Как да оразмерите правилно слънчева улична лампа
Ние от Sol by Sunna Design сме доволни, че можем да предоставим на общностите надеждно слънчево улично осветление, така че те да могат да постигнат целите си за устойчивост, като същевременно осветяват своите паркове и обществени пространства. Нашите светлини са тествани на място, за да достигнат постоянно стандартните за индустрията нива на светлина в продължение на години без поддръжка. Какъв е процесът? Прекарваме много време, за да се уверим, че слънчевите батерии и батериите в нашите системи са с правилния размер, в допълнение към иновативен дизайн на системата и специално създадено, ефективно управление на енергията.
Правилно оразмерената слънчева осветителна система ще има точното количество слънчева енергия, съхранение на батерията и ефективност на LED осветителното тяло, за да работи при необходимите за проекта нива на светлина всяка нощ в продължение на няколко години, като същевременно осигурява резервно захранване, за да поддържа нещата в случай на неблагоприятни условия времето и избягване на необходимостта от допълнителни слънчеви панели или батерии. Това е идеалното решение – нито твърде много слънчеви компоненти, които биха направили системата твърде скъпа, нито твърде малко, което би довело до ранен отказ на системата.
Три основни компонента - здравословно съотношение масив към натоварване, достатъчен капацитет на батерията и резервно захранване, както и ефективно LED приспособление и работен профил - са необходими за правилно мащабирано, надеждно слънчево улично осветление.
Изтеглете нашето Ultimate Solar Lighting Guide, за да научите повече за оптималното оразмеряване. Тази изчерпателна справка изследва подробности за продукта и сравнения, както и как работи слънчевото осветление и защо клиентите го избират.
Съотношение на масиви към товари
Правилното оразмеряване на функционална слънчева светлина изисква балансиране на различни входове и изходи. Те включват изследване на местоположението на проекта, определяне на правилната химия и капацитет на батерията, избор на ефективно LED приспособление и работен график, поддържане на достатъчно резервно захранване на батерията в случай на лошо време и изучаване на местоположението на проекта.
Първоначално трябва да се вземе предвид съотношението масив към натоварване (ALR), директен, неразрушим критерий за проектиране на соларни осветителни системи. Това е съотношението на енергията, произведена от слънчевите панели (наричана "матрица" или входяща енергия), към енергията, използвана от осветителното тяло (наричана "натоварване" или изходяща енергия). Една осветителна система има здравословен ALR, ако улавя повече слънчева енергия през деня, отколкото използва, когато светлината светне през нощта.
Всяка инсталация на соларно осветление винаги трябва да започва с оглед на района. Количеството слънчева енергия, което достига до различни географски ширини, варира; това е известно като слънчева инсолация и се изразява в kWh/m2/ден. Средната годишна дневна слънчева енергия за Америка е показана на графиката по-долу. Както можете да видите, Калифорния и други южни щати получават много повече слънчева енергия всеки ден, отколкото Аляска и други северни щати. Това означава, че за постигане на същите нива на осветеност, северните места често ще се нуждаят от по-голям слънчев масив и допълнителни батерии, отколкото тези на юг.
Директна нормална радиация от Слънчева Америка
Местоположението на даден проект може да се използва за оценка на слънчевата енергия и капацитета на батерията на потенциална система. Неуспехът да се вземе предвид местоположението може да доведе до система, която не може да се справи със скромното търсене и да се повреди рано или до по-скъпа система с излишен слънчев капацитет. В резултат на това местоположението винаги трябва да се взема предвид първоначално.
За да скрият неефективното управление на енергията или неадекватно проектираната система, производителите могат да инсталират повече или по-големи слънчеви панели. За съжаление може да има твърде много слънчева енергия. Транспортирането и инсталирането на прекалено голяма машина струва допълнително. В зависимост от естетиката на местната градска архитектура, тя изглежда тежка и непривлекателна и увеличава напрежението от вятъра върху панелите, което налага по-големи и по-скъпи стълбове за компенсиране.
За допълнителна информация вижте нашата статия за най-добрите практики за оразмеряване на соларни панели.
2. Резервно захранване и батерии
Батериите на слънчево улично осветление определят дали ще работи или не, следователно потенциален купувач може да се тревожи за батерия, която се повреди твърде рано. Присъщият дефектен дизайн на батерия или соларна технология практически никога не е причина за преждевременната смърт на батерията. Този проблем е резултат от неправилно мащабиране на системата, лош контрол на енергията и неправилен дизайн. Тази слънчева светлина ще работи надеждно в продължение на много години, когато производителят внимателно е конструирал система, работил е върху ефективно управление на енергията и я е мащабирал с адекватна мощност на слънчевия масив и капацитет на батерията.
Основните видове батерии се използват от производителите на соларно осветление.
Оловно-киселинни: Надеждни и евтини оловно-киселинни батерии се използват от много години. Те често се използват в автомобили и в по-големи индустриални приложения, включително като болнично оборудване и системи за непрекъсваемо захранване (UPS), където достъпът до надеждно захранване при спешност е от съществено значение. Най-разпространената технология за батерии за приложения за слънчево осветление е тази.
