इराकी आवासीय क्षेत्रों के लिए ऑफ-ग्रिड पूर्ण डिजाइन समाधान

फोटोवोल्टिक ऊर्जा भंडारण + इराकी आवासीय क्षेत्रों के लिए डीजल जनरेटर ऑफ-ग्रिड पूर्ण डिजाइन समाधान

1. समाधान अवलोकन

यह योजना इराकी आवासीय क्षेत्रों के लिए एक शुद्ध ऑफ-ग्रिड ऊर्जा प्रणाली डिजाइन करती है, के मूल विचार के साथ “फोटोवोल्टिक + ऊर्जा भंडारण मुख्य है, डीजल जनरेटर आपातकाल“: मूल मॉड्यूल के रूप में 5MWh ऊर्जा भंडारण इकाई का उपयोग करना, क्षेत्र द्वारा कॉन्फ़िगर किया गया (4 विला क्षेत्र 30MWh प्रत्येक, 2 ऊँचे-ऊँचे क्षेत्र प्रत्येक 25MWh), 1.5MW फोटोवोल्टिक/सेट ऊर्जा भंडारण के साथ एक एकल प्रणाली (कुल 51MW), फोटोवोल्टिक प्राप्त करने के लिए डीसी-डीसी सीधे कनेक्शन के माध्यम से 4 घंटे पूर्ण ऊर्जा भंडारण, की दैनिक बिजली की मांग को पूरा करने के लिए 122,500 किलोवाट. सिस्टम कम वोल्टेज पर ग्रिड से जुड़ा है, सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए ऊंचे इलाकों में आइसोलेशन ट्रांसफार्मर लगाए जाते हैं, और डीजल जनरेटर (2 5मेगावाट) इनका उपयोग केवल चरम मौसम से निपटने के लिए किया जाता है. बड़े विला के लिए, आप बिजली आपूर्ति स्थिरता में सुधार के लिए 30kWh घरेलू ऊर्जा भंडारण जोड़ना चुन सकते हैं, या आप मूल समाधान का उपयोग कर सकते हैं (कोई घरेलू भंडारण नहीं) लागत कम करने के लिए. दोनों मोड मध्य पूर्व के रेगिस्तान में उच्च तापमान और उच्च धूल वाले वातावरण के लिए उपयुक्त हैं.

2. मुख्य पैरामीटर और डिज़ाइन ढांचा

2.1. मुख्य पैरामीटर

• कुल बिजली की खपत: 3500 घर एक्स 35 kWh/घरेलू/दिन = 122500 kWh/दिन (विला और ऊंची इमारतों की औसत बिजली खपत की गणना औसत मूल्य के आधार पर की जाती है 35 किलोवाट)
• ऊर्जा भंडारण मुख्य आवश्यकताएँ: मिलो 100% दिन भर में बिजली की खपत का (122,500 kWh/दिन), और डीजल जनरेटर तब तक चालू नहीं होगा जब तक कि कोई विशेष परिस्थिति न हो (से अधिक के लिए अत्यधिक मौसम 3 लगातार दो दिन).
• फोटोवोल्टिक चार्जिंग आवश्यकताएँ: भीतर ऊर्जा भंडारण प्रणाली को पूरी तरह से चार्ज करें 4 घंटे (चार्जिंग के दौरान वास्तविक समय की बिजली खपत को कवर करने की आवश्यकता है + ऊर्जा भंडारण चार्जिंग राशि)​
• पीसीएस विन्यास: के अनुपात पर विन्यस्त किया गया 1/4 ऊर्जा भंडारण क्षमता का, प्रथम-स्तरीय ब्रांड 1.45MW प्रणाली का उपयोग करना (1500V→400V लो-वोल्टेज ग्रिड कनेक्शन का समर्थन)
• क्षेत्र विभाजन: 6 ऊर्जा भंडारण क्षेत्र (शामिल 2 ऊंचे-ऊंचे इलाके, जिसके लिए आइसोलेशन ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है)​
• समतुल्य धूप: 1790 घंटे/वर्ष → 4.9 प्रति दिन घंटे (चरम धूप)​
• सिस्टम दक्षता: फोटोवोल्टिक → ऊर्जा भंडारण (डीसी-डीसी सीधा कनेक्शन) क्षमता 0.92, ऊर्जा भंडारण निर्वहन → भार दक्षता 0.88, व्यापक चार्ज और डिस्चार्ज दक्षता 0.81​
• ऊर्जा भंडारण प्रणाली: 5MWh/सेट मानक विन्यास को अपनाता है, और कुल क्षमता 170MWh तक समायोजित की गई है (की विद्युत मांग को पूरा करना 122,500 kWh/दिन, और का गुणज है 5)​
• घरेलू ऊर्जा भंडारण: बड़े आकार के विला 30kWh/घरेलू से सुसज्जित हैं (यह मानते हुए कि वहाँ हैं 200 बड़े आकार के विला , के लिए लेखांकन 10% विला की कुल संख्या में से), और सामुदायिक ग्रिड से जुड़ा हुआ है.

2.2. डिजाइन तर्क

साथ “5MWh ऊर्जा भंडारण इकाई” मूल मॉड्यूल के रूप में, प्रत्येक क्षेत्र कई मॉड्यूल से बना है, फोटोवोल्टिक से सुसज्जित, अभिसरण, रूपांतरण और अन्य उपकरण; घरेलू ऊर्जा भंडारण का उपयोग बिजली आपूर्ति के लचीलेपन में सुधार के लिए एक पूरक के रूप में किया जाता है. मध्य पूर्व रेगिस्तान के विन्यास तर्क का अनुसरण करते हुए, फोटोवोल्टेइक जिम्मेदार हैं 85% औसत दैनिक बिजली की खपत का + ऊर्जा भंडारण चार्जिंग, और ऊर्जा भंडारण को यहां कॉन्फ़िगर किया गया है 1.2 औसत दैनिक बिजली खपत का गुना (अल्पकालिक उतार-चढ़ाव से निपटने के लिए). ​

3. ऊर्जा भंडारण प्रणाली विन्यास

3.1. कुल क्षमता और क्षेत्रीय वितरण

• सैद्धांतिक मांग: 122500 kWh/दिन ÷ डिस्चार्ज दक्षता 0.88 ≈ 139205 किलोवाट (संग्रहित की जाने वाली बिजली की मात्रा)​
• वास्तविक विन्यास: 1.2 समय अतिरेक डिजाइन (बैटरी ख़राब होने और अत्यधिक भार से निपटने के लिए) → 139205 kWh × 1.2 ≈ 167046 किलोवाट, 170MWh पर समायोजित (की अनेक आवश्यकताओं को पूरा करना 5)​
• एकल-क्षेत्र विन्यास:
• विला क्षेत्र (4): 30 प्रत्येक MWh → 30MWh÷5MWh/यूनिट = 6 इकाइयां/क्षेत्र (4×6=कुल 24 इकाइयाँ)
• ऊंचे-ऊंचे इलाके (2): 25प्रत्येक MWh → 25MWh÷5MWh/सेट = 5 सेट/क्षेत्र (2×5=कुल 10 सेट)​
• बैटरी पैरामीटर: 5लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी पैक के लिए MWh/सेट (1500डीसी में, चक्र जीवन 6000 टाइम्स, निर्वहन गहराई 80% → उपलब्ध 4MWh/सेट)​
• विला और उच्च-वृद्धि कॉन्फ़िगरेशन वास्तविक बिजली भार के अनुसार ऊर्जा भंडारण कॉन्फ़िगरेशन योजना को समायोजित कर सकते हैं

3.2. 5MWh ऊर्जा भंडारण इकाई सहायक डिज़ाइन (बुनियादी मॉड्यूल)

