El inversor SP5KL impulsa la agricultura sostenible en Johannesburgo, Sudáfrica

1. Antecedentes de los clientes

El Sr. Smith es dueño de una granja familiar de 5 hectáreas en las afueras de Johannesburgo, Sudáfrica.cultivo de hortalizas ecológicasyProcesamiento de productos lácteos a pequeña escalaDurante años, la explotación se ha enfrentado a desafíos:

• Fuerte dependencia de los generadores diesel (que cuestan alrededor de 500 dólares al mes en combustible, con frecuentes averías).
• Un viejo sistema solar conectado a la red (instalado hace 8 años, con inversores ineficientes y baterías de plomo y ácido degradadas).
• Red local poco confiable, con3 ¢ 5 interrupciones semanales(de 2 a 4 horas cada una), con riesgo de deterioro de los productos lácteos y de daños en los cultivos debido a la interrupción del riego.

2Puntos de dolor y requisitos clave

• Reducción de los costes: Los altos costes del diesel y el aumento de las tarifas de la electricidad hicieron de la energía el segundo mayor gasto de la explotación.
• Potencia de respaldo fiable: Las cargas críticas (5kW de refrigeración, 3kW de bomba de riego) requieren protección "cero - tiempo de inactividad" durante las interrupciones de la red.
• Compatibilidad del sistema:
  • Reutilización de los productos existentesBaterías de plomo-ácido de 48 V(para evitar el coste de la sustitución completa del sistema).
  • Integrar los nuevos módulos fotovoltaicos de alta eficiencia (2×450W de paneles monocristalinos) con los paneles policristalinos antiguos (2×300W, instalados en 2018).
• Resiliencia del medio ambiente: Johannesburgo tieneTemperaturas de verano de hasta 42°C,condiciones secas y polvorientas, y unaltura de 1.700 m(con tormentas ocasionales en la temporada de lluvias).
• Seguridad y conformidad: Cumple con las normas eléctricas sudafricanas (SABS) y proteja contra las oleadas de rayos (común en las tormentas de verano).

3. Selección del inversor: SP5KL

Después de la evaluación técnica, elSe trata de un sistema de control de las emisiones de gases.El modelo fue seleccionado por su perfecta adaptación a las necesidades de la explotación.

4. Ajuste técnico: Cómo SP5KL resolvió los puntos de dolor

(1) Eficiencia energética y ahorro de costes

• Eficiencia de energía fotovoltaica a energía de cambio: con unaeficiencia máxima del 97,3%y aEficiencia europea del 96,8%El inversor del antiguo sistema (con una eficiencia del 85%) desperdiciaba el 15% de la energía solar; SP5KL redujo esta pérdida en un 12%,aumento del rendimiento solar diario en un 18%.
• Eficiencia de la batería al CA: Aeficiencia máxima del 94,3%reducción de las pérdidas de descarga de las baterías de plomo-ácido envejecidas.el tiempo de funcionamiento del generador diesel disminuyó de 10 horas/día a sólo 2 horas (sólo en días muy nublados), reduciendo los costes de combustible en un 80% (economías de 400 dólares al mes).

(2) Compatibilidad del sistema fotovoltaico

• Diseño de MPPT doble: Equipado con:2 canales MPPTy unEl rango de voltaje de la MPPT es de 70V/540V., SP5KL rastreó eficientemente la potencia del conjunto fotovoltaico mixto:
  • Los paneles policristalinos antiguos (300W, Vmp = 30V) funcionaban con MPPT 1.
  • Nuevos paneles monocristalinos (450W, Vmp = 40V) que funcionan con el MPPT 2.
  • Incluso durante el invierno de Johannesburgo (con mañanas de poca luz), el MPPT se ajustaba dinámicamente para extraer la máxima energía, aumentando el consumo solar en un 25%.
• Capacidad de entrada fotovoltaica elevadaEl10,000W potencia máxima de entrada fotovoltaicapermitió a la granja ampliar su gama (de 4 kW a 8 kW) sin actualizar el inversor, a prueba de futuro del sistema.