Един от най-популярните видове акумулаторни батерии за потребителска употреба е типът никел-метал хидрид (NiMH). NiMH батериите, като All-in-One (iSSL) и All-in-Two от SOL от Sunna Design, са идеални за соларни осветителни системи, когато не се нуждаете от изключително големи батерии поради тяхната висока енергийна плътност, дълбока възможности за цикъл и широк работен температурен диапазон (UP)
Литиево-йонните (Li-ion) батерии имат най-добра енергийна плътност, като същевременно са най-скъпите от трите. Литиево-йонните батерии често се срещат в лаптопи и мобилни телефони, но също така се използват във все по-голям брой нови продукти, включително космически и военен хардуер. Един недостатък на литиево-йонните батерии е тяхната неспособност да издържат на много ниски температури (те спират да се зареждат под 32 градуса F), както и техният ограничен капацитет за рециклиране. Смята се, че по-малко от 5 процента от литиево-йонните батерии се рециклират в САЩ.
Предимствата и недостатъците на всяка химия на батерията варират в зависимост от приложението и изискванията на проекта. Тяхната отличителна дълбочина на моделите на изхвърляне е една от основните разлики на трите групи.
Делът от капацитета на батерията, който се използва, докато тя работи, се нарича дълбочина на разреждане (понякога наричана DOD). DOD ще бъде 25 процента, например, ако соларна лампа работи цяла нощ и изразходва една четвърт от капацитета на батерията си.
Разбирането на дълбочината на разреждане е важно за слънчевите приложения, тъй като влияе значително на живота на батерията или колко пъти тя може да бъде изтощена и след това презаредена. Някои химикали на батериите, като NiMH и Li-ion, могат безопасно да издържат да бъдат почти напълно разредени, преди да се наложи да бъдат презаредени. Това количество разряд би съкратило значително живота на батерията за други химикали, като оловна киселина. Капацитетът, който може безопасно да се изтощи за всеки от трите типа батерии, е показан в таблицата по-долу като пример.
Докато NiMH и Li-ion батериите могат безопасно да изтощават повече всяка нощ, оловно-киселинната батерия има допълнителното предимство да има по-голяма вградена резервна мощност поради по-краткия DOD. Ще са необходими повече батерии и цената на системата ще се повиши значително, ако система, базирана на NiMH или Li-ion, може да осигури резервно захранване наравно с решение, базирано на оловна киселина. Когато продължителните периоди на лошо време са чести, уверете се, че системата има достатъчно резервна батерия, може да помогне за подобряване на работата и издръжливостта на светлината.
Ето илюстрация как да оразмерите слънчеви батерии. Помислете за целите на този пример, че нашата слънчева светлина захранва 40-W LED осветително тяло за 14-час зимна нощ в Лос Анджелис при 100 процента яркост. Цялостното натоварване на системата ни всяка нощ би било 560 вата-часа (40 вата x 14 часа=560 ват-часа). Какъв е минималният капацитет за всеки тип батерия, при идеални условия и напълно заредена батерия в началото на нощта?
Ето някои примери за здрави и ниски системни батерии, използващи видовете батерии, изброени по-горе, така че да можем да разберем по-добре какъв трябва да бъде минималният ни капацитет на батерията.
За допълнителни подробности относно размера на батерията вижте нашата страница за резервно захранване за слънчево осветление.
3. Размерът и работният профил на LED осветителните тела
LED технологиите и соларните джаджи вървят добре. Най-енергийно ефективните осветителни тела на пазара, LED осветителните тела, направиха оборудваните със слънчева енергия осветителни системи надеждни и достъпни заместители на конвенционалното търговско осветление. Освен това ефективността на светодиодите нараства, което им позволява да произвеждат повече лумени (известни също като единици светлина), като същевременно използват по-малко енергия, отколкото в миналото. Например, при топли цветови температури като 3000K, модерното LED осветление може да осигури 160 лумена на ват. В областта на размера на слънчевата система това е добре дошъл пробив, тъй като позволява на по-малките системи да получат същите резултати като по-големите инсталации, които използват устройства с по-ниска ефективност.
Изборът на приемлив оперативен профил е друг елемент в процеса на оразмеряване на слънчевата енергия. График, известен като оперативен профил, управлява кога осветителното тяло се включва и изключва, както и дали (и кога) трябва да намали мощността си. Тези профили позволяват на производителите да настроят своите системи към специфични изисквания за управление на захранването.
Ето няколко илюстрации на типични оперативни профили:
От здрач до зазоряване (работа през цялата нощ): светлината ще остане включена през цялата нощ при същото ниво на мощност.
Затъмняване в непиковите часове; например светлината може да остане включена пет часа след залез слънце на необходимото ниво на изход, преди да бъде намалена до 30 процента от това ниво. Изходното ниво се връща на 100 процента до изгрев слънце два часа преди зазоряване.
В определено време светлината ще бъде намалена или изключена. Например, той може да остане включен до 23:00 часа при подходящо ниво на мощност.
Оперативният профил, заедно с потреблението на мощност на приспособлението, помага при изчисляването на потреблението на енергия през нощта и е от решаващо значение за избора на правилния размер на системата.
Най-важната фаза в разработването на слънчево улично осветление, за да се гарантира дългосрочна надеждност, е подходящият размер. Разгледайте нашата инфографика тук, за да разберете повече за науката за слънчевото мащабиране или изтеглете нашата изчерпателна справка за спецификациите на слънчевото осветление.
