SP5KL Inwerter Power Sustainable Farming w Johannesburgu w RPA

1. Tworzenie klientów

Pan Smith jest właścicielem gospodarstwa rodzinnego o powierzchni 5 hektarów na obrzeżach Johannesburga w RPA.uprawa roślin ekologicznycha takżeprzetwórstwo mleczne na małą skalęPrzez lata gospodarstwo było zmagazynowane wyzwaniami:

• Duże uzależnienie od generatorów wysokoprężnych (kosztujące około 500 USD miesięcznie w paliwie, z częstymi awariami).
• Starzejący się system słoneczny (zainstalowany 8 lat temu, z nieefektywnymi inwerterami i zdegradowanymi bateriami ołowiano-kwasowymi).
• Niewiarygodna sieć lokalna, z3 ¢5 awarii tygodniowo(każda trwająca 2 do 4 godzin) z ryzykiem zepsucia produktów mlecznych i uszkodzenia upraw z powodu przerwanego nawadniania.

2Kluczowe punkty bolesne i wymagania

• Obniżenie kosztów: Wysokie koszty oleju napędowego i rosnące taryfy na energię elektryczną uczyniły energię drugim największym wydatkiem gospodarstwa.
• Niezawodne zasilanie zapasowe: Obciążenia krytyczne (5kW chłodzenia, 3kW pompy nawadniającej) wymagają ochrony z zerowymi przestojami podczas awarii sieci.
• Kompatybilność systemu:
  • Ponowne wykorzystanie istniejącychAkumulatory ołowiano-kwasowe o mocy 48 V(w celu uniknięcia kosztów całkowitej wymiany systemu).
  • Zintegrowanie nowych modułów fotowoltaicznych o wysokiej wydajności (2×450W paneli monokrystalicznych) ze starymi panelami polikrystalicznymi (2×300W, zainstalowanymi w 2018 r.).
• Odporność środowiskowaJohannesburg ma:temperatury letnie do 42°C,suchy i zakurzony, a takżewysokość 1700 m(z okazjonalnymi burzami w sezonie deszczowym).
• Bezpieczeństwo i zgodność: spełniać południowoafrykańskie normy elektryczne (SABS) i chronić przed falami błyskawicznych (często występującymi w letnich burzach).

3. Wybór inwertera: SP5KL

Po ocenie technicznejSP5KLModel ten został wybrany tak, aby doskonale odpowiadał potrzebom gospodarstwa.

4Techniczne dopasowanie: jak SP5KL rozwiązywał problemy

(1) Wydajność energetyczna i oszczędności kosztów

• Efektywność PV-AC: zmaksymalna sprawność 97,3%i aEfektywność europejską 96,8%SP5KL minimalizował straty energii podczas konwersji energii słonecznej. Inwerter starego systemu (z wydajnością 85%) marnował 15% energii słonecznej; SP5KL zmniejszył tę stratę o 12%,zwiększenie dziennego wydajności słonecznej o 18%.
• Wydajność baterii do prądu przemiennego: Amaksymalna sprawność 94,3%zmniejszone straty wyładowania z starzejących się baterii ołowiano-kwasowych.czas pracy generatora oleju napędowego zmniejszył się z 10 godzin dziennie do zaledwie 2 godzin (tylko w bardzo pochmurne dni), obniżając koszty paliwa o 80% (oszczędności 400 USD/miesiąc).

(2) Kompatybilność systemu fotowoltaicznego

• Projekt podwójnego MPPT: wyposażone w:2 kanały MPPTiZakres napięcia MPPT 70V/540V, SP5KL skutecznie śledził moc z mieszanej sieci fotowoltaicznej:
  • Stare panele polikrystaliczne (300 W, Vmp = 30 V) działające na MPPT 1.
  • Nowe panele monokrystaliczne (450 W, Vmp = 40 V) działające na MPPT 2.
  • Nawet w zimie w Johannesburgu (z porannym niskim światłem) MPPT dostosowywał się dynamicznie, aby wydobyć maksymalną moc, zwiększając zużycie energii słonecznej o 25%.
• Wysoka zdolność wejściowa PVW sprawie:10,000W maksymalna moc wejściowa PVumożliwił gospodarstwu rozbudowę sieci (z 4 kW do 8 kW) bez modernizacji falownika, zabezpieczając system na przyszłość.

