Проектирование крупномасштабной сельскохозяйственной солнечной электростанции в Марондеру с целью устранения перебоев в электроснабжении, снижения затрат на насосы для систем кругового орошения и создания непрерывного источника экологически чистой энергии для фермы Safari Farm.
1. Управляющее резюме
1.1 Обзор объекта
Молочная ферма Мафуро, расположенная в Марондеру, Зимбабве, является одним из ведущих центров коммерческого молочного и сельскохозяйственного производства в регионе. Работая на обширной территории фермы Сафари, использующей систему кругового орошения, предприятие нуждается в непрерывном электроснабжении для работы высокопроизводительных водонасосных станций, холодильных установок и автоматизированных доильных залов, необходимых для поддержания ежедневного объема сельскохозяйственной продукции.
1.2 Техническая проблема
Сельскохозяйственные предприятия в восточной части Машоналенда сталкиваются с серьезной нестабильностью муниципальной электросети, характеризующейся многочасовыми отключениями электроэнергии и непредсказуемыми скачками напряжения. Неожиданные отключения электроэнергии во время критически важных циклов орошения создавали серьезные риски для урожайности и температурного режима животноводства, а также вынуждали к чрезмерному использованию промышленных дизельных генераторов. Рост цен на дизельное топливо и постоянные расходы на обслуживание двигателей значительно увеличивали операционные расходы (ОПР). Для обеспечения бесперебойного производства и стабилизации затрат молочной ферме Мафуро требовалась надежная, высокоэффективная система экологически чистой энергии, спроектированная для работы в суровых условиях фермы и при сильной сезонной жаре.
2. Инженерное проектирование
2.1 Технические характеристики массива
Компания Sungreat Energy разработала высокоплотную наземную фотоэлектрическую систему постоянного тока мощностью 330 кВт, использующую 600 солнечных панелей Sungreat BSP Series 550W N-Type TOPCon с двойным стеклом и двусторонним покрытием. Благодаря двойной стеклянной оболочке модули обеспечивают оптимальную физическую прочность, устойчивость к сельскохозяйственным пылевым бурям, УФ-излучению и механическим нагрузкам (рассчитаны на нагрузку 5400 Па спереди / 2400 Па сзади), а также улавливают дополнительное отраженное от земли альбедо-излучение, что повышает производительность системы до 30%.
Эффективность TOPCon N-типа
Обеспечивает эффективность преобразования энергии до 23.69% без деградации, вызванной воздействием света (LID), что позволяет максимально увеличить выработку электроэнергии для ирригационных насосов утром и в конце дня.
Устойчивость к высоким температурам
Обладает сверхнизким температурным коэффициентом Pmax −0.29%/°C, что минимизирует потери тепловой энергии в жаркие летние дни в Марондеру.
Блок сетевых инверторов
Интегрирует три коммерческих сетевых инвертора Sungreat Energy мощностью 110 кВт каждый, работающих с многоканальным отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT), что обеспечивает максимальную выработку электроэнергии при переменном расположении стрингов.
Архитектура 1500 В постоянного тока
Проектирование крупномасштабной системы постоянного тока напряжением 1500 В позволяет снизить затраты на кабели для баланса системы, минимизировать падение напряжения в линии на больших сельскохозяйственных расстояниях и повысить эффективность системы.
