Kuidas päikesevalgustit õigesti mõõta
Meil Sunna Designis Sol on hea meel, et saame pakkuda kogukondadele usaldusväärset päikeseenergia tänavavalgustust, et nad saaksid saavutada jätkusuutlikkuseesmärke, valgustades samal ajal oma parke ja avalikke ruume. Meie tulesid on välikatseid läbi viidud, et saavutada järjepidevalt tööstusstandardi valgustase aastaid ilma hoolduseta. Mis on protsess? Lisaks uuenduslikule süsteemikujundusele ja otstarbekohasele tõhusale energiahaldusele kulutame palju aega sellele, et meie süsteemide päikesepatareid ja akud oleksid õige suurusega.
Õige suurusega päikesevalgustite süsteemil on täpselt õige kogus päikeseenergiat, akusalvestust ja LED-seadmete tõhusust, et töötada projektis nõutud valgustasemel igal õhtul mitme aasta jooksul, pakkudes samal ajal ka varutoidet, et asjad töötaks ka raskete olukordade korral. ilmaga ja vältides vajadust täiendavate päikesepaneelide või akude järele. See on ideaalne lahendus – mitte liiga palju päikesekomponente, mis muudaks süsteemi liiga kulukaks, ega liiga vähe, mis põhjustaks süsteemi varajase rikke.
Kolm olulist komponenti – terve massiivi ja koormuse suhe, piisav aku mahutavus ja varuvõimsus ning tõhus LED-seade ja tööprofiil – on vajalikud korralikult skaleeritud ja töökindla päikesevalgusti jaoks.
Optimaalse suuruse kohta lisateabe saamiseks laadige alla meie Ultimate Solar Lighting Guide. See põhjalik viide uurib toote üksikasju ja võrdlusi, samuti seda, kuidas päikesevalgustus töötab ja miks kliendid selle valivad.
Massiivide ja koormuste suhe
Funktsionaalse päikesevalgusti õige suuruse määramine nõuab erinevate sisendite ja väljundite tasakaalustamist. Nende hulka kuuluvad projekti asukoha uurimine, õige aku keemia ja mahu määramine, tõhusa LED-seadme ja töögraafiku valimine, piisava aku varutoite hoidmine halva ilma korral ja projekti asukoha uurimine.
Algselt tuleks arvesse võtta massiivi ja koormuse suhet (ALR), mis on päikesevalgustussüsteemide projekteerimisel lihtne ja purunematu kriteerium. See on päikesepaneelide toodetud energia (mida nimetatakse "massiiviks" või energia sissevooluks) suhe valgusti kasutatavasse energiasse (mida nimetatakse "koormuseks" või energia väljavooluks). Valgustussüsteemil on terve ALR, kui see kogub päevasel ajal rohkem päikeseenergiat kui kulub öösel valguse süttimisel.
Iga päikesevalgustuse paigaldamine peaks alati algama piirkonda silmas pidades. Erinevatele laiuskraadidele jõudev päikeseenergia hulk on erinev; seda nimetatakse päikese insolatsiooniks ja seda väljendatakse kWh/m2/päevas. Ameerika keskmine aastane päevane päikeseenergia on näidatud alloleval graafikul. Nagu näete, saavad California ja teised lõunaosariigid iga päev palju rohkem päikeseenergiat kui Alaska ja teised põhjaosariigid. See tähendab, et sama valgustaseme saavutamiseks vajavad põhjapoolsed alad sageli suuremat päikesepatarei ja lisapatareisid kui nende lõunapoolsed kohad.
Otsene tavaline kiirgus Päikese-Ameerikast
Projekti asukohta võib kasutada potentsiaalse süsteemi päikeseenergia ja aku võimsuse hindamiseks. Asukoha arvestamata jätmine võib põhjustada süsteemi, mis ei tule toime tagasihoidliku nõudlusega ja ebaõnnestub varakult, või kulukamas süsteemis, millel on üleliigne päikeseenergia. Sellest tulenevalt tuleks alguses alati arvesse võtta asukohta.
Ebaefektiivse energiahalduse või ebapiisavalt projekteeritud süsteemi varjamiseks võivad tootjad paigaldada rohkem või suuremaid päikesepaneele. Kahjuks võib päikeseenergiat olla liiga palju. Liiga suure masina transportimine ja paigaldamine maksab lisatasu. Sõltuvalt kohaliku linnaarhitektuuri esteetikast tundub see raske ja ebaatraktiivne ning suurendab paneelide tuulekoormust, mistõttu on kompenseerimiseks vaja suuremaid ja kallimaid poste.
Lisateabe saamiseks vaadake meie artiklit päikesepaneelide suuruse määramise parimate tavade kohta.
2. Varutoide ja akud
Päikese tänavavalgusti akud määravad ära, kas see töötab või mitte, mistõttu võib potentsiaalne ostja muretseda liiga varakult rikkiva aku pärast. Aku või päikeseenergia tehnoloogia oma olemuselt vigane disain ei ole praktiliselt kunagi aku enneaegse hävimise põhjus. See probleem on tingitud vigasest süsteemi skaleerimisest, halvast energiakontrollist ja valest disainist. See päikesevalgusti töötab usaldusväärselt palju aastaid, kui tootja on süsteemi hoolikalt üles ehitanud, töötanud tõhusa energiahalduse kallal ja suurendanud selle piisava päikeseenergia võimsuse ja aku mahuga.
Peamisi patareitüüpe kasutavad päikesevalgustuse tootjad.
Plii-hape: usaldusväärseid ja odavaid pliiakusid on kasutatud juba aastaid. Neid kasutatakse sageli autodes ja suuremates tööstuslikes rakendustes, sealhulgas haiglaseadmete ja katkematu toiteallika (UPS) süsteemidena, kus hädaolukorras on oluline juurdepääs usaldusväärsele toiteallikale. Kõige levinum päikesevalgustuse rakenduste akutehnoloogia on see.
Üks populaarsemaid taaslaetavaid akutüüpe tarbijate jaoks on nikkel-metallhüdriid (NiMH) akutüüp. NiMH-akud, nagu kõik-ühes (iSSL) ja kõik-kaks-akud firmalt Sunna Design, on ideaalsed päikesevalgustussüsteemide jaoks, kui te ei vaja nende suure energiatiheduse ja sügavuse tõttu eriti suuri akupankasid. tsükli võimalused ja lai töötemperatuuri vahemik (UP)
Liitiumioonakudel (Li-ion) on parim energiatihedus, samas kui need akud on kolmest kõige kallimad. Liitium-ioonakusid leidub sageli sülearvutites ja mobiiltelefonides, kuid neid kasutatakse ka üha uutes toodetes, sealhulgas lennunduses ja sõjalises riistvaras. Liitium-ioonakude üheks puuduseks on nende võimetus taluda väga külmasid temperatuure (alla 32 °F lakkavad laadimise), samuti nende piiratud ringlussevõtu võimsus. Arvatakse, et USA-s võetakse ringlusse vähem kui 5 protsenti liitiumioonakudest.
Iga akukeemia eelised ja puudused sõltuvad rakendusest ja projekti nõuetest. Nende eristav tühjendusmustrite sügavus on üks kolme rühma peamistest erinevustest.
Aku töötamise ajal ära kasutatud osa aku mahust nimetatakse tühjenemissügavuseks (mõnikord nimetatakse seda ka DOD-ks). DOD oleks näiteks 25 protsenti, kui päikeselamp töötaks terve öö ja kasutaks veerandi oma aku mahust.
Tühjenemise sügavuse mõistmine on päikeseenergia rakenduste jaoks oluline, kuna see mõjutab oluliselt aku tsükli kestust või seda, mitu korda saab seda tühjendada ja seejärel uuesti laadida. Mõned akud, nagu NiMH ja Li-ion, võivad enne uuesti laadimist peaaegu täielikult tühjeneda. Selline tühjenemise kogus lühendaks oluliselt aku tsükli eluiga muude kemikaalide, näiteks pliihappe puhul. Iga kolme akutüübi puhul ohutult tühjendatud mahutavus on näidatud allolevas tabelis näitena.
