charge de stockage d'énergie)​
• Configuration du PC: Configuré à un ratio de 1/4 de la capacité de stockage d’énergie, utilisant un système de 1,45 MW de marque de premier rang (prenant en charge la connexion au réseau basse tension 1 500 V → 400 V)
• Division de la zone: 6 zones de stockage d'énergie (y compris 2 zones de grande hauteur, qui nécessitent des transformateurs d'isolement)​
• Ensoleillement équivalent: 1790 heures/an → 4.9 heures par jour (ensoleillement maximal)​
• Efficacité du système: Photovoltaïque → stockage d'énergie (Connexion directe DC-DC) efficacité 0.92, décharge du stockage d'énergie → efficacité de charge 0.88, efficacité globale de charge et de décharge 0,81​
• Système de stockage d'énergie: adopte une configuration standard de 5 MWh/ensemble, et la capacité totale est ajustée à 170MWh (répondre à la demande en électricité de 122,500 kWh/jour, et est un multiple de 5)​
• Stockage d'énergie domestique: les villas de grande taille sont équipées de 30 kWh/ménage (en supposant qu'il y ait 200 villas de grande taille , comptabilité 10% du nombre total de villas), et connecté au réseau communautaire.

2.2. Logique de conception

Avec le “5Unité de stockage d'énergie MWh” comme module de base, chaque espace est composé de plusieurs modules, équipé de photovoltaïque, convergence, conversion et autres équipements; le stockage d'énergie domestique est utilisé comme complément pour améliorer la flexibilité de l'alimentation électrique. Suivant la logique de configuration du désert du Moyen-Orient, le photovoltaïque est responsable de 85% de la consommation électrique journalière moyenne + recharge de stockage d'énergie, et le stockage d'énergie est configuré à 1.2 fois la consommation électrique quotidienne moyenne (pour faire face aux fluctuations à court terme). ​

3. Configuration du système de stockage d'énergie

3.1. Capacité totale et répartition régionale

• Demande théorique: 122500 kWh/jour ÷ efficacité de décharge 0.88 ≈ 139205 kWh (quantité d'électricité à stocker)​
• Configuration réelle: 1.2 conception de redondance fois (pour faire face à la dégradation de la batterie et à une charge extrême) → 139205 kWh × 1.2 ≈ 167046 kWh, ajusté à 170MWh (répondant aux multiples exigences de 5)​
• Configuration à région unique:
• Quartier des villas (4): 30 MWh chacun → 30MWh÷5MWh/unité = 6 unités/zone (4×6=24 unités au total)
• Zones de grande hauteur (2): 25MWh chacun → 25MWh÷5MWh/set = 5 ensembles/zone (2×5=10 ensembles au total)​
• Paramètres de la batterie: 5MWh/ensemble pour batterie au lithium fer phosphate (1500À DC, Cycle de vie 6000 fois, profondeur de décharge 80% → disponible 4MWh/ensemble)​
• La configuration des villas et des gratte-ciel peut ajuster le schéma de configuration du stockage d'énergie en fonction de la charge électrique réelle

3.2. 5Unité de stockage d'énergie MWh prenant en charge la conception (module de base)

• Composition des modules: 5Compartiment batterie MWh (y compris BMS) + 1 ensemble de PCS 1,45MW d'une marque de premier rang + 1 ensemble de DC-DC armoire de jonction
• Support photovoltaïque: Chaque 5 MWh de stockage d’énergie doit être associé à 1,5 MW d’énergie photovoltaïque (rencontrer 4 heures de charge complète: 1.5MW×4h×0,92 efficacité = 5,52 MWh, couvrant les besoins de recharge du stockage d’énergie)​
• Logique de connexion: Le PV est connecté au stockage d'énergie de 5 MWh via une armoire de combinaison → DC-DC est directement connecté au réseau régional 400 V via PCS​

4. Composition du système régional de stockage d'énergie

4.1. 5Liste des équipements des unités de stockage d’énergie MWh

​

4.2 Intégration du système régional de stockage d’énergie

• Quartier des villas (30MWh): 6 5Les unités MWh sont connectées en parallèle et connectées au réseau électrique régional via un appareillage basse tension de 10 MW. (400V).
• Zone de grande hauteur (25MWh): 5 5Unités MWh en parallèle, équipé de 5 1.5 Transformateurs d'isolement MVA + 8Appareillage basse tension MW
• Transformateur d'isolement (gratte-ciel): Câblage Dyn11, suppression de troisième harmonique, impédance de court-circuit 6%, répondant aux exigences de mise à la terre des zones résidentielles

