Нарны энергийн машин зогсоолын төслийг төлөвлөх үед анхаарах гол зүйлс юу вэ?

Нарны энерги машины байрны үндсэн ойлголт ба системийн төрлүүдийг ойлгох

Нарны энерги машины байр гэж юу вэ, яаж ажилладаг вэ?

Нарны энерги хэрэглэдэг машин байрлуулах нийлүүлэлт нь машиныг цаг агаарын муу нөлөөнөөс хамгаалах зэрэгцээ дээрх нарны самбаруудын тусламжтайгаар цахилгаан үйлдвэрлэдэг гэсэн хоёр гол үүрэгтэй. Энэ нь энгийн машин байрлуулах байранд юугаар ялгаатай юм бол? Энгийн байранд зүгээр л суугаад юу ч хийхгүй байдаг бол эдгээр төхөөрөмжүүд нарны гэрлийг барих, үнэн зөв цахилгаан болгон хувиргадаг. Өнгөрсөн жилийн салбарын тайлангийн мэдээний дагуу ихэнх гэр бүл эдгээр төхөөрөмжийг ашиглахад цахилгааны сарын тооцоо ойролцоогоор хагасаар буурдаг. Үйлдвэрлэсэн цахилгааныг хэд хэдэн зүйлд ашигладаг: ойролцоох барилга, EV-ийн баттерейг цэнэглэх, зарим программаар нэмэлт цахилгааныг орон нутгийн цахилгаан компани руу буцааж илгээдэг. Одоогийн үед 18-22 хувийн үр өгөөжтэй самбаруудыг хэрэглэж байгаа бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэгчид хугацааны дагуу илүү сайжруулалт хийснийг харуулж байна. Чанартай загваруудыг ихэвчлэн 25 жилийн турш ашиглаж болдог тул солих хэрэгтэй хэсгүүд шаардлагагүй гэдгээс засвар үйлчилгээний асуудалд анхаарах шаардлагагүй.

Нарны энерги ашигладаг машин зогсоох оймсын ердийн төрлүүд: Амны, Кантилевер, Газрын эгнээний системүүд

Зах зээл дээр гурван үндсэн байгууламжийн хувилбар нь доминант байдаг:

• Байгалийн : 1–3 машин багтаах жижиг загвар (5–25 кВт чадал)
• Тээвэрлэгдээгүй : Нэг багана бүхий бүтэц, паркингийн зайг үр дүнтэй ашиглах боломжийг олгоно
• Газрын эгнээ : Их худалдааны паркингийн талбайд тохиромжтой олон эгнээтэй байрлал (40+ кВт)

Кантилеверийн системүүд стандарт хүрээнээс 40% бага хэмжээний ган ашигладаг боловч сайрмаг салхитай бүсэд илүү гүн суурь шаардаж болзошгүй. Газрын эгнээний суурилуулалт нь илүү өндөр энергийн нягтшилтэй бөгөөд зарим арилжааны байгууламжууд нэг машин зогсоох зайгаас жилд 1.2 МВт-цагаас дээш энергийг үйлдвэрлэдэг.

Бат бөх, үр ашигтай бүтцийн материал: Цагаан тугалга, Ган ба бусад

68% орон сууцны суурилуулалтанд харьцангуй хөнгөн, хүчтэй байдлаараа давуу талтай цайрын хивсийг ашигладаг. Цахилгаан гальванизжсан ган нь 50 тонноос дээш ачаалал шаарддаг томоохон төслүүдийн хувьд илүүдэл сонголт болдог (Үндэсний сэргээгдэх эрчим хүчний лаборатори, 2022).

Газрын тохиромж ба бүтцийн шаардлагыг үнэлэх

Нарны гэрэлтүүлгийг, сүүдрийг болон хамгийн тохиромжтой чиглэлийг үнэлэх

Солар карпорт нь үр дүнтэй ажиллахын тулд жилд квадрат метр тутамд 800-1200 кВтц/кв.м шаарддаг (NREL 2023). Ойролцоо мод, барилгаас үүсэх сүүдрийг үнэлэхийн тулд Солар Пейсфайндер зэрэг хэрэгслүүдийг ашиглаарай - зөвхөн 20% сүүдэр нь гарцыг 34%-иар бууруулж чадна. Хойд хагас дугуй дээр бүтэц өдрийн туршид хамгийн их цацрагийг барихын тулд 15° хүртэл өмнөт зүгт чиглүүлэх ёстой.

