Kako pravilno odrediti veličinu solarne ulične svjetiljke
Mi u Sol by Sunna Design sa zadovoljstvom možemo pružiti zajednicama pouzdanu solarnu uličnu rasvjetu tako da mogu postići ciljeve održivosti, a istovremeno osvjetljavaju svoje parkove i javne prostore. Naša svjetla su testirana na terenu kako bi dosljedno dostigla industrijske standardne nivoe svjetla godinama bez održavanja. Šta je proces? Provodimo puno vremena osiguravajući da solarni sistemi i baterije u našim sistemima budu odgovarajuće veličine, pored toga što imamo inovativan dizajn sistema i namjenski, efikasno upravljanje energijom.
Solarni sistem odgovarajuće veličine će imati tačnu količinu solarne energije, skladištenja baterija i efikasnost LED uređaja za rad na potrebnim nivoima osvetljenja svake noći tokom nekoliko godina, a istovremeno će obezbediti rezervno napajanje da stvari rade u slučaju nevolje. vremenskim prilikama i izbjegavanju potrebe za dodatnim solarnim panelima ili baterijama. To je idealno rješenje – nema previše solarnih komponenti koje bi sistem učinile preskupim, niti premalo, što bi dovelo do ranog otkazivanja sistema.
Tri bitne komponente – zdrav omjer niza i opterećenja, dovoljan kapacitet baterije i rezervne snage, te efikasna LED lampa i radni profil – neophodne su za pravilno skalirano, pouzdano solarno ulično svjetlo.
Preuzmite naš Ultimate Solar Lighting Guide kako biste saznali više o optimalnoj veličini. Ova sveobuhvatna referenca istražuje detalje o proizvodima i poređenja, kao i kako funkcionira solarno osvjetljenje i zašto ga kupci biraju.
Omjer nizova i opterećenja
Ispravno dimenzioniranje funkcionalnog solarnog svjetla zahtijeva balansiranje raznih ulaza i izlaza. To uključuje ispitivanje lokacije projekta, definisanje ispravne hemije i kapaciteta baterije, odabir efektivnog LED uređaja i rasporeda rada, držanje dovoljno rezervnog napajanja baterije pri ruci u slučaju lošeg vremena i proučavanje lokacije projekta.
Omjer niza i opterećenja (ALR), direktan, neraskidiv kriterij za projektovanje sistema solarne rasvjete, treba u početku uzeti u obzir. To je omjer energije koju proizvode solarni paneli (koji se naziva "niz" ili energija-in), prema energiji koju koristi rasvjetno tijelo (koje se naziva "opterećenje" ili izlaz energije). Sistem rasvjete ima zdrav ALR ako hvata više sunčeve energije tokom dana nego što koristi kada se svjetlo upali noću.
Svaka instalacija solarne rasvjete uvijek treba početi s obzirom na područje. Količina sunčeve energije koja doseže različite geografske širine varira; ovo je poznato kao solarna insolacija i izražava se u kWh/m2/dan. Prosječna godišnja dnevna energija sunca za Ameriku prikazana je na grafikonu ispod. Kao što vidite, Kalifornija i druge južne države svakodnevno dobijaju daleko više sunčeve energije od Aljaske i drugih sjevernih država. To implicira da će za postizanje istih nivoa svjetlosti, sjevernim lokacijama često biti potreban veći solarni niz i dodatne baterije nego njihovim kolegama na jugu.
Direktno normalno zračenje iz Solarne Amerike
Lokacija projekta može se koristiti za procjenu solarne energije i kapaciteta baterije potencijalnog sistema. Propust da se uzme u obzir lokacija može rezultirati sistemom koji ne može podnijeti skromnu potražnju i otkaže rano ili skupljim sistemom sa redundantnim solarnim kapacitetom. Kao rezultat toga, na početku uvijek treba uzeti u obzir lokaciju.
