Il più grande parco solare privato del Sud Africa

Un frutteto di noci pecan di 180 ettari a Hartswater, in Sud Africa, ha risolto il suo problema di irrigazione praticamente da un giorno all'altro installando il più grande parco solare off-grid a bassa tensione della regione.

Il problema era l'impossibilità di accedere all'acqua: 1200 km di canali costruiti nell’ambito del Vaalharts Irrigation Scheme forniscono l’acqua di cui hanno bisogno. Ma l’infrastruttura della rete elettrica in Sud Africa non è in grado di far fronte alla domanda ed è soggetta a un programma continuo di interruzioni di corrente. Anche quando la fornitura è attiva, è notoriamente instabile.

Questa azienda agricola irriga i suoi frutteti in filari secondo un programma di irrigazione temporizzato – un programma che viene ripetuto in tutta la piantagione. L'acqua deve essere ordinata in anticipo al sistema di irrigazione e viene convogliata all'azienda agricola in fasce orarie. Se un'interruzione di corrente coincide con l'arrivo dell'acqua l'azienda agricola non è in grado di estrarla; l'acqua viene persa, il denaro viene perso... il programma di irrigazione viene rovinato e gli alberi vengono lasciati in condizioni di siccità, devastando il raccolto.

Due sistemi forniscono 270 kVA

L'impianto di noci pecan di Hartswater ha deciso che era giunto il momento di fare un importante investimento nell'energia privata - per il quale si sono rivolti a Ecotrades Solar Power Systems – Esperti sudafricani di energia solare domestica e industriale. Ecotrades ha suggerito una fornitura elettrica privata da 270 kVA divisa in due infrastrutture elettriche separate per evitare cadute di tensione sulla rete di distribuzione via cavo che si estende per 4,5 chilometri!

Ecotrades ha preinstallato il sistema in quattro unità isolate, ad aria contenitori di spedizione condizionati: due per i banchi batterie, due per gli inverter che eseguono il lavoro nei propri locali prima di trasportare il prezioso carico in modo sicuro sul posto nelle proprie autogru.

Sbarra collettrice per carichi pesanti

Izak Oosthuizen, amministratore delegato di Ecotrades, afferma: "Una delle sfide più grandi in questa installazione è stato il bilanciamento della batteria. L'installazione include 336 batterie: i quali devono essere collegati utilizzando cavi di lunghezza identica. Potenzialmente ci saranno molti cavi allentati. Alla fine siamo riusciti a risolvere il problema – per il quale desideriamo riconoscere l'aiuto del responsabile delle vendite Victron Gerrit Tromp – con una disposizione ergonomica della batteria, collegata a sbarre collettrici davvero robuste larghe 100 mm e spesse 10 mm.”

Il sistema comprende:

• 18 Quattro Inverter/Caricabatterie da 15kVA – per un totale di 270 kVA
• 50 SmartSolar MPPT regolatori di carica 250/100 VE.Can
• 12 Inverter solari trifase Fronius Eco 27kW
• 336 SolarMD SS 202  Batterie al litio da 7,4 kWh – per un totale di 2,5 MWh
• 1680 pannelli solari Longi da 430 Wp - si tratta di un totale di 722 kWp
• 2 generatori di backup diesel Cummins da 200 kVA ciascuno
• 9 trasformatori step-up step-down per ridurre le perdite nei 4,5 km di infrastruttura di rete privata< /li>
• 2 Cerbo GX fornisce il monitoraggio dell'intero sistema e controllo: incluso il controllo di dispositivi di terze parti

Un ultimo miglioramento del progetto pianificato è stato il montaggio dei regolatori di carica solare all'esterno  sul contenitore dove possono facilmente dissipare il calore mentre raccolgono il loro enorme raccolto solare. I caricabatterie solari hanno un grado di protezione IP43 (l'unità è protetta dagli spruzzi d'acqua che cadono verticalmente o entro 60° dalla verticale), quindi non c'è stato alcun "svantaggio" di installarli all'aria aperta, sotto un tetto profilato.

