Koelunit op 100% zonne-energie

1. Achtergrond

Eind dit jaar wordt de eerste mobiele en off-grid SunCooler koelunit van ontwikkelaar FirmTec B.V. verscheept naar Oeganda. Met de mobiele en gepatenteerde koelunit kunnen gebruikers onder andere fruit, groenten, vlees, vis, zuivel en medicijnen ter plaatse en op een goedkope en duurzame manier koelen, zonder afhankelijk te zijn van netstroom, een generator en/of dieselbrandstof. De zon is de enige energiebron. Om een betrouwbare en emissieloze energievoorziening te borgen, deed FirmTec B.V. een beroep op Top Systems, dat onder meer 3 Victron MultiPlus omvormer-ladercombi’s, 4 Hoppecke AGM accu’s, 2 Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaars, een Fronius Symo PV-inverter en bijbehorend monitoringssysteem leverde.

2. Uitdaging

Het Utrechtse FirmTec B.V. is gespecialiseerd in de bouw van (kleinschalige) installaties voor de raffinage en productie van onder andere plantaardige olie en biodiesel. De plug-and-play installaties worden custom made ingebouwd in standaard zeecontainers die niet alleen eenvoudig en wereldwijd getransporteerd kunnen worden, maar ook flexibel en direct inzetbaar zijn. De installaties worden onder andere geleverd aan Afrikaanse boeren en niet-gouvernementele organisaties (NGO’s). “Via deze NGO’s kwam ook de vraag voor koeling”, vertelt Natasja van der Vlist, oprichter van SunCooler. “In plaats van koeling op basis van netstroom of met een generator hebben wij geopperd om hierbij de kracht van de zon te benutten. Vervolgens hebben we dit idee verder uitgewerkt.”

3. Oplossing

Dankzij SunCooler kunnen boeren, vissers, slachthuizen, zorgverleners en NGO’s in bijvoorbeeld Afrika en Azië hun bederfelijke producten dichtbij huis opslaan en koelen, tegen lagere kosten en zonder dat dit negatieve impact heeft op het milieu. Bovendien kunnen non profit-/hulporganisaties de mobiele en off-grid koelinstallaties benutten om in crisistijd (tijdelijk) hulp te verlenen aan de plaatselijke bevolking. Ook in rurale gebieden, waar de stroomvoorziening afwezig of onbetrouwbaar is. “Dankzij SunCooler wordt de houdbaarheid van fruit, groenten, vlees, vis, zuivel en medicijnen aanzienlijk verlengd. Producten behouden ook na de oogst- of slachtpiek hun kwaliteit, waardoor zij langere tijd en voor een betere prijs verkocht kunnen worden. Ondernemers of hulporganisaties zijn daarbij niet langer afhankelijk van verafgelegen, centrale koelhuizen en dieselverslindende generatoren. Een uitkomst, omdat brandstoffen in deze gebieden vaak schaars zijn. Bovendien laat de levering ervan vaak te wensen over. SunCooler biedt hen een duurzaam alternatief, op basis van 100% zonne-energie. Het surplus aan zonne-energie dat met de zonnepanelen wordt opgewekt, kan tevens voor andere doeleinden worden gebruikt, zoals waterpompen, verlichting of het opladen van batterijen.”

Plug-and-play koelunit

SunCooler is eenvoudig wereldwijd te transporteren en functioneert plug-and-play. Aan de basis van de koelunit ligt een FEU (Forty Feet Equivalent Unit), waarin alle technieken compact en slim zijn geïntegreerd. Een luifelframe met 64 zonnepanelen boven de unit zorgt voor voldoende vermogen om de koelcompressor te laten draaien. Temperaturen tussen de -26°C tot 26°C zijn geen enkel probleem, waardoor de unit ook benut kan worden als vriesunit. Hoogwaardige isolatie en een uitgekiende koudebuffer zorgen dat de unit ook tussen zonsondergang en zonsopgang goed op temperatuur blijft.