Kako bi sakrili neefikasno upravljanje energijom ili neadekvatno dizajniran sistem, proizvođači mogu instalirati više ili veće solarne panele. Nažalost, možda ima previše sunčeve energije. Dodatno košta transport i ugradnja prevelike mašine. Ovisno o estetici lokalne urbane arhitekture, djeluje teško i neprivlačno i povećava pritisak vjetra na panele, zahtijevajući veće, skuplje stubove za kompenzaciju.
Za dodatne informacije pogledajte naš članak o najboljim praksama za dimenzioniranje solarnih panela.
2. Rezervno napajanje i baterije
Baterije solarnog uličnog svjetla određuju da li će raditi ili ne, pa bi potencijalni kupac mogao biti zabrinut zbog baterije koja prerano pokvari. Inherentno pogrešan dizajn baterije ili solarne tehnologije praktički nikada nije uzrok preranog nestanka baterije. Ovaj problem je rezultat pogrešnog skaliranja sistema, loše kontrole energije i pogrešnog dizajna. Ovo solarno svjetlo će raditi pouzdano dugi niz godina kada je proizvođač pažljivo konstruirao sistem, radio na efikasnom upravljanju energijom i skalirao ga s adekvatnim napajanjem solarnog niza i kapacitetom baterije.
Primarne tipove baterija koriste proizvođači solarne rasvjete.
Olovno-kiselinske: Pouzdane i jeftine, olovne baterije su u upotrebi dugi niz godina. Često se koriste u automobilima i u većim industrijskim aplikacijama, uključujući bolničku opremu i sisteme za neprekidno napajanje (UPS), gdje je pristup pouzdanoj energiji u hitnim slučajevima neophodan. Najčešća tehnologija baterija za primjenu solarnog osvjetljenja je ova.
Jedan od najpopularnijih tipova punjivih baterija za potrošačku upotrebu je tip nikl-metal hidridnih (NiMH). NiMH baterije, kao što su All-in-One (iSSL) i All-in-Two kompanije SOL by Sunna Design, idealne su za solarne sisteme rasvjete kada vam nisu potrebne izuzetno velike baterije baterija zbog njihove velike gustine energije, duboke mogućnosti ciklusa i širok raspon radne temperature (UP)
Litijum-jonske (Li-ion) baterije imaju najbolju gustinu energije dok su najskuplje od tri. Li-ion baterije se često nalaze u laptopima i mobilnim telefonima, ali se također koriste u sve većem broju novih proizvoda, uključujući zrakoplovni i vojni hardver. Jedan nedostatak litijum-jonskih baterija je njihova nesposobnost da izdrže veoma niske temperature (prestaju da se pune ispod 32 stepena F), kao i njihov ograničen kapacitet za reciklažu. Smatra se da se manje od 5 posto litijum-jonskih baterija reciklira u SAD-u.
Prednosti i nedostaci svake kemije baterije variraju ovisno o zahtjevima aplikacije i projekta. Njihova prepoznatljiva dubina obrasca pražnjenja jedna je od glavnih razlika između tri grupe.
Udio kapaciteta baterije koji se potroši dok je u radu naziva se dubinom pražnjenja (ponekad se naziva i DOD). DOD bi bio 25 posto, na primjer, kada bi solarna lampa radila cijelu noć i potrošila četvrtinu kapaciteta baterije.
Razumijevanje dubine pražnjenja važno je za solarne aplikacije jer uvelike utječe na vijek trajanja baterije, odnosno koliko puta se može isprazniti i zatim ponovo napuniti. Neke hemije baterija, kao što su NiMH i Li-ion, mogu sigurno izdržati skoro potpuno ispražnjene prije nego što se moraju ponovno napuniti. Ova količina pražnjenja bi značajno skratila životni vek baterije za druge hemije, kao što je olovna kiselina. Kapacitet koji se može bezbedno isprazniti za svaki od tri tipa baterija prikazan je u tabeli ispod kao primer.
