Grootste particuliere zonnepark Zuid-Afrika

Een pecannootboomgaard van 180 hectare in Hartswater, Zuid-Afrika, heeft het irrigatieprobleem vrijwel van de ene op de andere dag opgelost door de installatie van het grootste off-grid laagspanningszonnepark in de regio.

Het probleem was geen toegang tot water - 1200 km aan kanalen aangelegd als onderdeel van het Vaalharts Irrigation Scheme levert het water dat ze nodig hebben. Maar de infrastructuur van het elektriciteitsnet in Zuid-Afrika kan de vraag niet aan en is onderworpen aan een voortdurend schema van stroomuitval. Zelfs als de aanvoer aanwezig is, is deze notoir onstabiel.

Deze boerderij bewatert zijn boomgaarden in rijen volgens een getimed irrigatieschema – een schema dat door de hele plantage wordt gefietst. Water moet vooraf worden besteld bij het irrigatieprogramma en wordt in tijdslots naar de boerderij geleid. Als een stroomstoring samenvalt met de aankomst van het water, kan de boerderij het niet extraheren; het water gaat verloren, er gaat geld verloren … het irrigatieschema wordt verstoord en de bomen blijven in droogte achter, wat de oogst verwoest.

Twee systemen leveren 270 kVA

De Hartswater Pecan Plant besloot dat het tijd was om een ​​grote investering in particuliere energie te doen - waarvoor ze zich wendden tot Ecotrades Solar Power Systems – Zuid-Afrikaanse experts op het gebied van binnenlandse en industriële zonne-energie. Ecotrades stelde een particuliere stroomvoorziening van 270 kVA voor, verdeeld in twee afzonderlijke stroominfrastructuren, om spanningsdalingen op het kabeldistributienetwerk, dat 4,5 kilometer lang is, te voorkomen!

Ecotrades heeft het systeem vooraf geïnstalleerd in vier geïsoleerde, geconditioneerde zeecontainers – twee voor de accubanken, twee voor de omvormers …die de werkzaamheden op hun eigen terrein uitvoeren voordat ze de waardevolle lading veilig naar de locatie transporteren in hun eigen kraanwagens.

Zware busbar

Izak Oosthuizen, Managing Director van Ecotrades zegt: “Een van de grootste uitdagingen bij deze installatie was het balanceren van de batterij. De installatie omvat 336 batterijen – Deze moeten allemaal worden aangesloten met identieke kabellengtes. Mogelijk zal er veel slappe kabel zijn. Uiteindelijk hebben we het probleem kunnen oplossen – waarvoor we graag de hulp willen bedanken van Victron Sales Manager Gerrit Tromp – met een ergonomische batterijopstelling, aangesloten op een aantal zeer robuuste stroomrails van 100 mm breed en 10 mm dik.”

Het systeem bestaat uit:

• 18 Quattro Omvormer/laders van 15kVA – totaal 270 kVA
• 50 SmartSolar MPPT laadcontrollers 250/100 VE.Can
• 12 Fronius Eco 27kW 3-fase zonne-omvormers
• 336 SolarMD SS 202  7,4 kWh lithiumbatterijen – in totaal 2,5 MWh
• 1680 Longi Solar-panelen met een vermogen van 430 Wp – dat is in totaal 722 kWp
• 2 Cummins dieselback-upgeneratoren met een vermogen van elk 200 kVA
• 9 Step-up Step-down-transformatoren om verliezen in de 4,5 km aan particuliere netwerkinfrastructuur te verminderen< /li>
• 2 Cerbo GX biedt volledige systeemmonitoring en controle – inclusief controle over apparaten van derden

Een late verbetering van het geplande ontwerp was het monteren van de zonnelaadcontrollers buiten de container waar ze gemakkelijk warmte kunnen afvoeren terwijl ze hun enorme zonne-oogst binnenhalen. De zonneladers hebben een IP43-beschermingsgraad (het apparaat is beschermd tegen waterspatten die verticaal vallen, of binnen een straal van 60 graden verticaal), dus er was geen 'nadeel'. om ze open aan de lucht te installeren, onder een profieldak.

