Каждый день мы получаем запросы на строительство фотовольтаических (PV) систем и отправляем коммерческие предложения. К сожалению, ...
Cолнечные панели нагревают планету?Фотовольтаические (PV) модули оказывают как локальное, так и глобальное воздействие на температуру. Локальное влияние зависит, в первую ...
Град против фотовольтаикиЧто будет с фотовольтаическими (PV) модулями во время града? Способен ли крупный град разбить стеклянную поверхность панелей и повредить ...
Victron Energy в БолгарииНашим основным партнёром является нидерландская компания Victron Energy, которая славится надёжными инверторами, зарядными устройствами и другим профессиональным ...
Солнечная энергия для Hyundai и JeepВсё чаще собственники домашних солнечных электростанций задумываются о покупке электрического транспортного средства (EV), чтобы более эффективно ...
Впервые в Болгарии: инверторы HypontechПосле успешного тестирования инверторов Hypontech мы заключили договор с производителем и стали официальным партнёром марки Хайпонтек в Болгарии. ...
Солнечная энергия для катамаранаМы строим солнечные электростанции разных видов и для разных задач: сетевые, автономные и гибридные, для собственных нужд и для продажи ...
В 2021 году мы приняли участие в строительстве туристического катамарана для общины Бургас. Перед нами была поставлена задача разработать фотовольтаическую (PV) систему резервного питания для критических нагрузок корабля.
После трёх лет успешной эксплуатации судна, мы собрали детальную статистику и дополнили нашу статью «Солнечная энергия для катамарана» новыми данными. За этот период фотовольтаическая система произвела 9 MW·h электрической энергии, что составило 80% от всего потребления на критической линии. Остальные 20% обеспечили дизельный генератор и береговое питание.
Данные из системы мониторинга
Как обычно, мы опубликовали ссылку на эту статью на нашей странице в Фейсбуке, что привлекло большое внимание к этому нестандартному проекту. Среди комментариев был и такой: «На фоне топлива это 0.0001% энергии».
Мы попросили автора этого комментария показать целое вычисление, а не только результат, ведь это было бы полезно для всех. Но комментатор отказался делать расчёты, предложив нам самостоятельно этим заняться. Хорошо, давайте посчитаем.
Двигатели катамарана используют дизельное топливо, чтобы преобразовывать энергию его сгорания в механическую энергию для движения судна. КПД дизельного двигателя около 40%.
Фотовольтаические модули используют фотоны света, чтобы преобразовывать солнечную энергию в электрическую, которая питает критические нагрузки на борту корабля. КПД солнечных модулей около 20%.
Строительство катамарана
По информации судостроительной компании «Галера 07», катамаран Burgus расходует около 100 литров солярки в час при крейсерской скорости 9 узлов. Он плавает в среднем 5 часов в день,120 дней в году. Таким образом, двигатели катамарана потребили около 180 тысяч литров дизельного топлива за 3 года эксплуатации.
Энергетическая плотность дизельного топлива составляет около 10 kW·h на литр. Получается, что за 3 года двигатели катамарана потребили ~1 800 MW·h энергии топлива, обеспечив при этом ~720 MW·h механической энергии для движения судна.
За это же время PV система катамарана, как написано в нашей статье, произвела 9 MW·h электрической энергии для питания критических нагрузок на борту судна, что составляет 1.25% от механической энергии двигателей.
Оценка комментатора в 0.0001% отличается от фактического значения в 12.5 тысяч раз. Если принять пользу правильного комментария за 100%, то чисто математически польза такого комментария составляет ничтожные 0.008%. Но на самом деле этот комментарий очень важен, так как позволяет наши подписчикам узнавать больше о работе фотовольтаических систем.
Почему мы сравниваем количество электрической энергии, произведённой PV системой, с механической энергией двигателей катамарана, а не с энергией сгоревшего топлива?
Потому что топливо является источником энергии для двигателей, которые нужны нам для движения, так же как Солнце является источником энергии для PV системы, которая нужна нам для производства электричества.
Ранее мы упомянули, что КПД солнечных модулей составляет около 20%. Получается, что для производства 9 MW·h электрической энергии, мы «потратили» 45 MW·h солнечной энергии, а это уже 2.5% от энергии потреблённого топлива.
