Μελέτη περίπτωσης: M6200-48PL Ηλιακός μετατροπέας τροφοδοτεί την αγροτική ηλεκτροδότηση στο Ναϊρόμπι της Κένυας (2024)

1Ιστορικό: Ενέργειες στην Κιμπέρα του Ναϊρόμπι

ΜέσαΤρίτο τρίμηνο του 2024, ο οικισμός Kibera, ένα από τα μεγαλύτερα αστικά παραγκουπόλεια της ΑφρικήςΝαϊρόμπι, ΚένυαΤο εθνικό δίκτυο τροφοδοτούσε μόνο για 14-18 ώρες την ημέρα, με συχνές πτώσεις τάσης (170-220VAC) και διακοπές 4-6 ωρών.Κοινωνίες που βασίζονται σε γεννήτριες ντίζελ, κόστος00,80 ανά kWh, απαγορευτικό για νοικοκυριά χαμηλού εισοδήματος.Κοινωνική Κλινική Kibera(που απαιτεί ψύξη εμβολίου) καιΠρωτοβάθμιο σχολείο Hope(που χρειάζονται σταθερά συστήματα φωτισμού/ΤΠ) δυσκολευόταν να παρέχει βασικές υπηρεσίες.

2Σχεδιασμός συστήματος και επιλογή μετατροπέα: Γιατί το M6200-48PL;

Μια τοπική ΜΚΟ,SolarAid Κένυα, συνεργάστηκε με έναν κατασκευαστή για την ανάπτυξη ενόςΥβριδικό ηλιακό σύστημα εκτός δικτύουΕπικεντρωμένο στοM6200-48PLΒασικά τεχνικά χαρακτηριστικά που ευθυγραμμίζονται με τις ανάγκες της Kibera:

• Δυνατότητα και κλιμακωτότητα: Με ισχύ 6,2 kVA, ο μετατροπέας τροφοδοτούσε 50 νοικοκυριά (φωτισμός LED, ανεμιστήρες, τηλεοράσεις)καιΤο σύστημα αυτό είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό για την αντιμετώπιση των κρίσιμων φορτίων (ψυγεία κλινικών, σχολικοί υπολογιστές).Παράλληλη ικανότητα 12 μονάδωνΗ SolarAid σχεδιάζει να προσθέσει άλλες 3 μονάδες το 2025 για να εξυπηρετήσει 150+ οικογένειες χωρίς να αντικαταστήσει τον υλικό.
• Αποτελεσματικότητα MPPT: Ο αντιστροφέας MPPT ηλιακό φορτιστή (μέγιστο 6,500W PV εισροή, εύρος 60 450VDC) βελτιστοποιημένη συγκομιδή ενέργειας από ηλιακές συστοιχίες 3kWp κρίσιμης σημασίας στην Κένυα 5 7 ώρες ηλιοφάνειας / ημέρα.
• Συνδυασμός μπαταρίας και δικτύου: Ενεργοποίηση μπαταρίας λιθίου (μέσω φωτοβολταϊκής ενέργειας ή κοινής ωφέλειας) και επικοινωνία RS485 ενσωματωμένες μπαταρίες λιθιοειόντων 48V, αποθηκεύοντας την πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια για διακοπές του δικτύου.
• Ανθεκτικότητα πλέγματος: ΑΠεριοχή εισόδου 170-280VACΗ ανεξαρτησία της ΕυρώπηςΧρόνος μεταφοράς 10 ms(για υπολογιστές προσωπικού χαρακτήρα) και20 ms(για τις οικιακές συσκευές) εξασφαλίζεται απρόσκοπτη υποστήριξη κατά τη διάρκεια διακοπών.
• Προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον: θερμοκρασίες λειτουργίας-10°C έως 50°CΑντιστάθηκε στις θερμοκρασίες των 25-35°C της ξηρής εποχής στο Ναϊρόμπι, ενώ5·95% μη συμπυκνωτική υγρασίαΑντιστάθηκε στο σκονισμένο, ημι-ερήμο κλίμα της Κιμπέρα.

3Εφαρμογή και ανάπτυξη (Ιούλιος-Σεπτέμβριος 2024)

Κατά τη διάρκεια 12 εβδομάδων, η SolarAid εγκατέστησε:

• 10 x μετατροπείς M6200-48PL (παραχωρημένη εγκατάσταση, 40 ακόμη σχεδιάζονται για το πρώτο τρίμηνο του 2025).
• 3 kWp μονοκρυσταλλικοί ηλιακοί συλλέκτες ανά μετατροπέα.
• Τράπεζες μπαταριών ιόντων λιθίου 48V/100Ah (φορτιζόμενες μέσω φωτοβολταϊκών συστημάτων ή δικτύου).

Για την κλινική, οι μετατροπείςκαθαρή ισχύς κυμάτων sinus (220VAC ±5%)προστατευόμενα ψυγεία εμβολίων και ιατροτεχνολογικά προϊόντα που αποτρέπουν ζημιές από αρμονικές στρεβλώσεις.

4Αποτελέσματα: Αξιόπιστη, εξοικονόμηση κόστους και αντίκτυπο

• Σταθερότητα ισχύος: Η κλινική και το σχολείο λειτουργούν πλέον 24 ώρες την ημέρα.
• Μείωση του κόστους: Οι δαπάνες ντίζελ μειώθηκαν κατά 80% για τις οικογένειες, ενώ τα λειτουργικά έξοδα της SolarAid μειώθηκαν κατά 60% (χωρίς ανεφοδιασμό/λογιστική γεννήτριας).
• Βιωσιμότητα: Το σύστημα απέφυγε 20+ τόνους εκπομπών CO2 το τρίτο τρίμηνο του 2024 (έναντι των γεννήτριων ντίζελ).
• Απόδειξη κλιμακωτότηταςΤο παράλληλο χαρακτηριστικό των 12 μονάδων επέτρεψε στην SolarAid να δοκιμάσει πρώτα 10 μετατροπείς, με σχέδια διπλασιασμού της κάλυψης το 2025, αποδεικνύοντας το σχεδιασμό του μετατροπέα "αποδεκτό στο μέλλον".

5Μαθήματα για τις Αφρικανικές Αγορές

Η επιτυχία του M6200-48PL στην Kibera υπογραμμίζει πώς οι μετατροπείς πρέπει να ισορροπούντεχνική ανθεκτικότητα(ευρεία ανοχή τάσης/υγρασίας/θερμοκρασίας) μεκλιμακωτότητα(παράλληλη ικανότητα) καιΣυνεργασία μπαταρίαςΓια τα αφρικανικά έθνη με κατακερματισμένα δίκτυα και πληθυσμούς εκτός δικτύου, τέτοιοι μετατροπείς γεφυρώνουν τα κενά πρόσβασης στην ενέργεια, επιτρέποντας παράλληλα μακροπρόθεσμη, επεκτάσιμη ηλεκτροδότηση.

Η περίπτωση αυτή υπογραμμίζει το ρόλο του M6200-48PL ως "τεχνολογίας γέφυρας" που παρέχει άμεση ανακούφιση σε κοινότητες με ενεργειακή ανεπάρκεια, επιτρέποντας παράλληλα μακροπρόθεσμη, επεκτάσιμη ηλεκτροδότηση.