SP5KL Inverter alimenta l'agricoltura sostenibile a Johannesburg, Sud Africa

1. Informazioni sul cliente

Il signor Smith possiede una fattoria familiare di 5 ettari alla periferia di Johannesburg, in Sudafrica.coltivazione di ortaggi biologici- etrasformazione di prodotti lattiero-caseari su piccola scalaPer anni l'azienda agricola ha dovuto affrontare le seguenti sfide:

• Forte dipendenza dai generatori diesel (costo circa $500/mese in carburante, con frequenti guasti).
• Un vecchio sistema solare collegato alla rete (installato 8 anni prima, con inverter inefficienti e batterie al piombo degradate).
• Rete locale inaffidabile, con3 ¢5 interruzioni settimanali(che durano ciascuna 2-4 ore), rischiando prodotti lattiero-caseari deteriorati e colture danneggiate a causa di irrigazioni interrotte.

2. Punti di dolore e requisiti chiave

• Riduzione dei costi: L'elevato costo del gasolio e l'aumento delle tariffe dell'elettricità hanno reso l'energia la seconda spesa più grande dell'azienda agricola.
• Potenza di riserva affidabile: i carichi critici (5 kW di refrigerazione, 3 kW di pompa di irrigazione) richiedono una protezione "zero - downtime" durante le interruzioni della rete.
• Compatibilità del sistema:
  • Riutilizzare le risorse esistentiBatterie a piombo-acido da 48 V(per evitare i costi di sostituzione completa del sistema).
  • Integrare nuovi moduli fotovoltaici ad alta efficienza (2×450W di pannelli monocristallini) con vecchi pannelli policristallini (2×300W, installati nel 2018).
• Resilienza ambientaleJohannesburg haTemperature estive fino a 42°C,condizioni secche e polverose, e unAltitudine di 1.700 m(con temporali occasionali nella stagione delle piogge).
• Sicurezza e conformità: soddisfare gli standard elettrici sudafricani (SABS) e proteggere contro le ondate di fulmine (comune nelle tempeste estive).

3. Selezione dell'inverter: SP5KL

Dopo la valutazione tecnica, ilSP5KLIl modello è stato selezionato per soddisfare perfettamente le esigenze dell'azienda agricola.

4. Adattamento tecnico: come SP5KL ha risolto i punti dolorosi

(1) Efficienza energetica e risparmio di costi

• Efficienza PV-ACCon unefficienza massima del 97,3%e aEfficienza europea del 96,8%, SP5KL ha ridotto al minimo le perdite di energia durante la conversione dell'energia solare.aumento del rendimento solare giornaliero del 18%.
• Efficienza della batteria verso l'aria condizionata: Aefficienza massima del 94,3%riduzione delle perdite di scarico delle batterie al piombo-acido invecchiate, in combinazione con una migliore raccolta solare,la durata di funzionamento del generatore diesel è diminuita da 10 ore al giorno a sole 2 ore (solo nei giorni estremamente nuvolosi), riducendo i costi del carburante dell'80% (risparmio di 400 dollari al mese).

(2) Compatibilità dei sistemi fotovoltaici

• Progettazione MPPT doppia: dotato di:2 canali MPPTe unL'intervallo di tensione MPPT di 70V/540V, SP5KL ha tracciato in modo efficiente la potenza del gruppo fotovoltaico misto:
  • Vecchi pannelli policristallini (300W, Vmp = 30V) funzionanti su MPPT 1.
  • Nuovi pannelli monocristallini (450W, Vmp = 40V) funzionanti su MPPT 2.
  • Anche durante l'inverno di Johannesburg (con mattine poco luminose), l'MPPT si regolava dinamicamente per estrarre la massima potenza, aumentando l'autoconsumo solare del 25%.
• Alta capacità di ingresso fotovoltaicoIl10,000W potenza di ingresso fotovoltaica massimaIl progetto di ampliamento della rete di alimentazione (da 4 kW a 8 kW) è stato realizzato senza l'aggiornamento dell'inverter.