(3) Elastyczność baterii i niezawodność zapasowa

• Wsparcie podwójnej baterii: SP5KL jest zgodny zzarówno baterie litowo-jonowe, jak i ołowio-kwasoweFarma ponownie wykorzystała istniejący bank ołowiano-kwasów o mocy 48 V (oszczędzono 2000 dolarów na wymianie baterii), zachowując jednak możliwość dodania w przyszłości baterii litowo-jonowych.
• Moc zapasowa i prędkość transferu:
  • W sprawie5,000W nominalnej mocy wyjściowej zapasowejodpowiadało obciążeniu krytycznemu gospodarstwa (5 kW chłodzenia + pompy 3 kW, działające w zmianach).
  • Zczas transferu < 10 ms (typowy)W pierwszych 6 miesiącach wystąpiło 12 przerw, z których żadna nie spowodowała zepsucia mleka ani opóźnień nawadniania.

(4) Zgodność z przepisami dotyczącymi środowiska i bezpieczeństwa

• Odporność na trudne warunki klimatyczne:
  • Ochrona IP65zapobiegać wprowadzaniu pyłu i wody (co jest kluczowe dla suchego, zakurzonego lata w Johannesburgu).
  • W sprawiekonstrukcja naturalnego chłodzeniaWyeliminował potrzebę obsługi wentylatorów, zmniejszając ryzyko przerw.
  • W sprawiezakres temperatury roboczej od - 25°C do 60°C (z deratyzacją powyżej 45°C): latem (w temperaturze szczytowej 42°C) inwerter działał na 95% mocy bez przegrzania, utrzymując pełną moc przez 95% godzin pracy.
  • W sprawiemaksymalna wysokość operacyjna 4000 m (z ratingiem powyżej 2000 m): Na wysokości 1700 m nie było wymagane obniżenie mocy, co zapewnia pełną moc wyjściową.
• Środki ochrony przed przeciążeniami i bezpieczeństwem:
  • Arrestery napięć prądu stałego typu III i prądu przemiennego typu IIIochrona przed uderzeniami piorunami (trzy burze w ciągu sześciu miesięcy, bez uszkodzenia systemu).
  • Ochrona klasy I, ochrona przed osadowaniem i ochrona przed prądem przeciekuspełnione normy bezpieczeństwa SABS, zapewniające bezpieczeństwo operatorów i sprzętu.

(5) Inteligentne zarządzanie i instalacja

• Ściana - Mount Bracket: Zaoszczędzono miejsca w kompaktowej szopie sprzętowej gospodarstwa.
• Komunikacja i monitorowanie:
  • RS485 (dla BMS i liczników)Zintegrowane z istniejącym systemem zarządzania baterią, dostarczające w czasie rzeczywistym dane o stanie ładowania baterii.
  • W sprawieEkran LED/LCD + opcjonalnie Wi-Fi (za pośrednictwem USB)Pozwolił panu Smith monitorować produkcję energii, poziom baterii i stan sieci z jego smartfona (nawet podczas uprawy).

5Wyniki: Wpływ 6 miesięcy

• Koszty: Wydatki na paliwo napędowe zmniejszyły się zŁączne koszty energii (słoneczna + sieć + olej napędowy) spadły o 65%.
• Niezawodność: W czasie przerw w pracy sieci elektrycznej w przypadku krytycznych obciążeń było 100% czasu pracy. Nie wystąpiło zepsucie mleka (o wartości 2000 USD/miesiąc) ani straty plonów z powodu przerwanych nawadniania.
• Zrównoważony rozwój: emisje CO2 zmniejszone o 70% (z 12 ton/rok do 3,6 ton/rok), zgodnie z celami certyfikacji ekologicznej gospodarstwa.
• Skalowalność: Inwerter o mocy wejściowej 10 000 W PV umożliwia farmie dodanie kolejnych 2 paneli o mocy 450 W w przyszłym roku, podwajając produkcję słoneczną bez zmian sprzętu.

6Dlaczego ta sprawa ma znaczenie dla Afryki

Wyzwania związane z Johannesburgiem – niewiarygodna sieć energetyczna, wysokie koszty oleju napędowego, systemy fotowoltaiczne o mieszanym wieku i trudny klimat – odzwierciedlają te w całej Afryce Subsaharyjskiej.

• Efektywność: przekształca obfite zasoby słoneczne w użyteczną energię, nawet przy starszym sprzęcie.
• Elastyczność: Pracuje z ołowiem-kwasem (powszechne w systemach w Afryce) i litowo-jonowym (przyszłość magazynowania energii).
• Trwałość: Odporny na kurz, ciepło i wysokość, kluczowy dla rynków wiejskich i półmiejskich w Afryce.
• Bezpieczeństwo: Chroni przed niestabilnością sieci i błyskawicami, wspólnymi zagrożeniami w regionie.

Ten przypadek pokazuje, że SP5KL nie jest tylko produktem, alerozwiązanie dostosowane do potrzebW celu zapewnienia uniwersalnego krajobrazu energetycznego w Afryce, oszczędności kosztów, niezawodności i zrównoważonego rozwoju zarówno dla przedsiębiorstw, jak i rodzin.