4.3 Stockage d’énergie domestique pour grandes villas

• Capacité de stockage des ménages: 200 ménages × 30 kWh / ménage = 6MWh (phosphate de fer et de lithium, profondeur de décharge 80% → disponible 24kWh / ménage)​
• Onduleur: 30Stockage domestique kWh avec onduleur 5 kW (prend en charge la connexion au réseau 400 V, avec fonction anti-reflux)​
• Logique de fonctionnement: Privilégier l’auto-utilisation, et fusionner l'énergie excédentaire dans le réseau électrique communautaire. Quand il y a une pénurie d'électricité, prendre l'électricité du réseau (quand le SOC < 20%)

5. Configuration du système photovoltaïque

5.1. Calcul de la capacité installée

• La quantité d'électricité nécessaire pour terminer en 4 heures:
• Capacité de charge du stockage d’énergie: 170MWh (stockage total d'énergie) × 80% (chargé au maximum) ÷ efficacité de charge 0.92 ≈ 148,91 MWh​
• 4 heures de consommation électrique en temps réel: 122500 kWh/jour×(4/24)≈20417kWh​
• Demande totale d'électricité: 148910 kWh + 20417 kWh = 169327 kWh​
• Capacité installée photovoltaïque: 169327 degrés ÷ 4 heures ÷ efficacité du système 0.81 (y compris les pertes de composants et de câbles) ≈ 52539 kW ≈ 52,5 MW​
• Configuration finale: 52.5MW (combiné à un stockage d'énergie de 5 MWh et à un système photovoltaïque de 1,5 MW, 34 ensembles × 1,5 MW = 51 MW, plus 1MW de photovoltaïque pour les grandes villas, un total de 52 MW)

5.2 Stockage d'énergie unique de 5 MWh avec photovoltaïque

• Capacité installée: 1.5MW (répondre à une charge de 4 heures: 1.5MW×4h×0,92 efficacité = 5,52 MWh, couvrant les besoins de recharge du stockage d’énergie)​
• Nombre de modules: 1.5MW÷0,69kW/module≈2174 modules (690Modules W)​
• Conception convergente: Connexion en série à une armoire de convergence de 1,5 MW (y compris protection contre la foudre et protection contre les fusibles)

5.3 Dotation régionale photovoltaïque ( en option pour le toit de la villa )

• Zone de villa individuelle (30Stockage d'énergie en MWh): 6 ensembles de modules 5MWh → 6×1,5MW=9MW photovoltaïque
• Attribution de villas unifamiliales: 2,000 ménages (villas ordinaires) sera équipé en moyenne de 51 MW de puissance photovoltaïque → 25,5 kW/foyer (25.5kW÷0,69 kW/bloc≈37 blocs/ménage)​
• Surface du toit: 37 blocs × 2,31㎡ × 1.1 ≈ 95㎡/ménage (villa ordinaire), les grandes villas réservent 10㎡ supplémentaires pour le stockage photovoltaïque domestique

5.4 Confluence et connexion photovoltaïque

• Armoire combinateur: 1 armoire de combinaison (C.C 1500 V, courant nominal 1250A) pour chaque 1,5 MW d’énergie photovoltaïque, un total de 34 armoires (correspondant au nombre d'ensembles de stockage d'énergie de 5 MWh)
• Câble CC: Câble (90Résistance à la température °C, résistance à la poussière et résistance au vieillissement), photovoltaïque → combineur → DC-DC → stockage d'énergie​

6. Configuration des équipements électriques clés

6.1 Appareillage basse tension (CA)​

• Caractéristiques: 400V CA, courant nominal , équipé d'un disjoncteur à tiroir​
• Quantité: 6 ensembles (1 défini par zone ), zone de grande hauteur avec interface de transformateur d'isolement
• Fonction de protection: surintensité, surtension, protection homopolaire, et déclenchement de la liaison PCS

6.2 Équipement de support pour générateur diesel

• Armoire de commande de générateur: 10 1 Générateurs diesel MW équipés chacun de 1 armoire électrique (y compris appareil synchrone connecté au réseau)
• Armoire électrique ATS: 10 unités (commutateur de transfert automatique, temps de commutation <50MS), connecter le générateur et le réseau électrique principal de la communauté

6.3 Matériel de mesure et de surveillance

• Compteur passerelle: 1 niveau 0.2 compteur intelligent par zone (surveillance de la production photovoltaïque, stockage d'énergie, charge et décharge, et consommation d'énergie de la charge)​
• Moniteurs environnementaux: 6 (1 par zone), surveillance de la température, concentration de poussière, vitesse du vent (lié au nettoyage photovoltaïque)​

7. Générateurs diesel et assistance d’urgence

7.1 Configuration du générateur diesel

• Capacité: Maintenir 10 unités de 1000 W (total 10 MW), associé à 170 MWh de stockage d’énergie (rencontrer 3 jours d'alimentation électrique dans des conditions météorologiques extrêmes)