(3) Flessibilità della batteria e affidabilità del backup

• Supporto a doppia batteria: SP5KL è compatibile consia batterie agli ioni di litio che a piomboLa fattoria ha riutilizzato la sua banca di acido di piombo a 48 V (risparmiando 2.000 dollari per la sostituzione della batteria) mantenendo la possibilità di aggiungere batterie agli ioni di litio in futuro.
• Potenza di backup e velocità di trasferimento:
  • Il5Potenza nominale di uscita di riserva di 1000 Wcorrispondeva al carico critico dell'azienda (5kW di refrigerazione + 3kW di pompa, a turni).
  • Con untempo di trasferimento di < 10 ms (tipico)Nel corso dei primi sei mesi, si sono verificate 12 interruzioni e nessuna ha causato danni al latte o ritardi nell'irrigazione.

(4) Conformità ambientale e di sicurezza

• Resilienza al clima rigido:
  • Protezione IP65impedisce l'ingresso di polvere e acqua (cruciale per le estati asciutte e polverose di Johannesburg).
  • Ilprogetto di raffreddamento naturaleeliminato la necessità di ventilatori soggetti a manutenzione, riducendo i rischi di inattività.
  • Iluna temperatura di funzionamento compresa tra - 25°C e 60°C (con una delimitazione superiore a 45°C): In estate (con una temperatura massima di 42°C), l'inverter ha funzionato al 95% della capacità senza surriscaldamento, mantenendo la massima potenza per il 95% delle ore di funzionamento.
  • IlAltitudine massima di esercizio di 4.000 m (con derating superiore a 2.000 m): ad un'altitudine di 1.700 m, non è stata richiesta alcuna riduzione della potenza, garantendo una potenza massima.
• Protezioni contro le sovratensioni e la sicurezza:
  • Arrestatori di sovratensione di tipo III in corrente continua e tipo III in corrente alternataprotetto dai fulmini (3 tempeste hanno colpito l'azienda in 6 mesi e non si sono verificati danni al sistema).
  • Protezione di classe I, anti-isolamento e protezione da perdite di correntesoddisfare le norme di sicurezza SABS, garantendo la sicurezza degli operatori e delle attrezzature.

(5) Gestione e installazione intelligenti

• Parete - Mont Bracket: risparmio di spazio nel piccolo capanno delle attrezzature dell'azienda.
• Comunicazione e monitoraggio:
  • RS485 (per BMS e contatori)integrato con il sistema di gestione della batteria esistente, fornendo dati in tempo reale sullo stato di carica della batteria.
  • IlDisplay LED/LCD + Wi-Fi opzionale (via USB)ha permesso al signor Smith di monitorare la produzione di energia, i livelli della batteria e lo stato della rete dal suo smartphone (anche mentre cura i raccolti).

5Risultati: 6 mesi di impatto

• Costi: la spesa per il gasolio è diminuita dalI costi totali dell'energia (solare + rete + diesel) sono diminuiti del 65%.
• AffidabilitàNon si è verificato alcun deterioramento del latte (valutato a 2.000 dollari al mese) e nessuna perdita di raccolti a causa di irrigazioni interrotte.
• Sostenibilità: riduzione delle emissioni di CO2 del 70% (da 12 t/anno a 3,6 t/anno), in linea con gli obiettivi di certificazione biologica dell'azienda agricola.
• ScalabilitàLa capacità di ingresso fotovoltaico dell'inverter di 10.000W consente alla fattoria di aggiungere altri 2 pannelli da 450W l'anno prossimo, raddoppiando la generazione solare senza cambiamenti hardware.

6Perché questo caso è importante per l'Africa

Le sfide di Johannesburg, come la mancanza di rete elettrica affidabile, l'elevato costo del gasolio, i sistemi fotovoltaici di età mista e il clima rigido, riflettono quelle dell'Africa subsahariana.

• Efficienza: Converte le abbondanti risorse solari in energia utilizzabile, anche con apparecchiature più vecchie.
• Flessibilità: Lavora con piombo-acido (comune nei sistemi tradizionali dell'Africa) e litio-ione (il futuro dello stoccaggio dell'energia).
• Durabilità: Resiste alla polvere, al caldo e all'altitudine, fondamentale per i mercati rurali e semi-urbani africani.
• Sicurezza: Protegge da instabilità della rete e fulmini, rischi comuni nella regione.

Questo caso dimostra che lo SP5KL non è solo un prodotto, masoluzione su misuraper il panorama energetico unico dell'Africa, favorendo il risparmio di costi, l'affidabilità e la sostenibilità per le imprese e le famiglie.