Prestaties op Victron Remote Management

Het Hartswater-project op de Het Victron Remote Management (VRM) platform kan in realtime worden bekeken zonder de site te bezoeken. Het tabblad Geavanceerd biedt een analyse van de stroominvoer/-uitvoer en demonstreert hoe de 25 in serie geschakelde VE.Can Solar Charge-controllers hun uitvoer synchroniseren.

Algemene systeemcontrole wordt verzorgd door de Cerbo GX. Deze installatie laat zien hoe goed de nieuwe Cerbo GX presteert, zelfs in de buurt van zijn ontwerplimieten, met 25 MPPT-zonneladers; 6 Fronius-zonne-omvormers; 135 kVA omvormervermogen; en Solar MD-lithiumbatterijen met enorme capaciteit, allemaal aangesloten op elk apparaat. Geen probleem.

Met VRM kunt u systeemgegevens voor vrijwel elk tijdsbereik onderzoeken, vanaf het laatste uur, enkele uren, dag, dagen, week, maand of maanden, tot en met de levensduur van de installatie. Dit is erg handig als u wilt analyseren en vergelijken hoe een systeem door de seizoenen heen presteert, of als resultaat van een verandering of nieuwe gebeurtenis.

De grootste stroombehoefte op de boerderij komt van een aantal Waterpompen van 30-40 kW, bediend door step-up-step-down-transformatoren. De pompen sturen water door honderden meters slang van het reservoir naar de sprinklerirrigatie-uitlaten.

Er zijn ook vier boerderijen op het terrein – die nu allemaal profiteren van de introductie van een betrouwbare energiebron.

Relais-getriggerde generatorstart

De Solar MD Lithium-accu's in deze installatie kunnen meer dan 4000 keer volledig worden ontladen, maar gaan langer mee als ze niet onder de 20% zijn opgeladen. Om deze reden is de Cerbo GX geprogrammeerd om de generatoren automatisch te starten als deze drempel wordt bereikt, met behulp van een van de ingebouwde relais die voor precies zo'n taak beschikbaar zijn. Een ander commando stopt de generator automatisch wanneer de laadstatus van de accu weer tot 40% is gestegen. Ecotrades verwacht dat deze geprogrammeerde oplaadparameter de levensduur van de batterijen zal verlengen van 11 naar 16 jaar. met een veronderstelde restcapaciteit aan het einde van de levensduur voor de hele batterijbank van 70%. Het programmeerbare relais kan dus enorme besparingen opleveren door de levensduur van de batterij te verlengen.

Zwerm bijen

Izak herinnert zich een ongewoon incident: na een week van slecht weer brulden de Cummins diesel-back-upgeneratoren tot leven zoals verwacht, maar een van de eenheden – met slechts drie uur looptijd op de klok – stopte al snel vanwege een gebeurtenis met lage oliedruk en kon niet opnieuw worden gestart. De technici van Ecotrade die ter plaatse arriveerden, vonden een plas olie op de grond die door de peilstokopening naar buiten was geblazen - maar kon de oorzaak niet vinden. Na twee dagen zonder succesvolle herstart besloten ze dat de eenheid naar het terrein moest gaan voor onderzoek … “Zoiets hadden we niet verwacht! hij zegt – “…vanaf nu bedekken we de ontluchter met gaas.”

Satellietweergave

De schaal van de water-/elektriciteitsinstallatie kan het beste worden bekeken vanaf een satelliet. De boerderij ligt tussen Hartswater en Jan Kempdorp in Noord-Kaap, Zuid-Afrika.

Succesvol waterbeheer maximaliseert de oogst

De pecannootboer is erg blij met zijn investering. Hij bezit ook andere boerderijen en is in gesprek met Ecotrades over een particuliere energie-installatie daarvoor. In feite zijn er vele honderden boerderijen in de regio en Ecotrades hoopt dat het hier gedemonstreerde succes andere boeren zal aanmoedigen om voor de betrouwbaarheid van particuliere energie te kiezen. Dat zal de hoofdpijn van stroomuitval voorkomen; onderbroken irrigatieschema's; en het garandeert enorme oogsten.

Ecotrades heeft een video gemaakt van het installatieproces: