Les besoins énergétiques urgents de l'hôpital local

Contexte et exigences du projet

En 2024, un hôpital spécialisé ultramoderne situé à Kitwe, en Zambie, a commencé à fonctionner, dans le but de fournir des services de santé essentiels à la communauté locale. Cependant, l'absence de réseau électrique national et l'instabilité des générateurs diesel ont constitué un défi de taille pour l'hôpital. L'instabilité de l'alimentation électrique a souvent des répercussions sur les soins d'urgence, les interventions chirurgicales et d'autres procédures médicales critiques, et les coupures de courant peuvent également menacer la vie de patients gravement malades. Afin de garantir une alimentation électrique stable et fiable pour tous les équipements médicaux, le chef de projet a cherché un fournisseur photovoltaïque de confiance en Chine. L'objectif était de concevoir et d'installer un système d'énergie solaire personnalisé capable de supporter la charge totale de l'hôpital.

Avant d'installer le système photovoltaïque, l'hôpital utilisait un générateur diesel triphasé de 250 kW pour fournir une alimentation ininterrompue à ses clients. Le coût journalier du diesel est d'environ 300 USD (sur la base d'une durée de fonctionnement de 12 heures à 100 kW et d'un litre de diesel), et le coût annuel s'élève à près de $109.500.
Bien qu'ils paient chaque jour des frais élevés pour la production d'électricité à partir de diesel, il n'y a pas de batteries de stockage de l'énergie pour stocker l'électricité. En même temps, la réputation de l'hôpital au sein de la communauté locale s'en trouve ternie et le développement des normes de santé publique de la ville ainsi que la capacité à protéger la santé des résidents sont entravés.

UE Energy Solution

Selon la demande du client, l'équipe technique d'UE a personnalisé une solution de micro-réseau pour stabiliser l'alimentation électrique et réduire les heures de travail et le coût du générateur diesel. La solution comprend 240kW PV, Onduleur PCS de 500 kW, et 1576kWh ESS. En fin de compte, nous avons aidé le client à résoudre sa pénurie d'électricité et à économiser $109 500 euros de frais de diesel par an. Dans le même temps, nous avons également configuré un Conteneur de 40 piedsGrâce à sa conception modulaire et à son haut niveau d'intégration, il améliore la sécurité de l'ensemble du système.

Service technique avant-vente

Après avoir compris les besoins du client, nos ingénieurs ont mené des discussions approfondies avec lui. À l'aide de Google Maps et des mesures du client, nous avons calculé le nombre maximum de panneaux photovoltaïques pouvant être installés.

En fonction de la consommation d'électricité de l'hôpital pendant la journée et la nuit, confirmer la capacité du système de stockage d'énergie et sélectionner l'onduleur hybride de la bonne taille et les autres équipements correspondants.

Grâce aux schémas détaillés des connexions électriques et aux plans des installations photovoltaïques sur le toit, les clients peuvent visualiser directement les connexions et la structure du projet après l'installation. Ces schémas garantissent non seulement la sécurité et la fiabilité de la solution solaire, mais aussi un fonctionnement efficace du système. Cette approche visuelle leur a permis de comprendre clairement le projet.

Produits de base

Comment cela fonctionne-t-il ?

Scénario 1 : dominance de l'énergie solaire (7h00 - 17h00)

Pendant les heures d'ensoleillement, les panneaux photovoltaïques captent efficacement l'énergie solaire grâce à leurs régulateurs MPPT (Maximum Power Point Tracking) respectifs. L'énergie CC générée est agrégée par les boîtiers CC 1, 2 et 3, puis transmise au module CC/CC de 250 kW situé à l'intérieur du conteneur de 40 pieds. Ce module CC/CC convertit avec précision la tension CC "instable" des panneaux photovoltaïques en une sortie CC "stable".

À ce stade, le système EMS (hébergé dans l'armoire de communication) surveille en permanence trois paramètres clés : la production d'énergie solaire, la demande de charge de l'hôpital et l'état de charge de la batterie. Lorsque le système EMS détecte que la production solaire satisfait pleinement (et dépasse) la charge en temps réel de l'hôpital, deux processus se produisent :

• Alimentation prioritaire : La majeure partie du courant continu stabilisé est envoyée au PCS (système de conversion de puissance) de 500 kW, qui convertit le courant continu en courant alternatif triphasé. Ce courant alternatif est ensuite acheminé par le système de transfert automatique (ATS) de 500 kW du conteneur pour alimenter les charges de l'hôpital.
• Stockage de l'énergie excédentaire : Le système EMS identifie la "puissance supplémentaire" (lorsque la production PV > la charge de l'hôpital) et ordonne au PCS de canaliser cette énergie CC supplémentaire dans les batteries de stockage d'énergie de 1576kWh, les chargeant pour une utilisation ultérieure.

Scénario 2 : Décharge de la batterie pour l'approvisionnement de nuit (17 h 00 - 7 h 00 le lendemain)

Après le coucher du soleil (ou pendant les périodes de faible ensoleillement), les panneaux photovoltaïques cessent de produire de l'énergie. L'EMS, lorsqu'il détecte une entrée PV nulle et une demande de charge hospitalière continue (par exemple, équipement de soins intensifs, réfrigération, éclairage d'urgence), lance le mode de décharge de la batterie.

Le flux d'énergie se déploie comme suit :

Les batteries de stockage d'énergie se déchargent dans le PCS de 500 kW. Le PCS convertit ce courant continu en courant alternatif triphasé (correspondant aux exigences de tension/fréquence de l'hôpital).

Le courant alternatif passe par l'ATS, fournissant une alimentation continue à l'hôpital.

Tout au long de ce processus, le SGE surveille étroitement l'état de charge de la batterie pour garantir une décharge sûre (en évitant la surdécharge) tout en s'adaptant dynamiquement à la charge nocturne fluctuante de l'hôpital.

Scénario 3 : Générateur diesel de secours (en cas d'échec de l'alimentation par le PV et le stockage)

Dans des scénarios extrêmes, tels qu'un temps nuageux prolongé (le système photovoltaïque produit peu ou pas d'électricité) ou une batterie épuisée (le stockage ne peut plus se décharger), le SGE détecte que ni le système photovoltaïque ni les batteries ne peuvent répondre à la demande de charge de l'hôpital.

En cas de détection d'une "insuffisance de puissance", le système de gestion de l'énergie (EMS) déclenche le démarrage du générateur diesel. Une fois que le générateur est en ligne :

Il produit un courant alternatif triphasé, qui est acheminé à travers une armoire ATS pour assurer une alimentation ininterrompue de l'hôpital (en particulier des charges médicales critiques).

Pendant ce temps, l'EMS surveille l'état de fonctionnement du générateur (vitesse, tension, fréquence) pour garantir la qualité de l'énergie et se tient prêt à revenir à l'énergie photovoltaïque/à la batterie dès qu'il retrouve sa capacité d'approvisionnement.

Expansion future : Interconnexion au réseau

Le système est conçu avec une interface réservée au réseau de 400 V (à l'avenir). Lorsque le réseau local de 400 V sera construit, le système permettra un fonctionnement interactif avec le réseau, débloquant ainsi deux capacités clés :

Exportation d'énergie : Lorsque les systèmes PV/ESS produisent de l'énergie excédentaire (et que le réseau le permet), l'énergie excédentaire peut être injectée dans le réseau pour le commerce de l'électricité, créant ainsi une valeur économique.

Importation d'énergie : Si la production PV/stockage/diesel ne suffit pas à couvrir la charge de l'hôpital, le système peut prélever de l'énergie sur le réseau, ce qui garantit la fiabilité du système 100%.

Cette intégration au réseau transforme le système en un "réseau coordonné multi-énergie" (combinant le photovoltaïque, le stockage, le diesel et l'alimentation du réseau), maximisant ainsi l'efficacité énergétique et la stabilité de l'approvisionnement pour l'hôpital.

Avantages du système de stockage d'énergie par batterie en conteneur de 40 pieds

Ce système de stockage d'énergie par batterie en conteneur intègre plusieurs dispositifs, notamment un système de climatisation, un système de protection contre les incendies, un système d'éclairage, un système de surveillance, un rack de batterie, un système de surveillance de la batterie de l'armoire EMS, une armoire de commande CC et un système PCS. Le corps du conteneur comprend également une porte d'évacuation, un système d'entrée et de sortie d'air, etc.

• Le système de climatisation assure la température de fonctionnement de la batterie ;
• Le système de protection contre l'incendie assure la sécurité du conteneur ;
• Le système de surveillance peut détecter l'état du conteneur en temps réel ;
• Le système EMS peut surveiller la tension, la température et d'autres informations de la batterie en temps réel, et peut également contrôler la charge et la décharge de la batterie.
• Le système PCS peut assurer une connexion transparente entre la batterie et le réseau.

Il est également portable, flexible, extensible et démontable. Il est conforme aux dimensions standard ISO, ce qui facilite son transport par mer et par terre.

L'avantage des conteneurs est qu'ils peuvent être "prêts à l'emploi". Nous avons pré-assemblé tous les composants de base (batteries, PCS, BMS, systèmes de protection contre l'incendie, etc. Après réception des marchandises, les clients n'ont plus qu'à les connecter aux panneaux solaires, aux charges ou aux générateurs pour les mettre en service, ce qui raccourcit considérablement la période de construction.

Résultats et avantages du projet

Depuis l'installation du système UE, l'hôpital a connu des améliorations remarquables. Il bénéficie désormais d'une alimentation électrique stable, le système photovoltaïque produisant de 800 à 1200 kWh d'électricité par jour. L'ESS de 1576kWh joue un rôle essentiel dans le maintien de la disponibilité de l'alimentation électrique de 99%. Un commutateur de transfert automatique (ATS) contrôle automatiquement le générateur diesel, assurant des transitions d'alimentation sans faille.

Le système de gestion de l'énergie (EMS) permet un fonctionnement intelligent de tous les équipements électriques du système. Le personnel hospitalier peut gérer la consommation d'énergie de la manière la plus pratique, en optimisant les coûts et en garantissant le fonctionnement continu des appareils médicaux critiques.

Fonctionnement et service après-vente

Avant d'être expédié, l'ensemble du système de stockage d'énergie est soumis à des tests rigoureux d'acceptation en usine, portant sur les performances, la sécurité et la compatibilité du système, afin d'assurer une préparation "prête à l'emploi" à l'arrivée sur le site. Pour simplifier le déploiement sur site, UE fournit un ensemble complet de ressources : des manuels d'installation détaillés, des vidéos d'instruction étape par étape, des fiches techniques et des guides d'utilisation conviviaux pour chaque produit.

UE se consacre à la réussite à long terme de ses clients grâce à des capacités de surveillance à distance avancées. Notre équipe technique peut suivre les performances du système en temps réel (y compris la production d'énergie solaire, l'état de la batterie et la répartition de la charge) par le biais d'une plateforme numérique centralisée. En cas de problème, nous offrons une assistance à distance pour des tâches telles que l'équilibrage des cellules de la batterie, le dépannage et l'optimisation des performances, afin de minimiser les temps d'arrêt et d'assurer un fonctionnement continu.

Dans ce projet, nous avons aidé les clients à résoudre certains problèmes courants de service après-vente :

- Guider à distance l'installateur lors de la mise en service de la batterie pour réaliser l'étalonnage de la batterie au lithium.

- Lorsqu'une tension anormale a été détectée dans le réseau photovoltaïque, l'équipe d'UE a rapidement aidé le client à ajuster la méthode de connexion du réseau afin de rétablir des performances optimales.

- Lorsque les clients ont dû passer à l'alimentation diesel (après une décharge complète de la batterie) et qu'ils n'étaient pas familiarisés avec le fonctionnement de l'ATS, nous leur avons fourni une assistance en temps utile pour assurer une transition sans heurts de l'alimentation.

Conclusion

Le projet ESS 240kWp + 1,5MWh de l'UE est un succès historique dans le remplacement de l'énergie diesel par de l'énergie solaire propre et fiable pour les infrastructures de soins de santé critiques. En répondant aux besoins urgents de l'hôpital en matière d'alimentation ininterrompue - auparavant entravée par des pannes fréquentes et des coûts exorbitants du diesel - notre solution PV+ESS personnalisée a non seulement garanti la disponibilité de 99% pour les équipements médicaux vitaux, mais elle a également apporté des avantages économiques et environnementaux tangibles.

Par rapport au système dépendant du diesel, le système réduit maintenant les dépenses annuelles de diesel de plus de $109.500 avec une économie d'environ 1,5 million d'euros par an. 4 période d'amortissement d'un anL'hôpital peut ainsi bénéficier d'une valeur ajoutée à long terme. Sa conception modulaire, son SGE intelligent et sa facilité de transport lui permettent de s'adapter à divers scénarios hors réseau ou à faible réseau, qu'il s'agisse d'hôpitaux et de cliniques, d'installations industrielles ou de communautés rurales.

Ce projet illustre l'engagement de l'UE à fournir des solutions d'énergie durable centrées sur le client et permettant de résoudre des problèmes concrets. Pour les clients internationaux confrontés à l'instabilité des réseaux, aux coûts élevés des combustibles fossiles ou aux objectifs de réduction des émissions de carbone, les systèmes PV+ESS de l'UE offrent une alternative éprouvée à l'énergie diesel, permettant aux entreprises et aux communautés de prospérer grâce à une énergie propre et fiable.

Nous sommes impatients de nous associer à d'autres organisations dans le monde entier pour accélérer la transition du diesel au solaire, contribuant ainsi à un avenir énergétique plus vert et plus résilient tout en soutenant des secteurs essentiels tels que les soins de santé, l'éducation et l'industrie manufacturière.