Ключевая разница такого потребления заключается в том, что:
1. Солнце является неисчерпаемым источником энергии в масштабах человечества;
2. Солнце является бесплатным источником энергии (даже доставка бесплатная);
3. Используя солнечную энергию, мы не нарушаем тепловой баланс планеты.
Также мы можем посчитать, сколько топлива дополнительно израсходовал бы дизельный генератор катамарана, если бы не было нашей PV системы.
Чтобы произвести 9 MW·h электрической энергии с эффективностью 40%, генератору потребовалось бы 22.5 MW·h энергии топлива. Мы уже знаем, что энергетическая плотность дизельного топлива составляет около 10 kW·h на литр. Это значит, что нам потребовалось бы сжечь дополнительно 2 250 литров топлива, потратив на это около 2 800 €, не считая значительного увеличения расходов на обслуживание генератора.
Получается, что наша PV система не только выполняет свою основную задачу — бесперебойное питание критических нагрузок корабля, но и каждый день возвращает вложенные в неё инвестиции, хотя такая задача вообще не ставилась.
Кроме того, как мы написали в статье, при замене маленьких AGM батарей на LFP батареи большей ёмкости, производительность PV системы существенно возрастёт. В этом случае, по нашим оценкам, система будет производить не менее 14 MW·h электрической энергии за аналогичный трёхлетний период, что составит около 2% от механической энергии двигателей.
Раз уж мы занялись расчётами, то давайте ещё посчитаем, сколько приблизительно энергии могла бы производить PV система, если бы солнечные модули представляли собой навес над корпусом катамарана, как на этом фото:
Солнечный катамаран © Mobicat
В случае с катамараном Бургус, с учётом дополнительных поверхностей по бокам, мы могли бы использовать около около 140 m2, установив 70 солнечных модулей по 440 Wp. Таким образом, инсталлированная мощность PV системы составила бы 30.8 kWp, что ровно в 7 раз больше нынешней системы (4.4 kWp).
Такая «плавающая электростнция» могла бы производить более 100 MW·h за 3 года, обеспечивая около 15% от всей энергии, необходимой судну как для движения, так и для работы электроприборов. Конечно, в этом случае нашему катамарану потребовались бы гибридные двигатели, но с этим нет никаких проблем. Солнечный катамаран Mobicat, например, вообще полностью электрический.
Фотовольтаика на водном транспорте — очень перспективное направление. Она может быть особенно выгодна при использовании на паромах и водном такси; во время пауз между рейсами запас энергии в батареях будет автоматически восполняться, в отличии от топлива, которое само в резервуарах, к сожалению, не появляется.
Мы в NENCOM являемся сторонниками электрического транспорта. Благодаря стремительному развитию технологий в этой области, эффективность движения на электротяге постоянно растёт. КПД современных синхронных электромоторов с постоянными магнитами (PMSM) составляет 94-97%, в то время как общая эффектиность лучших серийных дизельных двигателей находится в диапазоне 40-45%.
Слабым звеном в системе электрической тяги являются батареи, энергетическая плотность которых хотя и растёт с каждым годом, пока ещё значительно уступает горючему топливу. Однако для таких проектов как катамаран Burgus, этот недостаток можно было бы компенсировать использованием полностью поргужённых подводных крыльев, снижающих гидродинамическое сопротивление на 80%.
Подводные крылья © Candela
Современные PMSM настолько компактны и надёжны, что могут встраиваться непосредственно в подводные крылья электрической лодки или катамарана. Эта технология позволяет существенно снизить расход энергии, увеличить скорость, а также обеспечить комфорт пассажиров благодаря системе активной стабилизации.
Выберите удобный способ связи или заполните форму:
© 2013-2024 NENCOM Строительство фотовольтаических систем Болгария, Варна, бул. Христо Смирненски, 39 |
+359 8 999 68 574 +359 8 999 60 300 +359 877 01 49 01 |
О компании NENCOM Реализованные проекты Статьи и новости |
Контактная информация Реквизиты компании Для партнёров |