Największa prywatna farma fotowoltaiczna w Republice Południowej Afryki

180-hektarowy sad orzechów pekan w Hartswater w Republice Południowej Afryki rozwiązał problem nawadniania praktycznie z dnia na dzień, instalując największą w regionie farmę fotowoltaiczną niskiego napięcia poza siecią.

Problemem był brak dostępu do wody – 1200 km kanałów zbudowanych w ramach programu nawadniania Vaalharts zapewnia potrzebną im wodę. Jednak infrastruktura sieci elektroenergetycznej w Republice Południowej Afryki nie jest w stanie sprostać zapotrzebowaniu i podlega kroczącemu harmonogramowi wyłączeń dostaw energii. Nawet gdy zasilanie jest włączone, jest ono notorycznie niestabilne.

To gospodarstwo podlewa swoje sady w rzędach, zgodnie z harmonogramem nawadniania – harmonogram obowiązujący na całej plantacji. Wodę należy zamówić z wyprzedzeniem w ramach programu nawadniania. Woda jest dostarczana do gospodarstwa w określonych przedziałach czasowych. Jeżeli przerwa w dostawie prądu zbiega się z dopływem wody, gospodarstwo nie jest w stanie jej pobrać; woda jest tracona, pieniądze są marnowane … harmonogram nawadniania zostaje zepsuty, a drzewa pozostają w warunkach suszy, co niszczy zbiory.

Dwa systemy zapewniają moc 270 kVA

Zakład Hartswater Pecan zdecydował, że nadszedł czas na poważną inwestycję w prywatną energię – w tej sprawie zwrócili się do Ecotrades Solar Power Systems – Południowoafrykańscy eksperci w dziedzinie domowej i przemysłowej energii słonecznej. Ecotrades zasugerował prywatny zasilacz o mocy 270 kVA podzielony na dwie oddzielne infrastruktury energetyczne, aby uniknąć spadków napięcia w kablowej sieci dystrybucyjnej biegnącej do 4,5 km!

Ecotrades wstępnie zainstalował system w czterech izolowanych, klimatyzowane kontenery transportowe – dwa dla baterii akumulatorów, dwa dla falowników i wykonują prace we własnym zakresie przed bezpiecznym transportem cennego ładunku na miejsce za pomocą własnych dźwigów.

Wytrzymała szyna zbiorcza

Izak Oosthuizen, dyrektor zarządzający Ecotrades, mówi: „Jednym z największych wyzwań w tej instalacji było równoważenie baterii. Instalacja obejmuje 336 baterii – wszystkie muszą być połączone przy użyciu kabli o tej samej długości. Potencjalnie będzie dużo luźnych kabli. W końcu udało nam się rozwiązać problem – za co chcielibyśmy podziękować za pomoc kierownikowi sprzedaży firmy Victron Gerritowi Trompowi – z ergonomicznym układem akumulatorów, podłączonym do naprawdę wytrzymałych szyn zbiorczych o szerokości 100 mm i grubości 10 mm.”

System składa się z:

• 18 Quattro Inwerter/ładowarki o mocy 15 kVA – łącznie 270 kVA
• 50 SmartSolar MPPT sterowniki ładowania 250/100 VE.Can
• 12 3-fazowych falowników fotowoltaicznych Fronius Eco 27kW
• 336 SolarMD SS 202  Baterie litowe 7,4 kWh – łącznie 2,5 MWh
• 1680 paneli Longi Solar o mocy 430 Wp – to łącznie 722 kWp
• 2 zapasowe generatory wysokoprężne Cummins o mocy 200 kVA każdy
• 9 transformatorów step-up step-up redukujących straty w 4,5 km prywatnej infrastruktury sieciowej< /li>
• 2 Cerbo GX zapewnia monitorowanie całego systemu i kontroluj – w tym kontrola urządzeń stron trzecich

Późnym ulepszeniem planowanego projektu było zamontowanie kontrolerów ładowania słonecznego na zewnątrz pojemnik, w którym mogą łatwo rozproszyć ciepło, jednocześnie zbierając ogromne zbiory energii słonecznej. Ładowarki słoneczne mają stopień ochrony IP43 (urządzenie jest chronione przed strumieniami wody padającymi pionowo lub pod kątem 60 stopni od pionu), więc nie było żadnych „wad”; do zainstalowania ich na otwartej przestrzeni, pod profilowanym dachem.