(3) Flexibilidad de la batería y fiabilidad de la copia de seguridad

• Soporte de doble batería: SP5KL es compatible contanto las baterías de iones de litio como las de plomoLa granja reutilizó su banco de plomo y ácido de 48 V existente (ahorrando $2,000 en el reemplazo de la batería) manteniendo la opción de agregar baterías de iones de litio en el futuro.
• Potencia de reserva y velocidad de transferencia:
  • El5,000W potencia de salida de respaldo nominalLa carga crítica de la explotación (5kW de refrigeración + bomba de 3kW, operada por turnos).
  • Con unatiempo de transferencia de < 10 ms (típico)En los primeros 6 meses, se produjeron 12 interrupciones, y ninguna causó deterioro de la leche o retrasos en el riego.

(4) Cumplimiento de los requisitos medioambientales y de seguridad

• Resiliencia a las duras condiciones climáticas:
  • Protección IP65El uso de la tecnología de la información y la comunicación en las redes sociales es una de las características más importantes de la tecnología de la información.
  • Eldiseño de refrigeración naturaleliminó la necesidad de ventiladores propensos al mantenimiento, reduciendo los riesgos de inactividad.
  • Elcon una temperatura de funcionamiento de - 25°C a 60°C (con una desvalorización superior a 45°C): En verano (con una temperatura máxima de 42°C), el inversor funcionaba al 95% de su capacidad sin sobrecalentamiento, manteniendo la potencia máxima durante el 95% de las horas de funcionamiento.
  • ElAltitud máxima de operación de 4.000 m (con una desvalorización superior a 2.000 m): A una altitud de 1.700 m, no se requería ninguna desratificación, lo que garantizaba una potencia total.
• Protección contra sobretensiones y seguridad:
  • Arrestores de sobretensiones de tipo III de CC y de tipo III de CAprotegida contra los rayos (3 tormentas en 6 meses y no se produjeron daños en el sistema).
  • Protección de clase I, protección contra aislamiento y protección contra fugas de corrientecumplen las normas de seguridad SABS, garantizando la seguridad de los operadores y el equipo.

(5) Gestión e instalación inteligentes

• Pared - Montante de soporte: Ahorro de espacio en el pequeño cobertizo de la granja.
• Comunicación y seguimiento:
  • RS485 (para BMS y medidores)integrado con el sistema de gestión de la batería existente, proporcionando datos en tiempo real sobre el estado de carga de la batería.
  • ElDisplay LED/LCD + Wi-Fi opcional (a través de USB)permitió al Sr. Smith monitorear la producción de energía, los niveles de la batería y el estado de la red desde su teléfono inteligente (incluso mientras cuida los cultivos).

5Resultados: Impacto de 6 meses

• Cuestiones: El gasto en diésel disminuyó deLos costes totales de energía (solar + red + diesel) se redujeron en un 65%.
• ConfiabilidadNo se produjo deterioro de la leche (valorado en $ 2,000 / mes) y no se produjeron pérdidas de cultivos debido a la irrigación interrumpida.
• Sostenibilidad: reducción de las emisiones de CO2 en un 70% (de 12 toneladas/año a 3,6 toneladas/año), en consonancia con los objetivos de certificación ecológica de la explotación.
• Escalabilidad: La capacidad de entrada fotovoltaica del inversor de 10,000W permite a la granja agregar 2 paneles de 450W más el próximo año, duplicando la generación solar sin cambios de hardware.

6Por qué este caso es importante para África

Los desafíos de Johannesburgo son la falta de fiabilidad de la red eléctrica, los altos costos del diesel, los sistemas fotovoltaicos de edad mixta y el clima hostil, que reflejan los de toda África subsahariana.

• Eficiencia: Convierte los abundantes recursos solares en energía utilizable, incluso con equipos más antiguos.
• La flexibilidad: Trabaja con plomo - ácido (común en los sistemas heredados de África) y iones de litio (el futuro del almacenamiento de energía).
• Durabilidad: Resiste el polvo, el calor y la altitud: crítico para los mercados rurales y semi-urbanos africanos.
• Seguridad: Protege contra la inestabilidad de la red y los rayos, riesgos comunes en la región.

Este caso demuestra que el SP5KL no es sólo un producto, sino unSolución a medidaEl objetivo de este proyecto es mejorar la calidad de la energía en África, lo que contribuye a ahorrar costes, a la fiabilidad y a la sostenibilidad tanto para las empresas como para las familias.