Netz­un­ab­hän­gi­ge Solar-Kühllösung

Kühl­schrän­ke für die Lage­rung von Impf­stof­fen und medi­zi­ni­schen Pro­ben in sehr war­men Regio­nen ohne siche­re Strom­ver­sor­gung erfor­dern zuver­läs­si­ge, kos­ten­ef­fi­zi­en­te Lösun­gen. Tech­no­lo­gien für Kühl­schrän­ke, die mit Gas und Kero­sin betrie­ben wer­den (Absorp­ti­ons­kühl­schrän­ke) sind war­tungs­in­ten­si­ver, weni­ger umwelt­freund­lich, inef­fi­zi­en­ter und weni­ger zuver­läs­sig als Küh­lein­hei­ten, die mit Kom­pres­sor­tech­no­lo­gie betrie­ben wer­den. Bat­te­rie­be­trie­be­ne Solar­kühl­schrän­ke sind grund­sätz­lich eine gute Lösung, aber die Ener­gie­spei­cher­bat­te­rien sind teu­er. Das deut­sche Unter­neh­men Secop, Anbie­ter von Käl­te­tech­no­lo­gien, hat jetzt eine SDD-Tech­no­lo­gie (Solar Direct Dri­ve) ent­wi­ckelt, die Son­nen­en­er­gie zum direk­ten Ein­frie­ren des Kühl­ma­te­ri­als nutzt und die gespei­cher­te Ener­gie ver­wen­det, um den Kühl­schrank wäh­rend der Nacht oder an bewölk­ten Tagen kalt zu halten.

Die mit SDD-Tech­no­lo­gie und dem eben­falls von Secop ent­wi­ckel­ten BD Nano Seri­es-Kom­pres­sor gespeis­ten Kühl­ge­rä­te sind direkt mit der Pho­to­vol­ta­ik­an­la­ge ver­bun­den. Die­ser Ansatz löst ver­schie­de­ne Pro­ble­me der netz­un­ab­hän­gi­gen Impf­stoff­küh­lung und ermög­licht die Ver­län­ge­rung der Kühl­ket­te bis zur letz­ten Mei­le in abge­le­ge­nen Gebie­ten, in denen das Strom­netz für die Ver­wen­dung von Stan­dard­lö­sun­gen nicht garan­tiert wer­den kann, aber wo genü­gend Son­nen­ein­strah­lung besteht. Da Bat­te­rien in der Regel der anfäl­ligs­te und teu­ers­te Teil von netz­un­ab­hän­gi­gen Sys­te­men sind, kön­nen mit SDD betrie­be­ne Kühl­schrän­ke die Gesamt­kos­ten für Impf­stoff­küh­lung sen­ken — und zwar sowohl die Inves­ti­ti­ons- als auch die Betriebskosten.

Unter­stüt­zung von netz­un­ab­hän­gi­gen Solarlösungen

Kom­pres­sor­be­trie­be­ne Kühl­schrän­ke sind geeig­net, um die Tem­pe­ra­tur inner­halb des zuläs­si­gen Bereichs für Impf­stof­fe zu hal­ten und so das Risi­ko zu ver­rin­gern, dass Ampul­len auf­grund einer unzu­ver­läs­si­gen Lage­rung Scha­den neh­men. Dar­über hin­aus muss der Kühl­schrank ein hohes Maß an Zuver­läs­sig­keit unter schwie­ri­gen Umge­bungs­be­din­gun­gen gewähr­leis­ten — eine grund­le­gen­de Vor­aus­set­zung für die kor­rek­te Kon­ser­vie­rung von tem­pe­ra­tur­sen­si­blen medi­zi­ni­schen Pro­ben wäh­rend Lage­rung und Transport.

Um die Her­aus­for­de­rung von Solar-Direkt­an­triebs­lö­sun­gen zu meis­tern und die ord­nungs­ge­mä­ße Lage­rung von Impf­stof­fen und medi­zi­ni­schen Pro­ben bis zur letz­ten Mei­le zu gewähr­leis­ten, hat Secop eine neue Genera­ti­on von Ver­dich­tern und Steue­run­gen ent­wi­ckelt, die für Solar­ver­sor­gung und schwa­che Netz­an­bin­dung opti­miert sind.

Das Solar Direct Dri­ve and Weak Grid Power Manage­ment Sys­tem ver­fügt über einen AC-Ein­gang, der einen welt­wei­ten Ein­satz ermög­licht, sowie einen DC-Ein­gang, der für weit ver­brei­te­te PV-Panee­le aus­ge­legt ist und die Mög­lich­keit bie­tet, das Maxi­mum an Küh­lung aus der ver­füg­ba­ren PV-Ener­gie her­aus­zu­ho­len. Die inte­grier­te AC/DC-Tech­no­lo­gie macht zusätz­li­che Span­nungs­sta­bi­li­sa­to­ren über­flüs­sig, redu­ziert die Kom­ple­xi­tät und gewähr­leis­tet einen zuver­läs­si­gen und effi­zi­en­ten Betrieb, wodurch Trans­port, Instal­la­ti­on und War­tung ver­bes­sert wer­den kön­nen, was sich posi­tiv auf die gesam­ten Betriebs­kos­ten auswirkt.