Prestazioni sulla gestione remota Victron

Il progetto Hartswater sul Victron Remote Management (VRM) può essere visualizzata in tempo reale senza visitare il sito. La scheda Avanzate fornisce un'analisi della potenza in ingresso/uscita e dimostra come i 25 controller di carica solare VE.Can collegati in catena sincronizzano la loro uscita.

Il controllo generale del sistema è fornito dal Cerbo GX. Questa installazione dimostra quanto bene funzioni il nuovo Cerbo GX anche vicino ai limiti di progettazione con caricabatterie solari da 25 MPPT; 6 inverter solari Fronius; 135kVA di potenza dell'inverter; e batterie al litio Solar MD di grande capacità, tutte collegate a ciascun dispositivo. Nessun problema.

Per inciso, utilizzando VRM è possibile esaminare i dati di sistema per quasi qualsiasi intervallo di tempo, dall'ultima ora, poche ore, giorno, giorni, settimana, mese o mesi, fino alla durata di vita del installazione. Questo è davvero utile quando vuoi analizzare e confrontare il rendimento di un sistema nel corso delle stagioni, o come risultato di qualche cambiamento o nuovo evento.

La maggiore richiesta di energia nella fattoria proviene da una serie di Elettropompe da 30-40kW, servite da trasformatori step-up-scendi. Le pompe inviano l'acqua attraverso centinaia di metri di tubo dal serbatoio alle prese di irrigazione con irrigatori.

Ci sono anche quattro fattorie in loco: che ora beneficiano tutti dell'introduzione di una fonte di energia affidabile.

Avvio del generatore attivato da relè

Le batterie al litio Solar MD in questa installazione possono sopportare di essere scaricate completamente più di 4000 volte, ma durano più a lungo se non si esauriscono al di sotto del 20% dello stato di carica. Per questo motivo il Cerbo GX è stato programmato per avviare automaticamente i generatori se questa soglia viene raggiunta utilizzando uno dei relè di bordo disponibili proprio per tale compito. Un ulteriore comando arresta automaticamente il generatore quando lo stato di carica della batteria è tornato al 40%. Ecotrades prevede che questo parametro di ricarica programmato prolungherà la durata delle batterie da 11 a 16 anni: con una capacità residua presunta di fine vita per l'intero banco batterie del 70%. Pertanto il relè programmabile può garantire enormi risparmi prolungando la durata della batteria.

Sciame di api

Izak ricorda un incidente insolito: dopo una settimana di maltempo i generatori di riserva diesel Cummins si sono attivati ​​con un ruggito come previsto, ma una delle unità – con solo tre ore di autonomia sull'orologio -; si è presto fermato a causa di un evento di bassa pressione dell'olio e non è stato possibile riavviarlo. I tecnici di Ecotrade arrivati ​​sul posto hanno trovato una pozza di olio sul terreno che era stata espulsa attraverso l'apertura dell'astina di livello – ma non sono riuscito a trovare la causa. Dopo due giorni senza un riavvio riuscito hanno deciso che l'unità avrebbe dovuto andare fuori sede per le indagini … e proprio in quel momento hanno notato che uno sciame di api si era insediato nel tubo di sfiato! "Non ci aspettavamo niente del genere!" dice – “…d'ora in poi copriremo lo sfiatatoio con la rete.”

Vista satellitare

La scala dell'impianto idrico/elettrico si vede meglio da un satellite. L'azienda agricola si trova tra Hartswater e Jan Kempdorp nel Northern Cape, in Sud Africa.

Gestione idrica di successo massimizza il raccolto

Il coltivatore di noci pecan è davvero soddisfatto del suo investimento. Possiede anche altre aziende agricole e sta discutendo con Ecotrades per un impianto energetico privato per quelle. In realtà ci sono molte centinaia di aziende agricole nella regione ed Ecotrades spera che il successo dimostrato qui incoraggi altri agricoltori a scegliere l'affidabilità dell'energia privata. Ciò eviterà i grattacapi derivanti dalle interruzioni di corrente; programmi di irrigazione interrotti; e garantirà raccolti eccezionali.

Ecotrades ha prodotto un video del processo di installazione: