Kako Highjoule rešuje problem "brez omrežja, brez signala" v podsaharski Afriki

V okviru teme postavitve baznih postaj v Afriki se vedno znova pojavlja eno boleče realistično vprašanje:

Kako lahko telekomunikacijska bazna postaja deluje v nedogled brez stabilnega električnega omrežja?

Zlasti v Mavretaniji, Nigru, notranjosti Kenije in podobnih regijah se na tisoče lokacij sooča z istim nizom izzivov:

• Ni dostopa do komunalnega omrežja
• Previsoki stroški prevoza dizelskega goriva
• Ekstremne podnebne razmere (žgoča vročina + peščeni viharji)
• Omejeni viri za delovanje in vzdrževanje (O&M)

Glede na to je hibridni sistem sončna energija + shranjevanje + dizel (integrirana sončna energija, shranjevanje energije in dizel) postopoma postal prevladujoča arhitektura za avtonomne bazne postaje v Afriki. Ta članek se opira na resnične primere projektov podjetja Highjoule, da bi natančno pojasnil, kako doseči stabilno oskrbo z električno energijo na najbolj oddaljenih lokacijah v Afriki.

1. del: Izziv resnične moči, s katerim se soočajo afriške bazne postaje

Napajanje bazne postaje v mnogih afriških državah ni tako preprosto kot »priklopi in uporabljaj«. Gre za sistemski energetski izziv, ki ga lahko razdelimo na tri medsebojno povezane probleme:

1. Nezadostna pokritost omrežja

• Velika območja ozemlja sploh nimajo nacionalne mreže
• Kjer omrežje obstaja, je kronično nestabilno

2. Prevelika odvisnost od dizelskega goriva

• Gorivo je treba prevažati s tovornjaki na velike razdalje
• Že sami stroški logistike lahko presežejo stroške proizvodnje električne energije
• Pomanjkanje goriva = izpad lokacije

3. Izjemna težavnost delovanja in vzdrževanja

• Lokacije so geografsko razpršene
• Ročni pregledni cikli so dolgi in dragi
• Časi odziva na napake so počasni

Bottom line: V Afriki je zanesljiva oskrba z električno energijo še težje rešiti kot pa iskanje same komunikacijske strojne opreme.

2. del: Vodilna rešitev – integrirani sistemi sončne energije, shranjevanja energije in dizelskega goriva

Najbolj zrela in široko uporabljena rešitev za afriške bazne postaje danes je hibridna arhitektura s tremi viri:

Sončna elektrarna + shranjevanje energije v baterijah + dizelski generator

Logika delovanja je elegantno preprosta:

Oddelek 3: Študija primera Highjoule – bazne postaje Mavretanijske telekomunikacije

Sledi primer uvedbe telekomunikacijskih lokacij brez povezave iz resničnega sveta:

3.1 Cilji projekta

Glavni cilji projekta so bili jasno opredeljeni:

• Zanesljivo oskrbovanje z električno energijo na lokacijah brez dostopa do komunalnega omrežja
• Izboljšajte stabilnost delovanja in čas delovanja bazne postaje
• Drastično zmanjšajte porabo dizelskega goriva in s tem povezane logistične stroške
• Omogoča dolgotrajno nenadzorovano avtonomno delovanje

V bistvu: ohraniti telekomunikacijsko bazno postajo v delovanju, stabilno in za nedoločen čas, na območju brez elektroenergetske infrastrukture.

3.2 Zasnova sistemske arhitekture (integracija sončnih elektrarn, shranjevanja energije in dizelskega goriva)

Projekt uporablja klasično arhitekturo fuzije treh virov:

Sončni fotonapetostni sistem (primarni vir energije)

• Več nizov PV modulov s prilagojenimi montažnimi strukturami
• Prednostna dnevna oskrba + sočasno polnjenje baterije

Sistem za shranjevanje energije v baterijah (jedrni medpomnilnik)

• LFP (litijev železov fosfat) baterijski sistem
• 48V telekomunikacijska standardna arhitektura
• Razširjena zmogljivost globokega cikla z visoko zanesljivo zasnovo

Funkcije:

• Nočno napajanje
• Kompenzacija za oblačen dan
• Zmanjšanje pogostosti zagonov dizelskega generatorja

Dizelski generator (zadnja obrambna linija)

• 16 kW / 20 kVA zunanji tihi dizelski generator
• Inteligentno samodejno krmiljenje zagona/ustavitve

Funkcije:

• Rezerva za daljša oblačna obdobja
• Dodatek za konično obremenitev
• Končna varnostna mreža sistema

3.3 Konfiguracija osnovne opreme (razčlenitev na inženirski ravni)

Oddelek 4: Kako sistem zagotavlja neprekinjeno napajanje

Glavni dosežek projekta ni zlaganje opreme, temveč logika razporejanja energije:

Rezultat: Trije viri energije zagotavljajo medsebojno redundanco – kar doseže resnično delovanje brez izpadov.

Oddelek 5: Vrednost projekta

• Omogoča pokritost izven omrežja – zagotavlja telekomunikacijsko povezljivost na območjih, ki prej niso bila dosegljiva za omrežje
• Izboljša stabilnost – večvirna redundanca odpravlja posamezne točke odpovedi
• Zmanjšuje odvisnost od dizelskega goriva – znatno zmanjša pogostost uporabe goriva in skupne stroške logistike
• Zmanjšuje breme delovanja in vzdrževanja – daljinsko spremljanje v kombinaciji z avtomatiziranim upravljanjem nadomešča drago ročno posredovanje

Oddelek 6: Zakaj ta rešitev popolnoma ustreza Afriki

Afriški sistemi baznih postaj za energijo imajo tri skupne značilnosti:

• Geografsko razpršeno
• Privzeto brez omrežja
• Težko ročno vzdrževanje

Hibridni sistem sončne energije, shranjevanja energije in dizelskega goriva natančno ustreza vsaki od teh zahtev:

• Deluje popolnoma neodvisno od zunanje infrastrukture
• Upravljanje na daljavo z minimalnimi obiski na lokaciji
• Samodejno preklaplja med viri energije brez človeškega posredovanja

7. poglavje: Afrika prehaja iz »dobe dizelskega goriva« v »dobo shranjevanja sončne energije«

Dokazi s terena kažejo na tri jasne makro spremembe, ki se dogajajo v afriški telekomunikacijski energetski krajini:

Smer je jasna: Integrirani sistem sončne energije, shranjevanja energije in dizelskega goriva hitro postaja dejanski standard za napajanje afriških baznih postaj.

Oddelek 8: Sklep

Projekt Mavretanija potrjuje ključni sklep:

V oddaljenih afriških regijah noben posamezen vir energije ne more dolgoročno vzdrževati telekomunikacijske bazne postaje. Hibridni sistem sončne energije + shranjevanja + dizelskega goriva je danes najbolj zanesljiva rešitev.

Ključno vprašanje za afriške bazne postaje ni več "Ali obstaja omrežje?", temveč "Ali obstaja integriran sistem sončne energije, shranjevanja energije in dizelskega goriva?"

O skupini Highjoule

Skupina Highjoule je specializirana za integrirane rešitve za shranjevanje energije za aplikacije, ki niso povezane z omrežjem, in aplikacije, ki delujejo v šibkem omrežju. Naš portfelj izdelkov zajema shranjevanje energije v gospodinjstvih, komercialne in industrijske sisteme ter integrirane sisteme za shranjevanje in polnjenje sončne energije. Ključne tehnološke prednosti vključujejo napovedovanje porabe energije na podlagi umetne inteligence, upravljanje več lokacij ter oddaljeno delovanje in vzdrževanje. Naši sistemi se aktivno uporabljajo po vsej Afriki, jugovzhodni Aziji, na Bližnjem vzhodu in v drugih regijah – pomagajo telekomunikacijskim operaterjem in podjetjem doseči zanesljivo, avtonomno in inteligentno oskrbo z energijo v najzahtevnejših okoljih na svetu.