• मॉड्यूल रचना: 5MWh बैटरी कम्पार्टमेंट (बीएमएस सहित) + 1 प्रथम-स्तरीय ब्रांड के 1.45MW PCS का सेट + 1 डीसी-डीसी का सेट जंक्शन कैबिनेट
• फोटोवोल्टिक समर्थन: प्रत्येक 5MWh ऊर्जा भंडारण को 1.5MW फोटोवोल्टिक शक्ति के साथ मिलान करने की आवश्यकता है (भेंट करना 4 पूर्ण चार्ज के घंटे: 1.5MW×4h×0.92 दक्षता = 5.52MWh, ऊर्जा भंडारण चार्जिंग आवश्यकताओं को कवर करना)​
• कनेक्शन तर्क: पीवी एक कॉम्बिनर कैबिनेट के माध्यम से 5MWh ऊर्जा भंडारण से जुड़ा है → DC-DC सीधे PCS के माध्यम से क्षेत्रीय 400V ग्रिड से जुड़ा है।

4. क्षेत्रीय ऊर्जा भंडारण प्रणाली की संरचना

4.1. 5MWh ऊर्जा भंडारण इकाई उपकरण सूची

​

4.2 क्षेत्रीय ऊर्जा भंडारण प्रणाली एकीकरण

• विला क्षेत्र (30एमडब्ल्यूएच): 6 5MWh इकाइयाँ समानांतर में जुड़ी हुई हैं और 10MW लो-वोल्टेज स्विचगियर के माध्यम से क्षेत्रीय पावर ग्रिड से जुड़ी हैं (400वी).
• गगनचुम्बी क्षेत्र (25एमडब्ल्यूएच): 5 5समानांतर में MWh इकाइयाँ, से सुसज्जित 5 1.5 एमवीए अलगाव ट्रांसफार्मर + 8मेगावाट लो-वोल्टेज स्विचगियर
• अलग ट्रांसफॉर्मर (गगनचुंबी इमारत): Dyn11 वायरिंग, तीसरा हार्मोनिक दमन, शॉर्ट-सर्किट प्रतिबाधा 6%, आवासीय क्षेत्रों की ग्राउंडिंग आवश्यकताओं को पूरा करना

4.3 बड़े विला के लिए घरेलू ऊर्जा भंडारण

• घरेलू भंडारण क्षमता: 200 घरेलू × 30kWh / घरेलू = 6MWh (लिथियम आयरन फॉस्फेट, निर्वहन गहराई 80% → 24kWh उपलब्ध / परिवार)​
• पलटनेवाला: 305kW इन्वर्टर के साथ kWh घरेलू भंडारण (400V ग्रिड कनेक्शन का समर्थन करता है, एंटी-रिवर्स फ्लो फ़ंक्शन के साथ)​
• संचालन तर्क: स्व-उपयोग को प्राथमिकता दें, और अधिशेष बिजली को सामुदायिक पावर ग्रिड में विलय कर दें. जब बिजली की कमी हो, ग्रिड से बिजली लें (जब एसओसी < 20%)

5. फोटोवोल्टिक प्रणाली विन्यास

5.1. स्थापित क्षमता की व्युत्पत्ति

• पूरा करने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा 4 घंटे:
• ऊर्जा भंडारण चार्जिंग क्षमता: 170एमडब्ल्यूएच (कुल ऊर्जा भंडारण) × 80% (पूरा चार्ज किया गया) ÷ चार्जिंग दक्षता 0.92 ≈ 148.91MWh​
• 4 घंटे वास्तविक समय बिजली की खपत: 122500 kWh/दिन×(4/24)≈20417 kWh​
• कुल बिजली की मांग: 148910 किलोवाट + 20417 kWh = 169327 kWh​
• फोटोवोल्टिक स्थापित क्षमता: 169327 डिग्री ÷ 4 घंटे ÷ सिस्टम दक्षता 0.81 (घटक और केबल हानि सहित) ≈ 52539kW ≈ 52.5MW​
• अंतिम विन्यास: 52.5मेगावाट (5MWh ऊर्जा भंडारण और 1.5MW फोटोवोल्टिक के साथ संयुक्त, 34 सेट × 1.5 मेगावाट = 51 मेगावाट, साथ ही बड़े विला के लिए 1MW ​​फोटोवोल्टिक, कुल 52MW)

