ในฤดูใบไม้ผลิปี 2023 ระบบกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวกประสิทธิภาพสูงได้รับการติดตั้งสำหรับที่พักอาศัยส่วนตัวในเทือกเขาร็อกกี้ใกล้กับเมืองแอสเพน รัฐโคโลราโด เมื่อเผชิญกับความท้าทายของไลฟ์สไตล์นอกกริดที่สมบูรณ์แบบ สภาพอากาศในฤดูหนาวที่รุนแรง และความต้องการพลังงานสำรองที่สำคัญ โครงการนี้จึงใช้ประโยชน์จากความสามารถขั้นสูงของอินเวอร์เตอร์ไฮบริดซีรีส์ SP กรณีศึกษานี้ให้รายละเอียดว่าระบบมีประสิทธิภาพสูง ตัวติดตาม MPPT หลายตัว และคุณสมบัติการป้องกันที่ครอบคลุม ช่วยให้เจ้าของบ้านมีแหล่งจ่ายไฟที่เชื่อถือได้และเป็นอิสระได้อย่างไร
- ที่ตั้ง:ที่อยู่อาศัยห่างไกลในเทือกเขาร็อกกี้ นอกแอสเพน โคโลราโด สหรัฐอเมริกา
- ไทม์ไลน์:
- การสำรวจไซต์และการออกแบบระบบ: เมษายน 2023
- การติดตั้งและการว่าจ้างอุปกรณ์: พฤษภาคม 2023
- บุคลากรสำคัญ:
- หัวหน้าโครงการ:นายเจมส์ โคห์เลอร์
- ช่างเทคนิคการติดตั้งอาวุโส:นางสาวเอเลนา เปโตรวา
- เจ้าของบ้าน:ครอบครัวคาร์เตอร์
ที่อยู่อาศัยของคาร์เตอร์สเป็นแบบนอกระบบโดยสิ้นเชิง โดยอาศัยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีอายุมากเป็นตัวสำรองหลัก ด้วยการค้นหาโซลูชันที่ยั่งยืน เงียบ และเชื่อถือได้มากขึ้นเพื่อจัดการกับภาระที่จำเป็น รวมถึงระบบทำความร้อน ปั๊มน้ำ และเครื่องทำความเย็น พวกเขาจึงเลือกใช้ระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ทันสมัย ระดับความสูง หิมะตกหนัก และอุณหภูมิที่แปรปรวนอย่างมาก ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ต้องใช้อุปกรณ์มาก
- ความเป็นอิสระด้านพลังงาน:บรรลุถึงการใช้พลังงานอย่างพอเพียงโดยไม่ต้องเชื่อมต่อกับโครงข่ายสาธารณูปโภค
- ภูมิอากาศที่รุนแรง:ระบบต้องการส่วนประกอบที่สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือที่ระดับความสูง (มากกว่า 1,800 เมตร) และในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง
- กริดที่ไม่น่าเชื่อถือ (การเปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า):ลดการพึ่งพาเครื่องกำเนิดเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีเสียงดังและมีราคาแพง
- เค้าโครงหลังคาที่ซับซ้อน:หลังคาของที่พักมีระนาบหลายระนาบซึ่งมีทิศทางที่แตกต่างกันและอาจบังแสงบางส่วนจากต้นสนที่อยู่รอบๆ
- ความน่าเชื่อถือในการโหลดที่สำคัญ:ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีพลังงานสำรองที่ราบรื่นเพื่อรักษาฟังก์ชั่นบ้านที่จำเป็นในช่วงเวลาที่มีรังสีจากแสงอาทิตย์ต่ำเป็นเวลานาน
หลังจากการประเมินอย่างละเอียด ทีมวิศวกรได้เลือกอินเวอร์เตอร์ไฮบริด SP Seriesโดยเฉพาะอย่างหนึ่งSP7K6L-ULและหนึ่งSP10KL-ULกำหนดค่าให้ทำงานแบบขนานได้ การรวมกันนี้ให้ความจุไฟฟ้าที่จำเป็นและความซ้ำซ้อน
คุณสมบัติผลิตภัณฑ์หลักที่ใช้:
- ประสิทธิภาพการแปลงสูง:ประสิทธิภาพการแปลง PV เป็น AC สูงสุดของอินเวอร์เตอร์ที่ 98.0% มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มการเก็บเกี่ยวพลังงานสูงสุดจากพื้นที่หลังคาที่มีอยู่จำกัด
- ตัวติดตาม MPPT หลายตัว:อินเวอร์เตอร์แต่ละตัวมีตัวติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (MPPT) สามตัวแยกกัน โดยมีช่วงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่ 70V-540V ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดค่าอาร์เรย์ PV ในส่วนหลังคาต่างๆ ได้อย่างเหมาะสมที่สุด ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานจากการบังแดด
- ความเข้ากันได้ของแบตเตอรี่:ระบบถูกรวมเข้ากับแบตเตอรีลิเธียมไอออนขนาด 48V ใหม่ ซึ่งได้รับการสนับสนุนอย่างเต็มที่จากช่วงแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่กว้างของอินเวอร์เตอร์ (40V-64V)