4. Eindresultaat

“In de off-grid SunCoolers wordt gebruik gemaakt van een 3-fase elektrische koelcompressor”, vertelt Norman Heins, sales engineer bij Top Systems. “Daarom hebben wij ook 3 bidirectionele omvormers van Victron Energy (Multiplus) geleverd, die de DC spanning van de zonnepanelen omzetten naar de benodigde 380V AC wisselspanning. Om het systeem op te starten en 24/7 wereldwijd te kunnen monitoren, hebben we bovendien Hoppecke batterijen (48V-170Ah) van industriële kwaliteit toegevoegd. Gekozen is voor een relatief klein accupakket; de zonnepanelen voorzien volledig in de gewenste stroombehoefte.” Waar normaal gesproken accusystemen worden gebruikt om de (zonne)energie op te slaan voor gebruik op een later moment, was dat in dit project niet nodig. “We hebben uitgerekend dat met de zonkracht overdag voldoende energie wordt geleverd om de koelunits 24/7 op temperatuur te houden”, aldus Heins. “Dankzij de montage van 64 zonnepanelen kan ook bij bewolkt weer voldoende zonne-energie worden opgewekt.”

Omdat het voltage dat door de zonnepanelen wordt geleverd schommelt tussen 0 en 40 Volt per paneel, zijn 32 zonnepanelen aangesloten op 2 Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaars. Deze zonne-laadregelaars verzamelen de opgewekte zonne-energie en zetten deze om naar een nominale spanning van 48 Volt voor de omvormers en het accupakket. De overige 32 zonnepanelen zijn aangesloten op een Fronius Symo PV-inverter (zonnepanelenregelaar), die van de opgewekte zonne-energie direct 3 fase wisselstroom maakt. “Om het systeem perfect te laten functioneren en een zeer stabiele, off-grid netspanning te borgen, wordt de Fronius grid-inverter gevoed door de Victron omvormers. Het opgewekte vermogen wordt direct geleverd aan de koelcompressor. Is het vermogen onvoldoende door bewolking, dan zullen de Victron MPPT zonneregelaars bijspringen.”

Uitgebreide monitoring

De SunCooler is tevens voorzien van een beeldscherm, waarop alle informatie van de accu’s en zonnepanelen wordt gedeeld. Denk bijvoorbeeld aan het opgenomen vermogen en de accucapaciteit. “Een Color Control GX verzamelt alle informatie van de Fronius PV-inverter, de Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaars, de Victron MultiPlus omvormer-ladercombi’s en de Hoppecke AGM accu’s en laat dit grafisch zien op een beeldscherm”, aldus Heins. “Bovendien stuurt het Victron Color Control de omvormer-ladercombi’s en zonne-laadregelaars aan. Door de Victron Color Control te verbinden met het internet, is ook monitoring op afstand mogelijk. Lokaal, via de smartphone of tablet van de boeren, vissers, slachthuizen, zorgverleners en NGO’s, maar bijvoorbeeld ook vanuit Nederland. Om deze verbinding mogelijk te maken, wordt een Teltonika 950 4G-router met een data-simkaart aan het off-grid systeem gekoppeld.”

Testfase

Eind mei 2020 is de eerste off-grid SunCooler in bedrijf gesteld. Tot het eind van de zomer wordt de mobiele koelunit uitgebreid getest in Tienhoven, waarna deze verscheept zal worden naar een tomaten- en paprikateler in Oeganda. De planning is dat de unit nog voor het eind van het jaar in gebruik wordt genomen.

5. Voordeel

“Er zijn maar weinig bedrijven die over specifieke inverterkennis en -technieken beschikken”, aldus Van der Vlist. “In onze zoektocht kwamen wij uit bij Top Systems, waarmee we direct een klik hadden. We hebben een bezoek gebracht aan de showroom in Bodegraven, om het Victron Energy en Hoppecke assortiment te bekijken. Vervolgens hebben we uitgebreid gespard over alle mogelijkheden, wat wij als zeer prettig hebben ervaren. Top Systems heeft duidelijk kennis van zaken en levert kwalitatief hoogwaardige en betrouwbare producten. Een absolute voorwaarde voor onze SunCoolers, omdat we de koelunits wereldwijd in de markt willen zetten. Ook een pré is dat Top Systems beschikt over een uitgebreid netwerk. Mocht er onverhoopt een storing optreden in de solar elektronica, dan beschikt Top Systems ook over contacten in Afrika die snel ter plaatse kunnen gaan. Onderdelen voor en onderhoud van de koelinstallatie zijn gemakkelijk lokaal te regelen bij de dichtstbijzijnde grote havenplaats. Ook kunnen wij vanuit Nederland de installatie monitoren en support op afstand leveren.”