2.2 График параметров системы
Технические параметры и особенности проектирования системы, разработанные для установки Safari Farm, суммированы ниже:
| Параметр | Детали спецификации | Область применения |
|---|---|---|
| Нарли Бахче не просто дом, а гораздо больше. | Марондера, Восточный Машоналенд, Зимбабве | Агропромышленная / Сафари-ферма |
| Общая емкость системы | 330 кВт постоянного тока / 330 кВт переменного тока | Коммерческая сетевая солнечная электростанция |
| Конфигурация фотоэлектрического модуля | 600 × Sungreat BSP Series 550W N-Type TOPCon | Двусторонние солнечные панели |
| Строительство из стекла и несущих конструкций | Проектирование систем с двойным остеклением и напряжением 1500 В постоянного тока | Класс энергоэффективности, соответствующий требованиям EPC для коммунальных предприятий. |
| Архитектура инвертора | 3 инвертора Sungreat Energy мощностью 110 кВт для коммерческого подключения к сети | Высокоэффективное преобразование энергии |
| Допустимая нагрузка на конструкцию | Фронтальная нагрузка 5400 Па / Задняя нагрузка 2400 Па | Усиленные наземные стеллажи |
| Увеличение энергии альбедо | Увеличение двусторонней поверхности с тыльной стороны на 10–30% | Улучшенная съемка урожая с учетом отражения почвы. |
| Система мониторинга | Интернет вещей: интеллектуальный учет и облачная аналитика | Круглосуточное дистанционное управление |
3. Процесс внедрения
3.1 Инженерное проектирование
(2022 января – 2022 марта)
Проект стартовал в январе 2022 года с проведения тщательных топографических исследований участка, испытаний удельного сопротивления грунта и 3D-анализа затенения на территории Safari Farm. Компания Sungreat Energy координировала международную цепочку поставок, управляя заводскими испытаниями на ударную нагрузку и морскими грузоперевозками для безопасной доставки 600 солнечных панелей с двойным стеклом и преобразователей энергии в Марондеру.
3.2 Строительство и электромонтаж
(Апрель 2022 г. – июнь 2022 г.)
Строительные бригады выполнили анкеровку грунта и возвели оцинкованные горячим способом стальные монтажные конструкции, рассчитанные на сопротивление высокому ветровому давлению и сезонным смещениям грунта. Солнечные панели были установлены с калиброванными значениями крутящего момента для предотвращения микротрещин. Подземный бронированный кабель постоянного тока напряжением 1500 В был проложен в прочных траншеях, ведущих к централизованному инверторному помещению, которое было построено со специальной вентиляцией, рассчитанной на работу при температуре окружающей среды на ферме.
3.3 Передача проекта
(Июль 2022 г. - август 2022 г.)
К июлю 2022 года инженеры приступили к системным испытаниям, включая проверку изоляции струн, тепловизионное сканирование при пиковой нагрузке и синхронизацию защиты сети. Солнечная электростанция мощностью 330 кВт была официально введена в эксплуатацию в августе 2022 года, интегрировавшись с главными распределительными щитами электростанции и автоматизированными контроллерами насосов для немедленной и бесперебойной работы.
4. Показатели производительности
4.1 Подтвержденные результаты эксплуатации
С момента ввода в эксплуатацию фотоэлектрическая электростанция мощностью 330 кВт принесла молочному заводу Mafuro Dairy значительные эксплуатационные и финансовые выгоды:
- Годовая выработка энергии: Ежегодно производит более 560 000 кВт·ч экологически чистой электроэнергии.
- Снижение затрат на орошение: Снижены дневные расходы на электроэнергию из сети для работы центрально-поворотных насосных станций более чем на 75%.
- Рабочий объём дизельного топлива: Заменили тысячи литров топлива, потребляемого резервным генератором ежемесячно.
- Снижение выбросов углерода: Ежегодно компенсирует примерно 480 метрических тонн выбросов CO2, способствуя внедрению принципов устойчивого сельского хозяйства в Зимбабве.
Внедрение двухсторонней системы орошения TOPCon мощностью 330 кВт от Sungreat Energy стабилизировало циклы орошения на ферме Safari Farm. Непрерывная подача электроэнергии защищает наши посевы в периоды пиковой жары, одновременно значительно снижая ежемесячные счета за коммунальные услуги и потребление дизельного топлива.
— Менеджер по производству, молочная и сафари-ферма Мафуро
5. Международное издание
6. Давайте станем нашими партнерами
В сотрудничестве с нашими техническими командами мы разрабатываем, проектируем и внедряем высокопроизводительные солнечные электростанции коммерческого и промышленного масштаба, специально предназначенные для сельскохозяйственных и промышленных объектов.
Веб-сайт: www.sungreatenergy.com | Электронная почта: [email protected]
