Разработка отказоустойчивой солнечной электростанции с непрерывным электроснабжением для снижения рисков отключений электроэнергии в Кейптауне, сокращения операционных расходов в сфере здравоохранения и обеспечения устойчивости критически важной медицинской инфраструктуры в будущем.
1. Управляющее резюме
1.1. Предпосылки проекта
Расположенное в Дурбанвилле, Кейптаун, это медицинское учреждение функционирует как жизненно важный общественный центр здравоохранения, предоставляя непрерывные амбулаторные услуги, экстренную стабилизацию состояния пациентов и хранение вакцин в условиях холодовой цепи. Работая в условиях все более нестабильной муниципальной электросети Южной Африки, клинике требовалась сверхнадежная, высокоэффективная инфраструктура чистой энергии, способная исключить простои в работе, вызванные жесткими протоколами отключения электроэнергии 4-6 уровней.
1.2. Техническая проблема
Нестабильность электросети в Западно-Капской провинции привела к частым отключениям электроэнергии в критически важных объектах здравоохранения, что обусловило значительную зависимость от дорогостоящих резервных систем на базе дизельных генераторов. Рост цен на топливо, в сочетании с расходами на техническое обслуживание дизельных двигателей и шумовым загрязнением вблизи зон оказания медицинской помощи, потребовал немедленного перехода к энергоснабжению с использованием экологически чистых источников энергии. Кроме того, интенсивная высокая интенсивность солнечного излучения в сочетании с высокими летними температурами в Кейптауне потребовали применения высокоэффективных модульных технологий с оптимизированными тепловыми коэффициентами для предотвращения тепловой деградации в часы пиковой нагрузки.
2. Архитектура системы
2.1. Технические характеристики фотоэлектрической батареи
Для удовлетворения пиковой эксплуатационной нагрузки клиники компания Sungreat Energy разработала солнечную электростанцию постоянного тока мощностью 99.0 кВт, состоящую из 180 двусторонних солнечных панелей Sungreat BSP Series 550W N-Type TOPCon с двойным стеклом . Благодаря двухслойной стеклянной архитектуре модули обеспечивают превосходную механическую устойчивость к локальным сильным ветровым нагрузкам (номинальная нагрузка 5400 Па спереди / 2400 Па сзади), одновременно оптимизируя поглощение альбедо-излучения с окружающей поверхности, что позволяет получить до 30% прироста мощности с задней стороны.
Эффективность TOPCon N-типа
Достигается эффективность преобразования модуля до 23.69% без деградации, вызванной воздействием света (LID), и улучшены характеристики при слабом освещении в пасмурные утренние и вечерние часы.
Тепловой коэффициент
Обладает сверхнизким температурным коэффициентом Pmax −0.29%/°C, что снижает падение мощности во время сильной жары в Кейптауне и обеспечивает стабильный режим выработки электроэнергии во второй половине дня.
Двойные гибридные инверторы
В системе используются два коммерческих гибридных инвертора Sungreat Energy мощностью 50 кВт каждый, работающих в синхронизированном параллельном режиме, что обеспечивает интеллектуальное управление сетью и возможность переключения без необходимости перенастройки.
Архитектура хранения данных будущего
Предварительно разработанные интерфейсы постоянного/переменного тока, обеспечивающие бесшовную интеграцию крупномасштабных систем хранения энергии для циклической работы вторичной фазы электропитания и обеспечения автономной работы в течение ночи.
2.2. Таблица параметров системы
Подробные параметры системы и технические характеристики для установки оборудования в клинике Дурбанвилла структурированы следующим образом:
3. Реализация проекта
3.1. Логистика цепочки поставок
(Апрель 2023 г. - май 2023 г.)
Проект был запущен в апреле 2023 года со строгим соблюдением протоколов цепочки поставок. Компания Sungreat Energy руководила заводскими испытаниями на ударную вязкость, электролюминесцентным контролем и морской логистикой, чтобы гарантировать отсутствие микротрещин по прибытии в порт Кейптауна. Инженеры-конструкторы провели топографические исследования площадки и испытания балласта кровли для обеспечения соответствия нормам строительной безопасности Западного Кейпа.
3.2. Фаза реализации
(2023 июня – 2023 августа)
Механический монтаж включал в себя установку не требующих сквозного проникновения анодированных алюминиевых монтажных конструкций, оптимизированных для оптимального угла наклона с целью максимизации сезонной освещенности. Солнечные панели с двойным стеклом были установлены с соблюдением точных параметров крутящего момента. Электропроводка осуществлялась с использованием устойчивых к УФ-излучению кабелей постоянного тока напряжением 1500 В, проложенных в прочных оцинкованных трубах непосредственно к двум гибридным инверторам мощностью 50 кВт, оснащенным встроенной защитой от перенапряжения (SPD) и блоками быстрого отключения.
3.3. Передача системы
(Сентябрь 2023)
Окончательные пусконаладочные работы и синхронизация с сетью были завершены в сентябре 2023 года. Тестирование на соответствие стандартам подтвердило параметры защиты от островного режима, сканирование с помощью тепловизора под нагрузкой и бесперебойное автоматическое переключение. Система была полностью передана инженерной команде объекта вместе с интеграцией облачного мониторинга IoT в режиме реального времени.
4. Производительность системы
После шести месяцев оперативного мониторинга установка продемонстрировала исключительные показатели производительности, значительно снизив зависимость от сети и полностью исключив работу генератора в дневное время:
- Потенциал ежегодной выработки электроэнергии: По оценкам, ежегодно вырабатывается 168 000 кВт·ч чистой энергии.
- Снижение затрат на электроэнергию: Сокращение расходов муниципалитета на электроэнергию в дневное время более чем на 72%.
- Экономия на дизельном топливе: В периоды дневных отключений удалось сократить расход топлива резервного генератора примерно на 85%.
- Углеродное смещение: Сокращает выбросы примерно 158 метрических тонн эквивалента CO2 в год.
Интеграция высокоэффективной двусторонней солнечной батареи TOPCon от Sungreat Energy коренным образом изменила нашу операционную безопасность. Во время сильных перебоев в электроснабжении в дневное время наше критически важное медицинское оборудование для визуализации и системы климат-контроля бесперебойно работают на чистой солнечной энергии, что исключает шум дизельных двигателей и непомерные расходы на топливо.
— Операционный директор медицинского центра Дурбанвилля
5. Международное издание
Sungreat Energy
Обратитесь к нашим техническим специалистам по проектированию, закупкам и строительству (EPC) для разработки, моделирования и проектирования индивидуальных коммерческих решений в области солнечной энергетики и хранения энергии, адаптированных к высоким требованиям промышленного сектора.
Веб-сайт: www.sungreatenergy.com | Электронная почта: [email protected]
