כיצד Highjoule פותרת את בעיית "אין רשת, אין אות" ברחבי אפריקה שמדרום לסהרה

בנושא פריסת תחנות הבסיס באפריקה, שאלה אחת מציאותית עד כאב ממשיכה לצוץ:

ללא רשת חשמל יציבה, כיצד יכולה תחנת בסיס תקשורת לפעול ללא הגבלת זמן?

במיוחד במאוריטניה, ניז'ר, פנים קניה ואזורים דומים, אלפי אתרים מתמודדים עם אותו קבוצת אתגרים:

• אין גישה לרשת החשמל
• עלויות הובלת דיזל גבוהות באופן בלתי אפשרי
• תנאי אקלים קיצוניים (חום לוהט + סופות חול)
• משאבי תפעול ותחזוקה (O&M) מצומצמים

על רקע זה, המערכת ההיברידית אנרגיה סולארית + אגירה + דיזל (מערכת משולבת של אנרגיה סולארית-אגירה-דיזל) הפכה בהדרגה לארכיטקטורת החשמל הדומיננטית עבור תחנות בסיס שאינן מחוברות לרשת החשמל באפריקה. מאמר זה מסתמך על מקרי הפרויקט האמיתיים של Highjoule כדי לנתח בדיוק כיצד מושגת אספקת חשמל יציבה באתרים המרוחקים ביותר באפריקה.

סעיף 1: אתגר הכוח האמיתי העומד בפני תחנות הבסיס באפריקה

הפעלת תחנת בסיס במדינות אפריקאיות רבות אינה פשוטה כמו "חברו לחשמל והפעילו". זהו אתגר אנרגטי מערכתי שניתן לחלקו לשלוש בעיות הקשורות זו בזו:

1. כיסוי רשת לא מספק

• לשטחים גדולים אין רשת ארצית כלל
• היכן שקיימת רשת, היא אינה יציבה באופן כרוני

2. הסתמכות יתר על סולר

• יש להוביל דלק במשאיות למרחקים ארוכים
• עלויות הלוגיסטיקה לבדן יכולות לעלות על עלות ייצור החשמל
• מחסור בדלק = הפסקת חשמל באתר

3. קושי קיצוני בתפעול ותחזוקה

• האתרים מפוזרים גיאוגרפית
• מחזורי בדיקה ידניים ארוכים ויקרים
• זמני התגובה לתקלות איטיים

בשורה תחתונה: באפריקה, אספקת חשמל אמינה היא בעיה קשה אף יותר לפתרון מאשר השגת חומרת התקשורת עצמה.

סעיף 2: הפתרון המוביל - מערכות משולבות של אגירת אנרגיה סולארית וסולר

הפתרון הבוגר והנפוץ ביותר עבור תחנות בסיס אפריקאיות כיום הוא הארכיטקטורה ההיברידית בעלת שלושה מקורות:

סולארי פוטו-וולטאי + אגירת אנרגיה בסוללה + גנרטור דיזל

היגיון ההפעלה פשוט באלגנטיות:

סעיף 3: ניתוח מקרה של Highjoule - תחנות בסיס של Mauritania Telecom

להלן מקרה פריסה מהעולם האמיתי עבור אתרי תקשורת מחוץ לרשת החשמל:

3.1 מטרות הפרויקט

מטרות הליבה של הפרויקט הוגדרו בבירור:

• ספקו חשמל אמין לאתרים ללא גישה לרשת החשמל
• שיפור יציבות תפעולית וזמן פעילות תחנת הבסיס
• הפחתה דרמטית של צריכת דלק סולר ועלויות לוגיסטיקה נלוות
• לאפשר פעולה אוטונומית ללא השגחה לטווח ארוך

בעצם: לשמור על תחנת בסיס תקשורת פעילה, ביציבות וללא הגבלת זמן, באזור ללא תשתית חשמל.

3.2 תכנון ארכיטקטורת מערכת (שילוב אנרגיה סולארית-אגירה-סולר)

הפרויקט משתמש בארכיטקטורת היתוך קלאסית של שלושה מקורות:

מערכת סולארית פוטו-וולטאית (מקור אנרגיה ראשוני)

• מערכי מודולים פוטו-וולטאיים מרובים עם מבני הרכבה מותאמים אישית
• אספקת חשמל עדיפה בשעות היום + טעינת סוללה בו זמנית

מערכת אחסון אנרגיה של סוללה (ליבת חיץ)

• LFP מערכת סוללות (ליתיום ברזל פוספט)
• ארכיטקטורת 48V בתקן טלקום
• יכולת מחזור עמוק מורחבת עם עיצוב בעל אמינות גבוהה

פונקציות:

• אספקת חשמל לילית
• פיצוי על ימים מעוננים
• הפחתת תדירות הפעלת גנרטור דיזל

גנרטור דיזל (קו ההגנה האחרון)

• גנרטור דיזל שקט חיצוני 16 קילוואט / 20 קילוואט
• בקרת התחלה/עצירה אוטומטית חכמה

פונקציות:

• גיבוי לתקופות מעונן ממושכות
• תוספת עומס שיא
• רשת הביטחון האולטימטיבית של המערכת

3.3 תצורת ציוד ליבה (פירוט ברמת הנדסה)

סעיף 4: כיצד המערכת מספקת חשמל ללא הפרעה

ההישג המרכזי של הפרויקט אינו ערימת הציוד - אלא היגיון שילוח האנרגיה:

התוצאה: שלושה מקורות אנרגיה מספקים יתירות הדדית - ומשיגים פעולה ללא זמן השבתה אמיתי.

סעיף 5: ערך הפרויקט

• מאפשר כיסוי מחוץ לרשת החשמל - מספק קישוריות תקשורת לאזורים שלא היו נגישים בעבר על ידי הרשת
• משפר את היציבות - יתירות מרובת מקורות מבטלת נקודות כשל בודדות
• מפחית את התלות בסולר - מפחית משמעותית את תדירות השימוש בדלק ואת סך עלות הלוגיסטיקה
• מפחית את נטל התפעול והתחזוקה - ניטור מרחוק בשילוב עם בקרה אוטומטית מחליף התערבות ידנית יקרה

סעיף 6: מדוע פתרון זה מתאים באופן מושלם לאפריקה

מערכות אנרגיה של תחנות בסיס באפריקה חולקות שלושה מאפיינים מגדירים:

• פיזור גיאוגרפי
• מחוץ לרשת כברירת מחדל
• קשה לתחזק באופן ידני

המערכת ההיברידית של אגירת אנרגיה סולארית-דיזל מתאימה בדיוק לכל אחת מהדרישות הללו:

• פועל באופן עצמאי לחלוטין מתשתיות חיצוניות
• ניהול מרחוק עם מינימום ביקורים באתר
• מעבר בין מקורות אנרגיה באופן אוטומטי ללא התערבות אנושית

סעיף 7: אפריקה עוברת מ"עידן הדיזל" ל"עידן אגירת האנרגיה הסולארית"

ראיות מהשטח מראות שלושה שינויים מאקרו ברורים המתרחשים בנוף האנרגיה של הטלקום באפריקה:

המסלול ברור: מערכת אחסון סולארי-דיזל משולבת הופכת במהירות לסטנדרט דה פקטו עבור חשמל מתחנות בסיס באפריקה.

סעיף 8: מסקנה

פרויקט מאוריטניה מאשר מסקנה קריטית:

באזורים מרוחקים של אפריקה, אף מקור אנרגיה יחיד אינו יכול להחזיק מעמד של תחנת בסיס תקשורת לטווח ארוך. המערכת ההיברידית של אנרגיה סולארית + אגירה + דיזל היא הפתרון האמין ביותר הזמין כיום.

השאלה המרכזית עבור תחנות בסיס אפריקאיות אינה עוד 'האם יש רשת חשמל?' אלא 'האם קיימת מערכת משולבת של אנרגיה סולארית-אגירה-דיזל?'

אודות קבוצת הייג'ול

קבוצת Highjoule מתמחה בפתרונות משולבים לאגירת אנרגיה עבור יישומים מחוץ לרשת החשמל ויישומים ברשת החשמל החלשה. תיק המוצרים שלנו מכסה אחסון אנרגיה ביתי, אחסון אנרגיה מסחרי ותעשייתי, ומערכות משולבות של אחסון אנרגיה סולארית וטעינה. יתרונות טכנולוגיים מרכזיים כוללים חיזוי אנרגיה המופעל על ידי בינה מלאכותית, ניהול רב-אתרים ותפעול ותחזוקה מרחוק. המערכות שלנו פרוסות באופן פעיל ברחבי אפריקה, דרום מזרח אסיה, המזרח התיכון ואזורים אחרים - ועוזרות למפעילי תקשורת ולארגונים להשיג אספקת חשמל אמינה, אוטונומית וחכמה בסביבות המאתגרות ביותר בעולם.