آموزش نیروگاه خورشیدی از صفر تا صد: دوره جامع طراحی و نصب
پکیج آفلاین نیروگاه خورشیدی
آموزش نیروگاه خورشیدی از صفر تا صد با مدرک فنی حرفه‌ای
آموزش غیرحضوری نیروگاه خورشیدی
۲۲ مرداد ۱۴۰۴ - ۱۲:۰۱
کد خبر: ۲۰۸

چهار حالت کاری سیستم خورشیدی هیبریدی و الزامات عملیاتی هر سناریو

چهار سناریوی متداولِ عملکردی در سیستم‌‌های خورشیدی هیبریدی ستون‌های تصمیم‌گیری در طراحی و بهره‌برداری را می‌سازند. در این راهنما به‌صورت فشرده و عملیاتی هر حالت را شرح داده‌ایم، نیازمندی‌های فنی، ریسک‌های احتمالی و راهکارهای پیشنهادی برای تضمین پایداری، ایمنی و طول عمر تجهیزات را معرفی می‌کنیم.
چهار حالت کاری سیستم خورشیدی هیبریدی و الزامات عملیاتی هر سناریو

مدل اول — هوای آفتابی / وصل بودن شبکه

شرح: برق تولیدی پنل‌های خورشیدی ابتدا بار مصرفی را تغذیه می‌کند (PV→Load)، سپس در صورت مازاد، باتری‌ها شارژ می‌شوند (PV→Battery) و اگر باتری پر باشد، مازاد به شبکه تزریق می‌شود (PV→Grid).

نیازمندی‌های فنی و تنظیمات:

  • اینورتر باید در حالت grid-following کار کند و امکان صادرات برق (export) را مدیریت کند.

  • در تنظیمات اینورتر یا سیستم مدیریت انرژی (EMS)، اولویت‌دهی باید مطابق ترتیب بالا تعریف شود.

  • در صورت وجود محدودیت تزریق از سوی شرکت توزیع، باید سقف توان تزریقی و ضریب توان (P.F.) مشخص و محدود شود.

  • سیستم باید دارای حفاظت‌های anti-islanding، رله‌های حفاظتی و هماهنگی کامل با شبکه باشد.

ریسک‌ها و راهکارها:

  • Overcharge باتری در صورت منطق شارژ اشتباه → استفاده از BMS و محدودکننده شارژ.

  • تزریق بیش از حد یا ایجاد نوسان ولتاژ → اعمال محدودیت تزریق و کنترل ضریب توان.

  • نیاز به مانیتورینگ لحظه‌ای برای ثبت تولید، تزریق و وضعیت باتری.


مدل دوم — هوای آفتابی / قطع بودن شبکه

شرح: در این حالت، شبکه قطع است و سیستم به‌صورت جزیره‌ای (Island Mode) کار می‌کند. پنل‌ها مستقیماً بار را تغذیه می‌کنند و اگر مازاد توان وجود داشته باشد، باتری شارژ می‌شود.

نیازمندی‌های فنی و تنظیمات:

  • اینورتر باید Grid-forming یا دارای قابلیت Islanding باشد تا ولتاژ و فرکانس محلی را تولید و تثبیت کند.

  • منطق اولویت: PV→Load و سپس PV→Battery (در صورت ظرفیت باتری).

  • هماهنگی بین اینورتر و BMS برای کنترل هارمونیک‌ها و حفظ پایداری ولتاژ/فرکانس.

ریسک‌ها و راهکارها:

  • نوسان فرکانس/ولتاژ در بارهای سنگین یا موتوری → استفاده از اینورتر قوی با کنترل دقیق و در صورت نیاز soft-start.

  • قطع ناگهانی تولید PV (مثلاً ابر لحظه‌ای) → سیستم باید سریع به Battery→Load سوئیچ کند تا قطعی ایجاد نشود.

  • جلوگیری از بازگشت جریان به PV در شرایط خطا و رعایت استانداردهای ایمنی.


مدل سوم — هوای ابری / قطع بودن شبکه

شرح: توان تولیدی PV کاهش می‌یابد و کمبود توان توسط باتری جبران می‌شود تا بار تغذیه شود.

نیازمندی‌های فنی و تنظیمات:

  • BMS باید وضعیت SOC را تحلیل کند و در صورت کاهش به آستانه پایین، load-shedding یا استفاده از ژنراتور را فعال کند.

  • محدودکردن عمق دشارژ (DOD) برای حفظ عمر باتری.

  • استفاده از پیش‌بینی تولید (هواشناسی/پیرانومتر) برای مدیریت هوشمند ذخیره انرژی.

ریسک‌ها و راهکارها:

  • تخلیه عمیق باتری در روزهای ابری متوالی → طراحی ظرفیت باتری بر اساس نیاز روزهای خودکفایی (مثلاً ۱–۳ روز).

  • افت ولتاژ تحت بار → مدیریت و اولویت‌بندی بارها (حیاتی/غیرحیاتی).

  • نیاز به مانیتورینگ و هشدار برای جلوگیری از کمبود ناگهانی.


مدل چهارم — شب / قطع بودن شبکه

شرح: پنل‌ها تولید ندارند و در صورت قطع شبکه، باتری بار را تغذیه می‌کند.

نیازمندی‌های فنی و تنظیمات:

  • اینورتر باید در حالت Grid-forming از باتری تغذیه را ادامه دهد.

  • تعریف حداقل SOC امن (مثلاً ۲۰٪) و اجرای load-shedding در صورت رسیدن به این حد.

  • در صورت وجود ژنراتور، منطق روشن/خاموش‌شدن آن باید بر اساس SOC و بار تعریف شود.

ریسک‌ها و راهکارها:

  • تخلیه کامل باتری → کاهش عمر باتری و احتمال قطع بار حیاتی.

  • نیاز به تست عملکرد شبانه و تضمین زمان سوئیچینگ بدون وقفه.

  • کنترل دمای باتری برای حفظ عملکرد و طول عمر.


توصیه‌های کلی و پارامترهای پیشنهادی

  • SOC_target شارژ: ۹۰–۹۵٪

  • SOC_min عملیاتی: ۲۰–۳۰٪

  • SOC_critical برای ژنراتور یا قطع بار: ۱۰–۱۵٪

  • ظرفیت باتری باید بر اساس مصرف شبانه و روزهای خودکفایی طراحی شود.

    • مثال: مصرف شبانه ۱۰ kWh و ۲ شب خودکفایی → ظرفیت اسمی ≈ ۲۵ kWh (با DOD=80٪).

  • سیستم باید دارای حفاظت‌های اضافه‌جریان، اتصال کوتاه، زمین و قابلیت anti-islanding باشد.

  • مانیتورینگ مداوم پارامترهایی مثل تولید PV، SOC، ولتاژ/فرکانس، آلارم دما و وضعیت اینورتر الزامی است.


💡 نکته مهم هزینه: قیمت سیستم هیبریدی بستگی به میزان مصرف، تعداد پنل‌ها و ظرفیت باتری دارد. به‌طور تقریبی، یک سیستم هیبریدی ۵ کیلووات با باتری و بک‌آپ یک‌ساعته حدود ۳۰۰ تا ۳۵۰ میلیون تومان هزینه دارد.

ارسال نظر