5.2 फोटोवोल्टिक के साथ एकल 5MWh ऊर्जा भंडारण

• संस्थापित क्षमता: 1.5मेगावाट (4 घंटे की चार्जिंग को पूरा करें: 1.5MW×4h×0.92 दक्षता = 5.52MWh, ऊर्जा भंडारण चार्जिंग आवश्यकताओं को कवर करना)​
• मॉड्यूल की संख्या: 1.5MW÷0.69kW/मॉड्यूल≈2174 मॉड्यूल (690डब्ल्यू मॉड्यूल)​
• अभिसरण डिज़ाइन: 1.5MW अभिसरण कैबिनेट से श्रृंखला कनेक्शन (जिसमें बिजली संरक्षण और फ्यूज संरक्षण शामिल है)

5.3 क्षेत्रीय फोटोवोल्टिक आवंटन ( विला की छत के लिए वैकल्पिक )

• एकल विला क्षेत्र (30मेगावाट ऊर्जा भंडारण): 6 5MWh मॉड्यूल के सेट → 6×1.5MW=9MW फोटोवोल्टिक
• एकल-परिवार विला आवंटन: 2,000 घरों (साधारण विला) औसतन 51MW फोटोवोल्टिक पावर → 25.5kW/घरेलू से सुसज्जित किया जाएगा (25.5kW÷0.69kW/ब्लॉक≈37 ब्लॉक/घरेलू)​
• छत क्षेत्र: 37 ब्लॉक × 2.31㎡ × 1.1 ≈ 95㎡/घरेलू (साधारण विला), बड़े विला घरेलू फोटोवोल्टिक भंडारण के लिए अतिरिक्त 10㎡ आरक्षित रखते हैं

5.4 फोटोवोल्टिक संगम और कनेक्शन

• कंबाइनर कैबिनेट: 1 संयोजक कैबिनेट (डीसी 1500V, रेटेड वर्तमान 1250A) प्रत्येक 1.5MW फोटोवोल्टिक विद्युत के लिए, कुल 34 अलमारियाँ (5MWh ऊर्जा भंडारण सेटों की संख्या का मिलान)
• डीसी केबल: केबल (90डिग्री सेल्सियस तापमान प्रतिरोध, धूल प्रतिरोध और उम्र बढ़ने प्रतिरोध), फोटोवोल्टिक → कंबाइनर → डीसी-डीसी → ऊर्जा भंडारण

6. प्रमुख विद्युत उपकरणों का विन्यास

6.1 कम वोल्टेज स्विचगियर (ए.सी)​

• विशेष विवरण: 400वी ए.सी, वर्तमान मूल्यांकित , दराज प्रकार के सर्किट ब्रेकर से सुसज्जित
• मात्रा: 6 सेट (1 प्रति क्षेत्र निर्धारित करें ), आइसोलेशन ट्रांसफार्मर इंटरफ़ेस के साथ उच्च वृद्धि वाला क्षेत्र
• संरक्षण समारोह: अतिवर्तमान, ओवरवोल्टेज, शून्य अनुक्रम सुरक्षा, और पीसीएस लिंकेज ट्रिपिंग

