Inversor SP5KL Impulsiona a Agricultura Sustentável em Joanesburgo, África do Sul

1. História do cliente

O Sr. Smith tem uma quinta familiar de 5 hectares nos arredores de Joanesburgo, África do Sul.cultivo de vegetais biológicoseProcessamento de produtos lácteos em pequena escalaDurante anos, a exploração enfrentou desafios:

• Grande dependência de geradores a diesel (custa cerca de US$ 500/mês em combustível, com falhas frequentes).
• Um sistema solar envelhecido ligado à rede (instalado há 8 anos, com inversores ineficientes e baterias de chumbo e ácido degradadas).
• Rede local pouco fiável, com3 ¢ 5 interrupções semanais(cada uma com duração de 2 a 4 horas), correndo o risco de produtos lácteos estragados e colheitas danificadas devido à irrigação interrompida.

2. Pontos-chave de dor e requisitos

• Redução de custosOs custos elevados do diesel e o aumento das tarifas da electricidade tornaram a energia a segunda maior despesa da exploração agrícola.
• Potência de reserva confiável: Cargas críticas (5kW de refrigeração, 3kW de bomba de irrigação) exigem proteção "zero - tempo de inatividade" durante interrupções da rede.
• Compatibilidade do sistema:
  • Reutilização existenteBaterias de chumbo-ácido de 48 V(para evitar o custo da substituição completa do sistema).
  • Integrar os novos módulos fotovoltaicos de alta eficiência (2×450W de painéis monocristalinos) com os velhos painéis policristalinos (2×300W, instalados em 2018).
• Resiliência ambientalJohannesburgo temTemperaturas de verão até 42°C,condições secas e empoeiradas, e umAltitude de 1.700 m(com tempestades ocasionais na estação chuvosa).
• Segurança e conformidade: Cumprir as normas elétricas sul-africanas (SABS) e proteger contra ondas de relâmpago (comuns em tempestades de verão).

3. Seleção do inversor: SP5KL

Após avaliação técnica, oSP5KLO modelo foi escolhido para corresponder perfeitamente às necessidades das explorações.

4- Ajuste Técnico: Como o SP5KL resolveu pontos dolorosos

(1) Eficiência energética e poupança de custos

• Eficiência PV-AC: com umeficiência máxima de 97,3%e umEficiência europeia de 96,8%O inverter do antigo sistema (com 85% de eficiência) desperdiçava 15% da energia solar; o SP5KL reduziu esta perda em 12%,aumento da produção solar diária em 18%.
• Eficiência de bateria para CA: Aeficiência máxima de 94,3%redução das perdas de descarga das baterias de chumbo-ácido envelhecidas.O tempo de funcionamento do gerador diesel diminuiu de 10 horas/dia para apenas 2 horas (apenas em dias extremamente nublados), reduzindo os custos de combustível em 80% (economia de 400 dólares por mês).

(2) Compatibilidade dos sistemas fotovoltaicos

• Projeto de MPPT duplo: Equipado com:2 canais MPPTe umIntervalos de tensão MPPT de 70V/540V, SP5KL rastreou eficientemente a potência da matriz fotovoltaica mista:
  • Antigos painéis policristalinos (300W, Vmp = 30V) operados no MPPT 1.
  • Novos painéis monocristalinos (450 W, Vmp = 40 V) operados no MPPT 2.
  • Mesmo durante o inverno de Joanesburgo (com manhãs de pouca luz), o MPPT ajustava-se dinamicamente para extrair o máximo de energia, aumentando o autoconsumo solar em 25%.
• Alta capacidade de entrada fotovoltaicaO10,000W potência máxima de entrada fotovoltaicapermitiram à exploração expandir a sua matriz (de 4kW para 8kW) sem atualizar o inversor, protegendo o sistema para o futuro.