Орон зайн төлөвлөлт: Цэвэрлэх, Тээврийн хэрэгсэлд нэвтрэх боломж, Байршилтын үр дүнтэй байдал

Өндөр тээврийн хэрэгслүүдийг багтаах болон самбарын налуугийн тохируулгыг хангахын тулд хамгийн багадаа 8 фут (2.4 м) вертикаль зайг хангасан байх ёстой. Олон эгнээний системийн хувьд бүтэц бат бөх байх, гэрэл нэвтрэхийг хамгийн их байлгахын тулд 12-16 фут (3.7-4.9 м) тутамд дэмжлэг үзүүлнэ. Эгнээнүүдийн хоорондох 2-3 фут (0.6-0.9 м) зай нь харилцан саатлыг багасгаж, цас цэвэрлэх, салхины эсэргүүцлийг сайжруулахад тусална.

Урт хугацааны тогтвортой байдлын тулд хөрс ба суурь шаардлага

Хөрс нь ачааллыг дураараа тэвчих чадвартай байх ёстой 3,000 PSF , ялангуяа хэт их цас (30+ lb/ft²) эсвэл хүчтэй салхи (90 mph) бүхий бүс нутгуудад. Шороонцорлог хөрсөнд хүчирхийлэлтэй болгоогүй шохойтон бетон багана эсвэл хиймэл суурь зөвлөгдөх бөгөөд гадаргуугийн суурьтай харьцуулахад суналтын эрсдэлийг 85%-иар бууруулдаг (ASTM International 2023). Элс шавар, далайн ойролцоох бүс нутгуудад цацрагт материал нь давсны уусгалтын эсрэг тэсвэртэй байхад тусалдаг.

Тэсвэртэй байдлын инженерчлэл: Салхины, цасны ачаалал, бүс нутгийн шаардлагад нийцүүлэх

Бүс нутгийн байршлаар орчны ачааллыг тооцоолох

Бүтэц зохиомжлох үед инженерүүд батлагдсан зааврын дагуу орон нутгийн цаг агаарын нөхцлийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Тэнгисийн эрэг орчимд салхины хурд цагт 170 миль хүрч болох бөгөөд энэ нь панелийн тус бүрт ойролцоогоор 50 фунтын дээш чиглэсэн хүч үзүүлнэ. Уулархаг газарт сангийн ачаалал квадрат футанд 70 фунтаас давж болох тул дизайнерүүд үүнийг тооцоолох шаардлагатай. Хотууд өөрсдийн асуудлуудтай ирдэг. Барилга байгууламжуудын хоорондох байршил 'салхины тоннель' үзэгдлийг үүсгэх бөгөөд энэ нь хотын төв гаднах нээлттэй талбайд харьцуулахад даралтын түвшинг 15-20 хувийн хооронд нэмэгдүүлж болно.

Хөнгөн жинтэй дизайн ба бүтцийн үргэлжлэх чадварыг тэнцвэржүүлэх

Материалын сонголт нь ажиллагаа, үргэлжлэх хугацаагаар чанга нөлөөлдөг. Цайрын хайлш (6061-T6 эсвэл 6063-T5) нь хүчийг алдалгүй гангаас 40%-иар хөнгөвчилдөг боловч далайн хашааны давстай агаарт хамгаалалтын давхаргыг шаарддаг. Цахилгаан цайрлаасан ган нь цас олонтой цаг агаарт ачааллыг илүү сайн даах чадалтай бөгөөд коррозийн эсрэг боловсруулалт нь үйлчилгээний насны хугацааг 20–25 жилиар сунгадаг.

