Kestev sära:Kingakarbi päikesevalgustidLäbi vihma ja sära
Shoeboxi päikeseenergia tänavavalgustid, mis on saanud nime oma kompaktse ja ristkülikukujulise kuju järgi, on meie maastikul üha enam silma peal, pakkudes jätkusuutlikku ja kuluefektiivset-valgustuslahendust. Kõigil, kes neid kaaluvad või neile toetuvad, kerkivad esile kaks kriitilist küsimust: kui kaua suudavad need pika vihmaperioodi ajal valgustada ja kui palju päikesepaistet on neil täielikuks laadimiseks vaja? Vastused peituvad nende põhikomponentide mõistmises ja õrnas tantsus energia kogumise ja tarbimise vahel.
Tormi ilmingud:Tööaeg vihmastel päevadel
Erinevalt võrgu{0}}toitega tuledest töötavad kingakarbi päikesevalgustid täielikult salvestatud energial. Nende jõudlus pilvistel või vihmastel päevadel sõltub peaaegu täielikult nende aku mahutavusest ning LED-tulede ja juhtimissüsteemide tõhususest. Ühest vastust pole, kuna käitusaeg varieerub oluliselt järgmistel põhjustel:
Aku mahutavus:Mõõdetuna vatt{0}}tundides (Wh) on see kütusepaak. Kingakarbi tulede tavaline võimsus on vahemikus 100 Wh kuni 200 Wh (või kõrgem esmaklassiliste mudelite puhul). Suurem aku salvestab rohkem energiat.
LED energiatarve:Mõõdetuna vattides (W) on see kütusekulu määr. Kingakarbi tuled kasutavad tavaliselt tõhusaid LED-e, mille võimsus on 15 W kuni 30 W täieliku heledusega töötamise ajal.
Valgustuse ajakava ja hämardamine:Paljud kaasaegsed tuled kasutavad nutikaid kontrollereid, mis hämardavad LED-e märkimisväärselt hilistel{0}}öötundidel (nt vähendavad heledust pärast südaööd 30–50%-ni) või liikumisandureid, mis säästavad oluliselt energiat.
Aku keemia ja tervis:Liitiumraudfosfaat (LiFePO4) akud, mis on nüüd kvaliteetsete tulede standardvarustuses, pakuvad suurepärast tööiga, paremat tühjenemissügavuse taluvust (sageli 80%+ kasutatav) ja säilitavad võimsust paremini kui vanemad plii{3}happetüübid. Kahjustunud aku hoiab vähem laengut.
Kontrolleri efektiivsus:Laadimist ja tühjendamist haldavas vooluringis tekib energiakadu. Kvaliteetsed-kontrollerid vähendavad seda "vampiiride äravoolu".
Eelnev laadimine:Kui täis laetud oli akuennevihma hakkas?
Vihmapäeva prognoos:
Põhiline arvutus:Võtke aku maht (nt 150 Wh) ja jagage LED võimsusega (nt 20 W). See annab ateoreetilinemaksimaalne tööaeg täis heledusega: 150 Wh / 20 W=7.5 tundi. See on aga liiga lihtsustatud.
Realistlik stsenaarium:Hämardamise graafikute tegur. Kui tuli töötab 20 W 6 tundi (päikeseloojang kuni keskööni) ja seejärel tuhmub 6 tunniks (keskööst päikesetõusuni) 8 Wni,keskminetarbimine on väiksem. Kasutades ülaltoodud näidet:
Kasutatav energia 20 W juures: 20 W * 6 h=120Wh
Kasutatav energia 8W juures: 8W * 6h=48Wh
Päevane kogutarbimine: 168 Wh
Väljakutse:150 Wh aku ei suuda toita 168 Wh! See rõhutab selle otsustavat rolliAutonoomiapäevadspetsifikatsioon. Kvaliteetsed päikesevalgustid on mõeldud kasutamiseks3 kuni 5 päeva järjestilma märkimisväärse päikesevalguseta,eeldades, et aku oli algselt täielikult laetud. Nad saavutavad selle järgmiselt:
Eelnev täistasu:Vihmaperioodi alustamine 100% täis akuga.
Agressiivne hämardamine:Vähendab märkimisväärselt väljundit{0}}madala aktiivsusega tundidel.
Tõhusad komponendid:Kahjude minimeerimine.
Kasutatava võimsuse kasutamine:LiFePO4 akud võivad ohutult kasutada suuremat osa oma nimivõimsusest.
Seetõttu peaks vihmasel/pilvisel päeval minimaalse päikeseenergia sisendiga hästi{0}}disainitud kingakarbivalgusti terve LiFePO4 akuga (nt 100–200 Wh) valgustama tavaliselt kogu öö (8–12 tundi) 3–5 päeva jooksul.tänu nutikale hämardamisele ja täislaadimisest alustamisele. Selle autonoomiaperioodi ületamisel on oht, et valgus hämardub dramaatiliselt või lülitub välja enne koitu.