6.2 डीजल जनरेटर सहायक उपकरण

• जेनरेटर स्विच कैबिनेट: 10 1 प्रत्येक मेगावाट डीजल जनरेटर से सुसज्जित 1 कैबिनेट स्विच करें (सिंक्रोनस ग्रिड-कनेक्टेड डिवाइस सहित)
• एटीएस स्विच कैबिनेट: 10 इकाइयां (स्वचालित ट्रांसफर स्विच, स्विचिंग समय <50एमएस), जनरेटर और सामुदायिक मुख्य पावर ग्रिड को जोड़ना

6.3 मापने और निगरानी उपकरण

• गेटवे मीटर: 1 स्तर 0.2 प्रति क्षेत्र स्मार्ट मीटर (फोटोवोल्टिक आउटपुट की निगरानी करना, ऊर्जा भंडारण चार्जिंग और डिस्चार्जिंग, और बिजली की खपत लोड करें)​
• पर्यावरण मॉनिटर: 6 (1 प्रति क्षेत्र), तापमान की निगरानी, धूल की सघनता, हवा की गति (फोटोवोल्टिक सफाई से जुड़ा हुआ)​

7. डीजल जनरेटर और आपातकालीन सहायता

7.1 डीजल जनरेटर विन्यास

• क्षमता: बनाए रखना 10 की इकाइयाँ 1000 डब्ल्यू (कुल 10 मेगावाट), 170MWh ऊर्जा भंडारण के साथ मेल खाता है (भेंट करना 3 चरम मौसम की स्थिति में बिजली आपूर्ति के दिन)

7.2 स्टार्टअप तर्क अनुकूलन

• स्तर 1 चालू कर देना: क्षेत्रीय ऊर्जा भंडारण एसओसी < 15% और फोटोवोल्टिक आउटपुट < 30% (तक चलने वाले 12 घंटे)​
• दूसरे स्तर का ट्रिगर: 2 या एक ही समय में अधिक क्षेत्र बिजली से बाहर हैं, या घरेलू भंडारण का औसत एसओसी से कम है 10% ( बड़े विला के लिए केंद्रीकृत अलार्म )

8. सिस्टम संचालन तर्क

8.1 एकल 5MWh ऊर्जा भंडारण + 1.5मेगावाट फोटोवोल्टिक ऑपरेशन

• सुबह ( के बारे में 8 :00-12 : 00 ) : पीवी ऊर्जा भंडारण को चार्ज करने को प्राथमिकता देता है (1.5मेगावाट पूर्ण शक्ति), से ऊर्जा भंडारण चार्ज करना 20% को 100% अंदर 4 घंटे
• दोपहर ( के बारे में 12 :00-18:00): सीधे फोटोवोल्टिक विद्युत आपूर्ति, ऊर्जा भंडारण के पूरक के लिए अतिरिक्त बिजली (एसओसी बनाए रखें ≥ 90% )
• रात का समय (18:00- 8:00 ): ऊर्जा भंडारण को पीसीएस के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है और क्षेत्रीय लोड मांग के अनुसार वितरित किया जाता है (एक सेट का अधिकतम डिस्चार्ज 1.45MW है)

8.2 क्षेत्रीय समन्वय (उदाहरण के तौर पर विला क्षेत्र में 30MWh लेते हुए)​

• 6 5MWh इकाइयों के सेट समानांतर में जुड़े हुए हैं, 6×1.45MW=8.7MW​ की कुल डिस्चार्ज क्षमता के साथ
• पीक लोड (18:00-22:00): 6 लगभग 8MW की क्षेत्रीय चरम मांग को पूरा करने के लिए एक साथ डिस्चार्ज सेट करता है
• ऑफ-पीक घंटे (2:00-6:00): 2-3 सेट पर्याप्त हैं, और बाकी स्टैंडबाय मोड में हैं