Кодны дагуу байх, аюулгүй байдлын стандартыг хангах

Салхины соронзон болон цасны ачааллыг тооцоолох аргачлалын дутагдалд орших нь бүтцийн асуудлын гуравны хоёрыг эзэлдэг бөгөөд өнгөрсөн жилийн судалгаагаар үзүүлсэнээр нарны энерги босгоны бүтэц нь орчны стресстэй холбоотойгоор ASCE 7-22 зааврыг мөрдөж, Олон Улсын Барилгын Дүрмийн шаардлагад нийцэх ёстой. Гуравдагч талын инженерүүдийг эдгээр системийг галын аюулгүй байдал, газар хөдлөлтийн тэсвэрт чадал, аврах гарц зэрэг шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг шалгуулах нь хяналт шалгалт байдаг бүс нутгуудад хууль эрх зүйн асуудлыг ихэд бууруулдаг боловч нарийвчлал нь бүс нутгийн онцлогт хамааран өөр өөр байдаг.

Зөвшөөрлийн явцууд, дүрэм журмууд, нийгэмлэгийн зөвшөөрлийг шийдвэрлэх

Бүсийн хуулийг, AHJ-ийн шаардлагууд, галын аюулгүй байдлын дүрмийг (жишээ нь: NEC 690.12) хангах

Аливаа төслийн хувьд орон нутгийн зориулалтын хуулийн дагуу байх ёстой бөгөөд АНЗ-ийн зөвшөөрсөн, мөн галын аюулгүй байдлын стандартад нийцэх шаардлагатай. Жишээлбэл NEC 690.12 нь цахилгаан хэлхээний хурдан зогсоох системийг нарны хавтангийн хувьд шаарддаг. Орон бүрт ялгаатай зүйлс байдаг: барилгын өндөр, барилга байгууламжид тусгай зөвшөөрөл шаардагдах эсэх, зай авах шаардлага зэрэг нь байршлын хамааралтай өөрчлөгддөг. Мөн галын дүрэм журамыг ч мартах ёсгүй. Эдгээр нь ихэвчлэн хавтангийн хоорондын зай, цэвэрлэх замын байршилд тодорхой шаардлага тавьдаг нь цахилгааны аюултай нум үүсэхээс сэргийлэхийн тулд юм. Зөвшөөрлийн байгууллагуудыг анхны үед, төлөвлөгөөний зураг авах үед л оролцуулах нь дараа нь ихээхэн цаг хугацаа, хүч чармайлт хэмнэдэг. Судалгаа нь багууд эрт үеэс албан хаагчидтай харилцахад төлөвлөгөөний дахин боловсруулалтыг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулдаг гэж гаргасан. Зөвшөөрлийн газрууд ихэвчлэн хүнд уур амьсгалын үзэгдэлд өртөмтгий бүс нутгуудад шорооны нөхцөл болон салхины ачааллыг тооцох нь маш чухал гэж заавал онцлон хэлдэг.

НОБ-ийн зөвшөөрлийг авах болон хөршүүдийн хязгаарлалтанд хандах

Нутаг дэвсгэртэй гэр бүлийн нийгэмлэгүүд (НОБ) ихэвчлэн дараах гоо зүйн эсвэл үйл ажиллагааны хязгаарлалтуудыг оноож өгдөг:

• Оршин буй барилгаас өндөр байхыг хориглох
• Хүрээний өнгийн тогтоосон схемүүдийг зөвшөөрөх
• Инвертер эсвэл хөргөлтийн төхөөрөмжийн чимээний хязгаарлалт

Төлөвлөсөн байгууламжид байгаа байшинд суурилсан нарны цахилгааны машин зогсоолын төслүүдийн 60%-иас дээш нь НОБ-оос дизайнд өөрчлөлт оруулах хүсэлт авдаг. Дэлгэрэнгүй зураглал болон цахилгааны үр өгөөжийн төсөвлөгөөг архитектурын шүүх хороодой хуваалцах нь зөвшөөрлийг хурдан авахад тусална.