Dok NiMH i Li-ion baterije mogu sigurno više da se troše svake noći, olovno-kiselinska baterija ima dodatnu prednost što ima veću ugrađenu rezervnu snagu zbog svog kraćeg DOD-a. Bilo bi potrebno više baterija, a troškovi sistema bi značajno porasli ako bi sistem zasnovan na NiMH ili Li-ionu mogao da obezbedi rezervnu snagu na nivou rešenja zasnovanog na olovnoj kiselini. Kada su duži periodi lošeg vremena česti, uvjerite se da sistem ima dovoljno rezervne baterije može pomoći u poboljšanju rada i izdržljivosti svjetla.
Evo ilustracije kako odrediti veličinu solarnih baterija. Uzmimo u obzir da radi ovog primjera naše solarno svjetlo napaja 40-watt LED uređaj za 14-satnu zimsku noć u Los Angelesu pri 100 posto svjetline. Ukupno opterećenje našeg sistema svake noći bilo bi 560 vat-sati (40 vati x 14 sati=560 vat-sati). Koliki je minimalni kapacitet za svaki tip baterije, pod pretpostavkom idealnih uslova i potpuno napunjene baterije na početku noći?
Evo nekoliko primjera zdrave i niske sistemske veličine baterije koristeći gore navedene vrste baterija kako bismo mogli bolje razumjeti koliki bi trebao biti naš minimalni kapacitet baterije.
Za dodatne detalje o veličini baterije, pogledajte našu stranicu o rezervnom napajanju za solarno osvjetljenje.
3. Veličina i operativni profil LED rasvjete
LED tehnologije i solarni uređaji dobro se slažu. Energetski najefikasnija rasvjetna tijela na tržištu, LED svjetiljke, učinile su solarno opremljene svjetlosne sisteme pouzdanim i pristupačnim zamjenama za konvencionalnu komercijalnu rasvjetu. Uz to, efikasnost LED dioda raste, omogućavajući im da proizvode više lumena (poznatih i kao jedinice svjetlosti) uz korištenje manje energije nego u prošlosti. Na primjer, pri toplim temperaturama boja poput 3000K, moderna LED rasvjeta može pružiti 160 lumena po vatu. U oblasti veličine solarnog sistema, ovo je dobrodošao napredak jer omogućava manjim sistemima da dobiju iste rezultate kao i veće instalacije koje koriste uređaje manje efikasnosti.
Odabir prihvatljivog operativnog profila je još jedan element u procesu solarnog dimenzioniranja. Raspored poznat kao operativni profil određuje kada se rasvjetno tijelo uključuje i isključuje, kao i ako (i kada) treba da smanji svoju snagu. Ovi profili omogućavaju proizvođačima da prilagode svoje sisteme specifičnim zahtjevima upravljanja energijom.
Evo nekoliko ilustracija tipičnih operativnih profila:
Od sumraka do zore (celonoćni rad): svjetlo će ostati upaljeno tokom cijele noći na istom izlaznom nivou.
Zatamnjenje u vreme kada nije špic; na primjer, svjetlo može ostati uključeno pet sati nakon zalaska sunca na potrebnom izlaznom nivou prije nego što se priguši na 30 posto tog nivoa. Nivo izlaza se vraća na 100 posto do izlaska sunca dva sata prije zore.
U određeno vrijeme svjetlo će biti prigušeno ili isključeno. Na primjer, može ostati uključen do 23 sata na odgovarajućem izlaznom nivou.
Operativni profil, zajedno sa potrošnjom snage uređaja, pomaže u izračunavanju potrošnje energije preko noći i ključan je za odabir prave veličine sistema.
Najvažnija faza u razvoju solarne ulične rasvjete koja garantuje dugoročnu pouzdanost je odgovarajuća veličina. Pogledajte našu infografiku ovdje da biste razumjeli više o nauci solarnog skaliranja ili preuzmite našu sveobuhvatnu referencu na specifikacije solarne rasvjete.