7.2 Optimisation de la logique de démarrage

• Niveau 1 déclenchement: Stockage d’énergie régional SOC < 15% et production photovoltaïque < 30% (durable 12 heures)​
• Déclencheur de deuxième niveau: 2 ou plusieurs zones sont hors tension en même temps, ou le SOC moyen du stockage domestique est inférieur à 10% ( alarme centralisée pour grandes villas )

8. Logique de fonctionnement du système

8.1 Stockage d'énergie unique de 5 MWh + 1.5Exploitation photovoltaïque MW

• Matin ( à propos 8 :00-12 : 00 ) : Le PV donne la priorité à la recharge du stockage d’énergie (1.5MW pleine puissance), charger le stockage d'énergie à partir de 20% à 100% dans 4 heures
• Après-midi ( à propos 12 :00-18:00): Alimentation photovoltaïque directement, excès de puissance pour compléter le stockage d'énergie (maintenir un SOC ≥ 90% )
• La nuit (18:00- 8:00 ): Le stockage d'énergie est déchargé via PCS et distribué en fonction de la demande de charge régionale (la décharge maximale d'un seul ensemble est de 1,45 MW)

8.2 Coordination régionale (en prenant comme exemple 30 MWh dans la zone de la villa)​

• 6 des ensembles d'unités de 5 MWh sont connectés en parallèle, avec une capacité de décharge totale de 6×1,45 MW=8,7 MW​
• Charge de pointe (18:00-22:00): 6 règle la décharge simultanément pour répondre à la demande de pointe régionale d’environ 8 MW​
• Heures creuses (2:00-6:00): 2-3 les ensembles sont suffisants, et les autres sont en mode veille​

8.3 Coordination des dépôts des ménages pour les villas de grande taille

• Midi (12:00-14:00): Production d’électricité photovoltaïque domestique → Priorité donnée à la climatisation domestique (charge de pointe), et l'énergie restante est incorporée au réseau électrique communautaire
• La nuit (20:00-22:00): Décharges de stockage domestique pour compléter la consommation électrique des ménages et réduire la pression des décharges de stockage d'énergie dans la communauté​
• Statut d'urgence: Quand le réseau électrique communautaire tombe en panne, le stockage domestique passe automatiquement en mode hors réseau (justificatif 4 heures d'alimentation électrique pour les charges domestiques clés)​

8.4 Réponse aux conditions météorologiques extrêmes (3 jours consécutifs de tempêtes de sable)​

• La production photovoltaïque chute à 20% → production d'électricité quotidienne moyenne 52 MW×4,9 heures×0,2=50,96 MWh​
• Le stockage d'énergie est déchargé vers 50% le premier jour, déchargé à 30% le deuxième jour, et le générateur diesel démarre le troisième jour (compléter 71540 degrés/jour)

9. Liste des équipements

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10. Fiabilité et économie

10.1. Conception de fiabilité

• Résistance à la poussière photovoltaïque: Nano revêtement sur la surface du module (réduit l'adhérence de la poussière de 30%), nettoyé une fois par semaine
• Redondance du stockage d'énergie: 30MWh (villa), 25MWh (gratte-ciel) dans un seul domaine, y compris 10% capacité de sauvegarde, peut soutenir d'autres domaines
• Garantie d'alimentation électrique: disponibilité du système ≥ 99.8% (panne de courant ≤ 7 heures par an)​
• Le stockage domestique améliore la fiabilité: Le stockage domestique dans les grandes villas peut prendre en charge 5% de la charge totale de la communauté (à propos 6,000 degrés/jour), et réduire le nombre de démarrages de générateurs diesel dans les cas extrêmes; le stockage domestique est relié au réseau principal: via EMS, “priorité du réseau principal, le stockage domestique est utilisé” pour éviter l'effet d'île

11. Résumé de la solution

Cette solution permet une configuration système standardisée et une expansion flexible grâce à la conception modulaire de “5Stockage d'énergie en MWh + 1.5MW photovoltaïque”. Le nouvel appareillage haute tension, l'armoire de jonction et d'autres équipements améliorent le lien de sécurité électrique, et le stockage domestique des villas de grande taille améliore la redondance de l'alimentation électrique. La solution répond aux besoins d'exploitation purement hors réseau des communautés résidentielles irakiennes, s'adapte aux caractéristiques environnementales de la zone désertique du Moyen-Orient, et fonctionne bien en termes de fiabilité et d'économie. L'échelle de stockage des ménages peut être ajustée en fonction du nombre réel de villas de grande taille , ou l'espacement entre les modules photovoltaïques peut être optimisé pour s'adapter à une surface de toiture plus petite.