Туршлагын жишээ: Нутгийн зөвшөөрлийн явцын хугацааг багасгах

2022 онд Америкийн дунгийн бүсэд нэг талаарх ажлын төслөөр зөвшөөрлийн хугацааг маш ихээр, жинхэндээ бараг хагасын хэмжээгээр бууруулсан байна. Энэ нь тэдний 'шатлалтай баталгаажуулалтын стратеги' гэж нэрлэсэн арга хэмжээнд ихээхэн хамаатай байв. Барилгын компаниуд энэ аргыг ухаалгаар ашигласан бөгөөд цахилгааны төлөвлөгөө бүрэн бэлэн болтол хүлээхийн орондоо эхлээд суурь төлөвлөгөөг л илгээжээ. Энэ нь нарны хавтангийн нарийн мэдээллийг шийдвэрлэж байх үед лавлагааны зарим зөвшөөрлийг хамтдаа авах боломжийг олгосон. Сүүлийн үед бүх хүмүүс ярьдаг шинэ дижитал хяналтын системтэй хослуулбал, нягтлах ажиллагаа хорвоо сар гаруй хугацаанаас зөвхөн зургаан долоо хоног хүртэл буурав. Өнгөрсөн жилийн Нийтийн Үр Ашигтай Байдалын Тайлангийн зохиогчид ийм арга зам нь улсын хэмжээнд томоохон солирдол энергийн төслүүдэд хэр сайн ажилладгийг тусгасан бөгөөд энэ нь маш гайхамшигтай зүйл юм.

Цахилгаан машины цэнэглэх системийг нарны энерги дахин цэнэглэх байгууламж болон санхүүгийн төлөвлөлттэй интеграци хийх

Нарны цахилгааны машин зогсоол нь сэргээгдэх эрчим хүчний үүсгэврийг цахилгаан хөдөлгүүрийн түлш шингээх инфраструктуратай онцгой нийцүүлж, энергийн үйлдвэрлэл болон тээврийн цахилгаажилтыг нэгтгэдэг. Нэгдсэн Улстай холбоотой 52% бизнес 2025 онд хүртэл цахилгаан машины цэнэглэх төхөөрөмж сууруулах төлөвлөгөөтэй байгаа (DOE 2023) тул эдгээр системүүд нь цахилгаан жолоочийн баг, байгууламжийн уян хатан менежментийн хувьд чухал болож байна.

Цахилгаан машины цэнэглэх төвүүд болох нарны цахилгааны машин зогсоол: Цахилгааны нийцүүлэлт ба инвертерийн сонголт

Үр дүнтэй нийцүүлэлт нь нарны хавтан, цахилгаан эдлэл, Level 2 эсвэл DC хурдан цэнэглэгчийн хоорондох цахилгааны урсгалыг удирдах ухаалаг инвертер шаарддаг. Төвийн инвертерүүд том массивуудад (50кВ-аас дээш) сайн ажилладаг бол микроинвертерүүд хэсэгчилэн сүүдэрлэсэн орчинд модулийн түвшний тохируулгыг хангана. Гол анхаарах зүйлсийн дотор:

• Зэрэг цэнэглэх үед цахилгаан шугамын даацыг давахаас сэргийлэхийн тулд хамгийн их ачааллыг зохицуулах
• Машин-сүлжээний хоёр чиглэлтэй (V2G) боломжийг дэмжих
• Аюулгүй цахилгаан шугамд холбогдохын тулд NEC 705 шаардлагад нийцүүлэх

Зардал шинжилгээ ба өгөөжийн хувь: Эхний өмчлөлд орох зардал болон цахилгаан хэмнэлт, татахуурийн харьцаа

Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдтэй нэгтгэсэн худалдааны зориулалтын нарны гэрлэн байгууламжууд нь дараах арга замаар суурилуулалтын зардлыг 7-12 жилийн дотор орлогогоор нөхөн төлдөг:

• Холбооны хөрөнгө оруулалтын татварын хөнгөлөлт (ITC), суурилуулалтын зардлын 30-50%-ийг хамран нөхөж өгдөг
• Оройн ачааллыг бууруулах замаар сард дунджаар 740 ам.доллар хэмнэдэг (Ponemon 2023)
• Калифорниагийн цэнэглэх системийн бэлэн байдлын 1 тэрбум ам.долларын төлөвлөгөө болон бусад мужийн дэмжлэг

Нөөцлөх баттерейг хугацааных нь харьцаагаар ашиглах арга стратегийн хослуулбал жилийн цэвэр ашгийг 18%-иар нэмэгдүүлдэг, ялангуяа худалдааны зориулалтын цахилгааны тарифын бүтцийн дор