پیاده‌سازی قابلیت اطمینان برق خارج از شبکه برای یک مزرعه لبنی دورافتاده استرالیایی

مکان: کوه تامبورین، کوئینزلند، استرالیا

بازه‌ی زمانی: مارس 2023 – تاکنون

شخصیت اصلی: جیمز ویلسون، یک کشاورز لبنیات 52 ساله

مزرعه لبنیات 50 هکتاری جیمز ویلسون در کوه تامبورین با بی‌ثباتی مزمن برق مواجه بود. قطعی‌های شبکه (3 تا 5 بار در هفته) به تجهیزات شیردوشی آسیب می‌رساند و ذخایر یخچال را خراب می‌کرد. ژنراتورهای دیزلی گران‌قیمت (0.42 دلار استرالیا/کیلووات ساعت) و غیرقابل‌دوام بودند. با وجود نور خورشید فراوان اما شرایط محیطی سخت - رطوبت بالا، طوفان‌های گرد و غبار و دماهایی از 0 درجه سانتی‌گراد تا 45 درجه سانتی‌گراد - جیمز به دنبال یک راه‌حل هیبریدی خورشیدی انعطاف‌پذیر بود.

در آوریل 2023، جیمز مستقر کرد چهار اینورتر M6200-48PL (هر کدام 6.2 کیلووات) به صورت موازی، ایجاد یک سیستم 24.8 کیلوواتی 3 فاز. پیکربندی‌های کلیدی شامل موارد زیر بود:

1. آرایه PV: 22 کیلووات پنل خورشیدی (محدوده MPPT DC 60 تا 450 ولت)، استفاده از ورودی حداکثر 500 ولت اینورترها.
2. تنظیم باتری: باتری‌های 48 ولت LiFePO4 (سازگار با ارتباط RS485) با بهینه‌سازی عملکرد EQ.
3. اولویت‌بندی هوشمند: تنظیم شده بر روی حالت SBU (خورشیدی > باتری > برق شهری)، به حداقل رساندن وابستگی به شبکه.
4. حفاظت قوی: پوشش‌های گرد و غبار قابل جدا شدن، اجزای سازنده را در طول طوفان‌های گرد و غبار فصلی ایمن می‌کرد.
5. مدیریت از راه دور: دانگل‌های WiFi امکان نظارت بی‌درنگ از طریق تلفن هوشمند را فراهم می‌کرد.

• استقلال از شبکه: در طول یک قطعی 14 ساعته شبکه (ژوئیه 2023)، این سیستم ربات‌های شیردوشی (10 کیلووات افزایش)، چیلرها و سیستم‌های IT را بدون مشکل تغذیه کرد. زمان انتقال 10 میلی‌ثانیه از راه‌اندازی مجدد سیستم‌های کامپیوتری جلوگیری کرد.
• صرفه‌جویی در هزینه: شارژ خورشیدی با حداکثر جریان 120 آمپر استفاده از دیزل را تا 95٪ کاهش داد و هزینه‌های انرژی را تا 1800 دلار استرالیا در ماه کاهش داد.
• طول عمر باتری: عملکرد EQ سلامت LiFePO4 را علیرغم اوج رطوبت (90٪) حفظ کرد و طول عمر پیش‌بینی‌شده را تا 20٪ افزایش داد.
• مقاومت در برابر محیط‌های سخت: هیچ تخریبی در عملکرد در دمای -5 درجه سانتی‌گراد (صبح‌های زمستانی) یا 48 درجه سانتی‌گراد (بعدازظهرهای تابستانی) مشاهده نشد.

تا نوامبر 2023، جیمز تأیید کرد:

• هیچ خرابی محصولات لبنی به دلیل قطعی برق وجود ندارد.
• دوره بازپرداخت 3.2 سال (با در نظر گرفتن یارانه‌های تجدیدپذیر استرالیا).
• راندمان سیستم به اوج خود رسید 94%، عملکرد بهتری نسبت به ژنراتورهای قدیمی داشت. جیمز اشاره می‌کند: "توانایی موازی کردن واحدها به ما اجازه داد تا قدرت را در صورت نیاز افزایش دهیم. حتی در هفته‌های ابری، محدوده ورودی AC 90 تا 280 ولت، وسایل ضروری را از طریق پشتیبان‌گیری از شبکه روشن نگه می‌داشت."

• سازگاری ولتاژ (230 ولت اسمی) با استانداردهای استرالیا مطابقت دارد.
• مقاومت در برابر رطوبت/گرد و غبار برای آب و هوای نیمه‌گرمسیری مناسب است.
• قابلیت موازی از کسب‌وکارهای روستایی که عملیات خود را توسعه می‌دهند، پشتیبانی می‌کند.
• نظارت WiFi شکاف‌های IT را در مناطق دورافتاده پر می‌کند.