Kuigi NiMH- ja liitiumioonakud võivad igal õhtul ohutult rohkem tühjeneda, on pliiaku lisaeelis, kuna sellel on lühema DOD tõttu suurem sisseehitatud varuvõimsus. Vaja oleks rohkem akusid ja süsteemi maksumus tõuseks märkimisväärselt, kui NiMH- või liitiumioon-põhine süsteem suudaks pakkuda varutoidet samaväärselt plii-happepõhise lahendusega. Kui halb ilm on sagedased, võib süsteemi piisava varuaku võimsuse tagamine aidata parandada valguse tööd ja vastupidavust.
Siin on näide päikesepatareide suuruse määramisest. Mõelge selle näite huvides sellele, et meie päikesevalgusti toidab 40-vatist LED-valgustit 14-tunniseks talveööks Los Angeleses 100-protsendilise heledusega. Meie süsteemi üldine koormus igal õhtul oleks 560 vatt-tundi (40 vatti x 14 tundi=560 vatt-tundi). Kui suur on iga akutüübi minimaalne võimsus, eeldades ideaalseid tingimusi ja täislaetud akut öö hakul?
Siin on mõned näidised terve ja madala süsteemi aku kohta, kasutades ülaltoodud akutüüpe, et saaksime paremini mõista, milline peaks olema meie aku minimaalne võimsus.
Lisateavet aku suuruse kohta leiate meie lehelt päikesevalgustuse varutoiteallika kohta.
3. LED-seadmete suurus ja tööprofiil
LED-tehnoloogiad ja päikesevidinad sobivad hästi. Turu kõige energiasäästlikumad valgustid, LED-valgustid, on muutnud päikeseenergiaga varustatud valgussüsteemid usaldusväärseks ja soodsaks asenduseks tavapärasele kommertsvalgustusele. Lisaks kasvab LED-ide efektiivsus, mis võimaldab neil toota rohkem luumeneid (tuntud ka kui valgusühikud), kasutades samal ajal vähem energiat kui varem. Näiteks soojal värvitemperatuuril (nt 3000K) võib kaasaegne LED-valgustus pakkuda 160 luumenit vati kohta. Päikesesüsteemi suuruse osas on see teretulnud läbimurre, kuna see võimaldab väiksematel süsteemidel saada samu tulemusi kui suuremate seadmete puhul, mis kasutavad madalama efektiivsusega seadmeid.
Vastuvõetava tööprofiili valimine on veel üks element päikeseenergia suuruse määramise protsessis. Tööprofiilina tuntud ajakava reguleerib valgusti sisse- ja väljalülitamist ning seda, kas (ja millal) on vaja oma võimsust vähendada. Need profiilid võimaldavad tootjatel kohandada oma süsteeme konkreetsete toitehaldusnõuetega.
Siin on mõned tüüpiliste tööprofiilide illustratsioonid:
Hämarusest koiduni (töötamine kogu öö): tuli põleb kogu öö samal võimsustasemel.
Mitte tipptundidel hämar; Näiteks võib valgus jääda vajalikul väljundtasemel põlema viieks tunniks pärast päikeseloojangut, enne kui see hämardub 30 protsendini sellest tasemest. Väljundi tase taastub 100 protsendile kuni päikesetõusuni kaks tundi enne koitu.
Teatud ajahetkel valgustus tuhmub või kustub. Näiteks võib see sobival väljundtasemel sisse lülitada kuni kella 23ni.
Tööprofiil koos kinnitusdetaili võimsustarvega aitab arvutada üleöö energiatarbimist ja on süsteemi õige suuruse valimisel otsustava tähtsusega.
Kõige olulisem etapp päikeseenergia tänavavalgusti väljatöötamisel, et tagada pikaajaline töökindlus, on õige suurus. Vaadake meie infograafikut siin, et saada rohkem teavet päikeseenergia skaleerimise teaduse kohta, või laadige alla meie põhjalik viide päikesevalgustuse spetsifikatsioonidele.