- ข้อมูลจำเพาะด้านสิ่งแวดล้อมที่แข็งแกร่ง:ระดับโครงสร้าง NEMA 3R ของอินเวอร์เตอร์ช่วยป้องกันความชื้นและหิมะตก ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน (-25°C ถึง 60°C) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับฤดูหนาวที่หนาวเย็นและสภาวะที่แปรปรวน
- พลังสำรองที่ไร้รอยต่อ:เวลาถ่ายโอนต่ำกว่า 10 มิลลิวินาทีรับประกันว่าโหลดที่สำคัญจะไม่หยุดชะงักระหว่างการเปลี่ยนไปใช้พลังงานแบตเตอรี่
- การป้องกันที่ครอบคลุม:คุณลักษณะด้านความปลอดภัยแบบรวม เช่น การป้องกันการกระจายตัว, การป้องกันขั้วไฟฟ้ากระแสตรงแบบย้อนกลับ, การหยุดชะงักของวงจรอาร์คฟอลต์ (AFCI) และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก มีความสำคัญต่อความทนทานและความปลอดภัยของระบบในระยะยาว
การกำหนดค่าระบบ:
- อาร์เรย์พีวี:อาร์เรย์ 14 kW ประกอบด้วยแผงโมโนคริสตัลไลน์ประสิทธิภาพสูง แบ่งออกเป็นหกสายอย่างมีกลยุทธ์
- การจัดเก็บพลังงาน:แบตเตอรีลิเธียมไอออนขนาด 25 kWh
- อินเวอร์เตอร์:สองยูนิต (SP7K6L-UL และ SP10KL-UL) ขนานกัน ให้เอาต์พุตกำลังสำรองรวม 17.6 kW
- การตรวจสอบ:ติดตามประสิทธิภาพของระบบผ่านโมดูลการสื่อสารไร้สายในตัวและแอปพลิเคชันมือถือที่ใช้ร่วมกัน
การติดตั้งดำเนินการเป็นขั้นตอน:
- การเตรียมสถานที่:อินเวอร์เตอร์ติดตั้งบนผนังในห้องเอนกประสงค์ที่มีการระบายอากาศดี การจัดระดับ NEMA 3R ให้ความอุ่นใจเกี่ยวกับการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายในพื้นที่
- การติดตั้ง:สาย PV เชื่อมต่อกันโดยใช้แผงขั้วต่อ โดยให้ความเอาใจใส่อย่างระมัดระวังในการกระจายสายไปยัง MPPT ที่มีอยู่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน
- การว่าจ้าง:ระบบถูกเปิดใช้งานและผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวด ประสิทธิภาพได้รับการตรวจสอบภายใต้สภาวะโหลดต่างๆ และแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนไปใช้พลังงานสำรองในช่วง 10 มิลลิวินาทีที่สำคัญได้สำเร็จ
ระบบนี้เริ่มดำเนินการตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2566 และเกินความคาดหมายด้านประสิทธิภาพ
- การพึ่งพาตนเองด้านพลังงาน:ระบบจ่ายไฟให้กับที่อยู่อาศัยได้อย่างเต็มที่ โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองอีกต่อไป ยกเว้นในสถานการณ์ฉุกเฉินที่รุนแรง
- ความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน:ในช่วงพายุหิมะที่รุนแรงในเดือนธันวาคม 2023 ซึ่งกินเวลานานสามวัน แบตเตอรีแบงก์ที่ชาร์จโดยระบบ PV สามารถรักษาภาระที่สำคัญทั้งหมดได้โดยไม่หยุดชะงัก ระบบระบายความร้อนด้วยพัดลมของอินเวอร์เตอร์จัดการการกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ในช่วงที่มีเอาต์พุตสูงสุด
- การเก็บเกี่ยวพลังงานที่ปรับให้เหมาะสม:ข้อมูลจากแพลตฟอร์มการตรวจสอบยืนยันว่าการออกแบบ MPPT หลายตัวช่วยลดการสูญเสียพลังงานจากการแรเงาบางส่วนได้สำเร็จ โดยสามารถจับพลังงานได้มากขึ้นประมาณ 15% เมื่อเทียบกับการตั้งค่าอินเวอร์เตอร์ตัวเดียว
- ความพึงพอใจของผู้ใช้:เจ้าของบ้านรายงานว่าเสียงรบกวนลดลงอย่างมาก (จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เลิกใช้แล้ว) และชื่นชมความสามารถในการตรวจสอบระยะไกลที่ใช้งานง่าย
โปรเจ็กต์นี้ประสบความสำเร็จในการสาธิตประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ไฮบริด ซีรีส์ SP ในการใช้งานที่อยู่อาศัยนอกกริดที่มีความต้องการสูง คุณสมบัติหลักของผลิตภัณฑ์ ได้แก่ ประสิทธิภาพสูง การกำหนดค่า MPPT ที่ยืดหยุ่น การปกป้องสิ่งแวดล้อมที่แข็งแกร่ง และการเปลี่ยนผ่านการสำรองข้อมูลที่ราบรื่น มีหน้าที่โดยตรงในการเอาชนะความท้าทายหลักของโครงการ การติดตั้งใช้งานที่ประสบความสำเร็จในสภาพแวดล้อมบนภูเขาที่รุนแรงในโคโลราโดถือเป็นข้อพิสูจน์ถึงความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับบ้านที่ประหยัดพลังงานในสภาพอากาศที่ท้าทายคล้ายคลึงกัน