Das SDD Power Manage­ment Modu­le (PMM) ist mit dem BD Nano Seri­es-Kom­pres­sor kom­bi­niert, um alle Funk­tio­nen des AC/DC-Con­trol­lers mit der neu­en Genera­ti­on mobi­ler Kühl­kom­pres­so­ren zu kom­bi­nie­ren. Das Design des Reg­lers ist robust und geeig­net für netz­un­ab­hän­gi­ge sowie netz­schwa­che Impf­stoff­kühl­schrän­ke, solar­be­trie­be­ne netz­un­ab­hän­gi­ge Kühl- und Gefrier­schrän­ke und Eisspeicherkühlschränke.

Das Unter­neh­men hat bei der Defi­ni­ti­on der Anfor­de­run­gen und der Ent­wick­lung des neu­en PMM mit Glo­bal Health Labs zusam­men­ge­ar­bei­tet. Es ist auf die PQS-Spe­zi­fi­ka­tio­nen der WHO zuge­schnit­ten und erfüllt alle Anfor­de­run­gen an den sola­ren Direkt­an­trieb sowie an Weit­be­reichs- und insta­bi­le Strom­net­ze und schwa­che Instal­la­tio­nen, sodass Her­stel­ler von Impf­stoff­kühl­schrän­ken die neu­es­ten Anfor­de­run­gen an die Span­nungs­sta­bi­li­sie­rung erfül­len kön­nen. Die WHO hat das Poten­zi­al der Solar Direct Dri­ve-Tech­no­lo­gie erkannt, um den Zugang zu medi­zi­ni­scher Küh­lung in res­sour­cen­ar­men Gebie­ten zu ver­bes­sern. Die Lösung bie­tet meh­re­re Vor­tei­le, um die Ent­wick­lung und Instal­la­ti­on von zuver­läs­si­gen und viel­sei­ti­gen Solar-Direkt­an­triebs­sys­te­men mit gerin­ge­rer Kom­ple­xi­tät, ver­bes­ser­ten Leis­tun­gen und ein­fa­cher War­tung zu unterstützen.

Secop hat ver­schie­de­ne Tests durch­ge­führt, um die Vor­tei­le der neu­en Lösung zu bewei­sen. Ein reprä­sen­ta­ti­ves Anwen­dungs­bei­spiel ist ein Eis­spei­cher­kühl­schrank, der für 4x 90 Watt PV-Panee­le mit einem exter­nen Span­nungs­sta­bi­li­sa­tor und einer AC-Strom­ver­sor­gung aus­ge­legt ist. Aus­ge­hend von der ursprüng­li­chen Ein­stel­lung wur­de das Sys­tem opti­miert und die Kühl­lö­sung durch den neu­en SDD- und BD-Nano-Ver­dich­ter ersetzt. Die­ser ist dank der inte­grier­ten Power Manage­ment Modul-Lösung in der Lage, mit nur einem Gerät Pho­to­vol­tai­k­en­er­gie und welt­wei­te Wech­sel­span­nung aus unter­schied­li­chen Net­zen direkt zu ver­wen­den. Die Power Manage­ment Modul Lösung spart so Kom­po­nen­ten und Ver­drah­tungs­auf­wand im Kühl­ge­rät. Der PV Direkt­ein­gang unter­stützt aktu­el­le 72 Zel­len PV-Panee­le, wodurch eine Reduk­ti­on von 4 alten Panee­len zu einem neu­en Paneel rea­li­siert wer­den konn­te, was im Gesamt­kon­zept die Sys­tem­kom­ple­xi­tät, den War­tungs­auf­wand und mög­li­che Feh­ler­quel­len reduziert.

Das Sys­tem konn­te einen bes­se­ren Gefrier­schutz für gela­ger­te Waren (Klas­se A), län­ge­re Über­brü­ckungs­zei­ten und einen zuver­läs­si­gen Betrieb bei Umge­bungs­tem­pe­ra­tu­ren von 10 bis 43 Grad Cel­si­us auf­wei­sen. Dar­über hin­aus zeig­te das Pro­dukt eine ver­län­ger­te und sta­bi­li­sier­te Ein­gangs­span­nung mit Über­span­nungs­schutz, was es unter stark schwan­ken­den Feld­be­din­gun­gen zuver­läs­sig macht.

Als Ergeb­nis die­ser Tests konn­te die Effi­zi­enz, die Kühl­leis­tung und den Ener­gie­ver­brauch der Pro­duk­te ver­bes­sert wer­den. Die Tests zeig­ten eine Stei­ge­rung des Wir­kungs­grads um +20 Pro­zent und der Kühl­leis­tung um +28 Pro­zent, wäh­rend der Ener­gie­ver­brauch um 16 Pro­zent gesenkt wer­den konn­te. Außer­dem wur­de die Lauf­zeit des Kom­pres­sors um 18 Pro­zent redu­ziert, was sich posi­tiv auf die Ener­gie­ver­sor­gung aus­wirk­te. Das Sys­tem bot die Mög­lich­keit, die Anzahl der Panee­le um 75 Pro­zent und den Solar­strom­ver­brauch um 50 Pro­zent zu redu­zie­ren. Und nicht zuletzt war es auf­grund der Kom­ple­xi­täts­re­du­zie­rung mög­lich, die PV-Instal­la­ti­ons­zeit um 66 Pro­zent zu reduzieren.