Wydajność usługi Victron Remote Management

Projekt Hartswater na

Ogólną kontrolę nad systemem zapewnia Cerbo GX. Ta instalacja pokazuje, jak dobrze nowy Cerbo GX radzi sobie nawet w pobliżu ograniczeń projektowych z ładowarkami słonecznymi 25 MPPT; 6 falowników fotowoltaicznych Fronius; moc falownika 135kVA; oraz baterie litowe Solar MD o ogromnej pojemności, wszystkie podłączone do każdego urządzenia. Żaden problem.

Nawiasem mówiąc, za pomocą VRM możesz badać dane systemowe dla niemal dowolnego zakresu czasu, od ostatniej godziny, kilku godzin, dnia, dni, tygodnia, miesiąca lub miesięcy, aż do całego okresu istnienia instalacja. Jest to bardzo przydatne, gdy chcesz analizować i porównywać działanie systemu w różnych porach roku lub w wyniku jakiejś zmiany lub nowego wydarzenia.

Największe zapotrzebowanie na moc w gospodarstwie pochodzi z kilku Pompy wodne o mocy 30-40 kW, obsługiwane przez transformatory obniżające napięcie. Pompy tłoczą wodę setkami metrów węża ze zbiornika do wylotów nawadniających zraszaczy.

Na terenie znajdują się także cztery gospodarstwa – które teraz wszystkie korzystają z wprowadzenia niezawodnego źródła energii.

Uruchomienie generatora wyzwalane przekaźnikiem

Akumulatory litowe Solar MD w tej instalacji wytrzymują całkowite rozładowanie ponad 4000 razy, ale działają dłużej jeśli nie zostaną wyczerpane poniżej 20% stanu naładowania. Z tego powodu Cerbo GX zostało zaprogramowane tak, aby automatycznie uruchamiało generatory, jeśli ten próg zostanie osiągnięty, przy użyciu jednego z przekaźników pokładowych dostępnych właśnie do takiego zadania. Kolejne polecenie powoduje automatyczne zatrzymanie generatora, gdy stan naładowania akumulatora wzrośnie ponownie do 40%. Ecotrades oczekuje, że ten zaprogramowany parametr ładowania wydłuży żywotność akumulatorów z 11 do 16 lat – przy założeniu, że pojemność resztkowa na koniec okresu eksploatacji całego zestawu akumulatorów wynosi 70%. W ten sposób przekaźnik programowalny może zapewnić ogromne oszczędności poprzez wydłużenie żywotności baterii.

Rój pszczół

Izak wspomina niezwykły incydent: po tygodniu złej pogody z rykiem ożyły generatory zapasowe Cummins na olej napędowy zgodnie z oczekiwaniami, ale jedna z jednostek – z zaledwie trzema godzinami pracy na zegarze – wkrótce przestał działać z powodu niskiego ciśnienia oleju i nie można go było uruchomić ponownie. Technicy Ecotrade, którzy przybyli na miejsce, znaleźli na ziemi kałużę oleju, która została wydmuchana przez otwór bagnetu – ale nie udało mi się znaleźć przyczyny. Po dwóch dniach bez pomyślnego ponownego uruchomienia zdecydowali, że jednostka będzie musiała wyjechać poza teren budowy w celu przeprowadzenia dochodzenia i właśnie wtedy zauważyli, że w rurze odpowietrzającej zamieszkał rój pszczół! „Nie spodziewaliśmy się czegoś takiego! mówi – „…od teraz zakrywamy odpowietrznik siatką.”

Widok satelitarny

Skalę instalacji wodno-elektrycznej najlepiej oglądać z satelity. Farma znajduje się pomiędzy Hartswater i Jan Kempdorp w Przylądku Północnym w Republice Południowej Afryki.

Skuteczna gospodarka wodna maksymalizuje zbiory

Hodowca orzechów pekan jest naprawdę zadowolony ze swojej inwestycji. Jest także właścicielem innych gospodarstw i rozmawia z Ecotrades na temat prywatnej instalacji energetycznej dla nich. Tak naprawdę w regionie istnieje wiele setek gospodarstw rolnych i Ecotrades ma nadzieję, że odniesiony tutaj sukces zachęci innych rolników do wybrania niezawodnego zasilania prywatnego. Pozwoli to uniknąć problemów związanych z przerwami w dostawie prądu; przerwane harmonogramy nawadniania; i zagwarantuje wspaniałe zbiory.

Ecotrades wyprodukowało film przedstawiający proces instalacji: