واجهت مزرعة كروم العنب لومبارد، وهي ملكية مساحتها 50 هكتارًا تأسست عام 1998، اضطرابات تشغيلية مزمنة بسبب تفاقم انقطاع التيار الكهربائي في جنوب إفريقيا (انقطاع التيار الكهربائي المخطط له). مع وجود أنظمة تبريد لتخزين النبيذ، ومضخات الري الآلية، والمعدات اللازمة للتشغيل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، ارتفعت تكاليف مولدات الديزل إلى 240,000 راند جنوب أفريقي شهريًا. سعى جاكوب إلى حل للطاقة الشمسية خارج الشبكة قادر على التعامل مع أحمال الذروة 45 كيلو فولت أمبير خلال موسم الحصاد مع دمج بطاريات LiFePO4 الموجودة.
بعد الاستشارات الفنية، نشر جاكوب نظامًا هجينًا للطاقة الشمسية يركز علىستة محولات M11000T-48PL متصلة على التوازي(وحدات 11 كيلو واط)، مع الاستفادة من ميزات المنتج الرئيسية:
- قابلية التوسع المتوازية: تمت مزامنة ست وحدات لتوفير إجمالي سعة 66 كيلو واط، مما يتجاوز ذروة الطلب على مزرعة الكروم.
- مخرجات التيار المتردد المزدوجة: تم تخصيص التبريد الحرج (5 كيلو واط) للإخراج الرئيسي؛ الري/المضخات (5 كيلو واط) للإخراج الثاني.
- توافق LiFePO4: مكّن اتصال RS485 من التحكم السلس في بنك البطاريات الموجود 48 فولت/600 أمبير في الساعة.
- تشغيل مرن للشبكة: إعطاء الأولوية لوضع SUB (الطاقة الشمسية > المرافق > البطارية) لتقليل استخدام الشبكة أثناء التعريفات.
- تصميم البيئة القاسية: غطت أغطية الغبار القابلة للفصل المحولات من العواصف الرملية الموسمية في مزرعة الكروم.
- مصفوفة PV: ألواح شمسية بقدرة 64 كيلو واط (4 سلاسل * 16 كيلو واط، VOC<500VDC)، باستخدام تتبع MPPT المزدوج.
- تنشيط البطارية: أثناء انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة، أعادت المحولات تنشيط البطاريات المستنفدة عبر مدخلات PV، مما أدى إلى القضاء على التدخل اليدوي.
- الكفاءة: حافظ تحويل PV إلى AC بنسبة 96% على درجات حرارة ثابتة في أقبية النبيذ على الرغم من حرارة الصيف التي تبلغ 40 درجة مئوية.
- توفير التكاليف: تم تخفيض استخدام المولد بنسبة 90%، مما أدى إلى خفض تكاليف الطاقة الشهرية بمقدار 180,000 راند جنوب أفريقي.
- عدم وجود تلف: لم يتم فقد أي دفعات من النبيذ بسبب اضطرابات الطاقة منذ النشر (18+ شهرًا).
- الصيانة: قللت أغطية الغبار من تكرار تنظيف العاكس بنسبة 50% في الظروف القاحلة.
- قابلية التوسع: تم توسيع النظام بسهولة عن طريق إضافة محولين أثناء حصاد 2023.
"قبل ذلك، كان انقطاع التيار الكهربائي يعرض حصادنا بأكمله للخطر. حولت سعة المحولات المتوازية وتنشيط البطارية الطاقة الشمسية من احتياطي إلى العمود الفقري الأساسي لدينا. حتى خلال جفاف عام 2023، حافظنا على الري دون طاقة الشبكة."
- تم اختيار جنوب إفريقيابسبب:
- إشعاع شمسي مرتفع (4.5–6.5 كيلو واط ساعة/م²/يوم في ويسترن كيب).
- أزمات انقطاع التيار الكهربائي الحادة التي تؤثر على الزراعة/التجارة.
- جهد شبكة 230 فولت يطابق مواصفات المنتج.
- اعتماد LiFePO4 المتزايد لتطبيقات خارج الشبكة.
- حالة استخدام مصنع النبيذتستفيد من:
- مرونة الإخراج المزدوج (الأحمال الحرجة مقابل غير الحرجة).
- سعة الاندفاع العالية (22000 فولت أمبير) لضاغطات التبريد.
- نطاق إدخال PV واسع (60–500VDC) لظروف الإضاءة المتغيرة.