Päikese kasutamine: laadimisnõuded
Aku täiendamine pärast kasutamist (ja vihmaperioode) nõuab piisavat päikesevalgust. Peamine mõõdik on siinPäikese tipptunnid (PSH). Üks PSH võrdub ühe tunni päikesevalgusega, mis annab 1000 vatti ruutmeetri kohta (standardne kiirgustihedus, mida kasutatakse päikesepaneelide hinnangute jaoks).
Laadimist mõjutavad tegurid:
Päikesepaneeli võimsus:Levinud kingakarbi paneelid on vahemikus 30 W kuni 60 W. Suurem võimsus hõivab kiiremini rohkem energiat.
Päikesepaneeli efektiivsus:Monokristallilised paneelid on standardsed ja pakuvad kõrgeimat efektiivsust (~18-22%), muutes rohkem päikesevalgust elektriks.
Päikesevalguse intensiivsus ja nurk:Optimaalne on otsene, risti asetsev päikesevalgus. Hommikune/õhtune päike, udu või saaste vähendavad efektiivset kiirgustihedust.
Laadimiskontrolleri tüüp:Maksimaalse võimsuspunkti jälgimise (MPPT) kontrollerid on palju tõhusamad (eriti vähem-kui-ideaalsetes tingimustes või pinge mittevastavuse korral) kui vanemad impulsslaiuse modulatsiooni (PWM) kontrollerid, ammutades paneelilt 10–30% rohkem energiat.
Aku tühjenemise olek:Sügavalt tühjenenud aku laadimine võtab kauem aega kui osaliselt laetud aku laadimine.
Temperatuur:Äärmuslik kuumus võib veidi vähendada paneeli tõhusust ja aku laadimise vastuvõtmist.
Hinnanguline täislaadimisaeg:
Eesmärk:Eelmisel õhtul kasutatud energia asendamiseksplussmis tahes puudujääk eelmistest päevadest. Täielikuks laadimiseks soovime taastada aku täismahtuvuse (nt 150 Wh).
Põhiline arvutus:Aku mahutavus (Wh) / päikesepaneeli võimsus=vajalik minimaalne teoreetiline PSHkui tingimused oleksid ideaalsed(150 Wh / 40 W paneel=3.75 PSH). Kuid tegelikud tingimused on harva täiuslikud.
Realistlikud nõuded:Ebatõhususe tegur (kontroller, juhtmestik, soojus, väiksem-kui-ideaalne päikesenurk/kiirgustihedus). Levinud rusikareegel on, et päikesepaneel toodab oma nimivõimsust vaid 4-5 ekvivalenttundi päevas, isegi päikesepaistelistes kohtades.
Vastus:Usaldusväärseks saavutamiseks atäislaadiminetüüpilisest öisest tühjenemise tasemest (kaasa arvatud hämardamine) nõuab üldiselt kingakarbi päikesevalgustiPäikese tipptundidel 4–8.
Ideaalsed tingimused (selge taevas, suvi, madal laiuskraad):Võib saavutada täislaadimise umbes 4–5 PSH-ga.
Keskmised tingimused (mõned pilved, hooajaline kõikumine):Tavaliselt nõuab 5-7 PSH.
Mitteoptimaalsed tingimused (kõrge laiuskraad, talv, sagedased pilved):Võib nõuda 7-8+ PSH-d või raskusi iga päev täieliku laadimisega, mis aja jooksul järk-järgult ammendab varusid.
Asukoht ja aastaaeg mõjutavad oluliselt saadaolevat PSH-d.Kõrbepiirkondades võib aastaringselt olla keskmiselt 6-8 PSH, parasvöötmes võib talvel olla 3–4 PSH ja suvel 5–6 PSH. Troopilistes piirkondades on kõrged keskmised, kuid märkimisväärsed vihmaperioodid.
Järeldus
Shoebox päikese tänavavalgustid kehastavad vastupidavust ja tõhusust. Kuigi nad ammutavad oma energiat vabalt päikesest, on nende jõudlus hoolikas tasakaal. Need on loodud mitte lõpututeks vihmasteks nädalateks, vaid sellekstöökindlus tänu tüüpilistele ilmastikutingimustele, pakkudes 3–5 ööd valgustust isegi siis, kui päike varjab, eeldusel, et need käivituvad täielikult laetuna.Nende päikesejanu on tagasihoidlik, kuid hädavajalik –4–8 tundi tugevat otsest päikesevalgusttoidab nende öist sära. Nende parameetrite – aku mahutavus, intelligentne hämardamine, autonoomia päevad ja tipp-päikesetunnid – mõistmine on võtmetähtsusega nende säästvate valvurite tõhusaks kasutuselevõtuks, tagades, et need valgustavad meie radu usaldusväärselt, olgu vihma või sära.