(3) Flexibilidade da bateria e confiabilidade do backup

• Suporte de bateria dupla: SP5KL é compatível comBaterias de iões de lítio e de ácido de chumboA fazenda reutilizou seu banco de chumbo e ácido de 48 V existente (poupando US$ 2.000 na substituição da bateria), mantendo a opção de adicionar baterias de íons de lítio no futuro.
• Potência de reserva e velocidade de transferência:
  • O5Potência nominal de saída de reserva de 1000 WA carga crítica da exploração (5kW de refrigeração + bomba de 3kW, operada por turnos).
  • Com umTempo de transferência de < 10 ms (típico)No primeiro semestre, ocorreram 12 interrupções e nenhuma causou deterioração do leite ou atrasos na irrigação.

(4) Conformidade com os requisitos ambientais e de segurança

• Resiliência a climas adversos:
  • Proteção IP65A utilização de um sistema de controlo de emissões de gases de efeito estufa é essencial para evitar a entrada de poeira e água (crucial para os verões secos e poeirentos de Joanesburgo).
  • OProjeto de refrigeração naturaleliminou a necessidade de ventiladores propensos à manutenção, reduzindo os riscos de inatividade.
  • Ocom uma temperatura de funcionamento de - 25°C a 60°C (com uma redução superior a 45°C): No verão (com uma temperatura máxima de 42°C), o inversor funcionava a 95% da capacidade sem superaquecimento, mantendo a potência total durante 95% das horas de funcionamento.
  • OAltitude máxima de operação de 4.000 m (com uma classificação superior a 2.000 m): A uma altitude de 1.700 m, não era necessária nenhuma desratização, garantindo uma potência total.
• Proteção contra sobretensões e segurança:
  • Arrestadores de sobretensão de tipo DC III e de tipo AC IIIprotegida contra os raios (3 tempestades atingiram a exploração em 6 meses e não ocorreram danos ao sistema).
  • Proteção de classe I, proteção anti-isolamento e proteção contra correntes de fugaAs normas de segurança do SABS são respeitadas, garantindo a segurança dos operadores e do equipamento.

(5) Gestão e instalação inteligentes

• Parede - Mont Bracket: Espaço economizado no depósito de equipamento compacto da exploração.
• Comunicação e acompanhamento:
  • RS485 (para BMS e medidores)integrado com o sistema de gestão da bateria existente, fornecendo dados em tempo real sobre o estado de carga da bateria.
  • ODisplay LED/LCD + Wi-Fi opcional (via USB)permitiu que o Sr. Smith monitorasse a produção de energia, os níveis da bateria e o estado da rede do seu smartphone (mesmo enquanto cuidava das culturas).

5Resultados: Impacto durante 6 meses

• Custos: A despesa com o diesel diminuiu deOs custos totais da energia (solar + rede + diesel) diminuíram 65%.
• ConfiabilidadeNão houve deterioração do leite (valorizado em US$ 2.000/mês) e não houve perdas de colheita devido à irrigação interrompida.
• Sustentabilidade: emissões de CO2 reduzidas em 70% (de 12 toneladas/ano para 3,6 toneladas/ano), alinhadas com os objectivos de certificação biológica da exploração.
• Escalabilidade: A capacidade de entrada fotovoltaica do inversor de 10 000 W permite que a fazenda adicione mais 2 painéis de 450 W no próximo ano, duplicando a geração solar sem alterações de hardware.

6Por que este caso é importante para a África

Os desafios de Joanesburgo – rede não confiável, altos custos de diesel, sistemas fotovoltaicos de idade mista e clima áspero – refletem os da África Subsaariana.

• Eficiência: Converte recursos solares abundantes em energia utilizável, mesmo com equipamentos mais antigos.
• Flexibilidade: Funciona com chumbo-ácido (comum nos sistemas tradicionais da África) e iões de lítio (o futuro do armazenamento de energia).
• Durabilidade: Resiste ao pó, ao calor e à altitude: crítico para os mercados rurais e semi-urbanos africanos.
• Segurança: Protege contra instabilidade da rede e raios, riscos comuns na região.

Este caso demonstra que o SP5KL não é apenas um produto, mas umsolução personalizadaO programa de investigação e desenvolvimento da União Europeia para a África (PEDC) é uma iniciativa da Comissão Europeia, com o objectivo de contribuir para a melhoria da competitividade e da competitividade da África.