8.3 बड़े आकार के विला के लिए घरेलू जमा का समन्वय

• दोपहर (12:00-14:00): घरेलू फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन → घरेलू एयर कंडीशनिंग को प्राथमिकता दी जाती है (पीक लोड), और शेष बिजली सामुदायिक पावर ग्रिड में शामिल की जाती है
• रात का समय (20:00-22:00): घरेलू भंडारण डिस्चार्ज घरेलू बिजली की खपत को पूरा करने और समुदाय में ऊर्जा भंडारण डिस्चार्ज के दबाव को कम करने के लिए है
• आपातकालीन स्थिति: जब सामुदायिक पावर ग्रिड विफल हो जाता है, घरेलू भंडारण स्वचालित रूप से ऑफ-ग्रिड मोड पर स्विच हो जाता है (सहायक 4 प्रमुख घरेलू भारों के लिए बिजली आपूर्ति के घंटे)​

8.4 चरम मौसम पर प्रतिक्रिया (3 रेतीले तूफ़ान के लगातार दिन)​

• पीवी आउटपुट गिर जाता है 20% → औसत दैनिक बिजली उत्पादन 52MW×4.9 घंटे×0.2=50.96MWh​
• ऊर्जा भंडारण को छुट्टी दे दी जाती है 50% पहले दिन पर, को छुट्टी दे दी गई 30% दूसरे दिन में, और तीसरे दिन डीजल जनरेटर चालू किया जाता है (पूरक 71540 डिग्री/दिन)

9. उपकरण सूची

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10. विश्वसनीयता और अर्थव्यवस्था

10.1. विश्वसनीयता डिज़ाइन

• फोटोवोल्टिक धूल प्रतिरोध: मॉड्यूल की सतह पर नैनो कोटिंग (धूल के आसंजन को कम करता है 30%), सप्ताह में एक बार सफाई की जाती है
• ऊर्जा भंडारण अतिरेक: 30एमडब्ल्यूएच (विला), 25एमडब्ल्यूएच (गगनचुंबी इमारत) एक ही क्षेत्र में, शामिल 10% बैकअप क्षमता, अन्य क्षेत्रों का समर्थन कर सकते हैं
• बिजली आपूर्ति की गारंटी: सिस्टम उपलब्धता ≥ 99.8% (बिजली कटौती ≤ 7 प्रति वर्ष घंटे)​
• घरेलू भंडारण से विश्वसनीयता में सुधार होता है: बड़े विला में घरेलू भंडारण समर्थन कर सकता है 5% समुदाय के कुल भार का (के बारे में 6,000 डिग्री/दिन), और चरम मामलों में डीजल जनरेटर शुरू करने की संख्या कम करें; घरेलू भंडारण मुख्य ग्रिड से जुड़ा हुआ है: ईएमएस के माध्यम से, “मुख्य ग्रिड प्राथमिकता, घरेलू भण्डारण का उपयोग किया जाता है” द्वीप प्रभाव से बचने के लिए

11. समाधान का सारांश

यह समाधान मॉड्यूलर डिज़ाइन के माध्यम से मानकीकृत सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन और लचीला विस्तार प्राप्त करता है “5मेगावाट ऊर्जा भंडारण + 1.5मेगावाट फोटोवोल्टिक”. नया जोड़ा गया हाई-वोल्टेज स्विचगियर, जंक्शन कैबिनेट और अन्य उपकरण विद्युत सुरक्षा लिंक में सुधार करते हैं, और बड़े आकार के विला के घरेलू भंडारण से बिजली आपूर्ति अतिरेक में सुधार होता है. यह समाधान इराकी आवासीय समुदायों के शुद्ध ऑफ-ग्रिड संचालन की जरूरतों को पूरा करता है, मध्य पूर्व के रेगिस्तानी क्षेत्र की पर्यावरणीय विशेषताओं के अनुकूल है, और विश्वसनीयता और मितव्ययिता के मामले में अच्छा प्रदर्शन करता है. घरेलू भंडारण पैमाने को बड़े आकार के विला की वास्तविक संख्या के अनुसार समायोजित किया जा सकता है , या फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के बीच की दूरी को छोटे छत क्षेत्र के अनुकूल अनुकूलित किया जा सकता है.