EN
Проектиране на надеждни системи за слънчеви улични лампи с оптимизирано управление на батериите
Подробен анализ на влиянието на стареенето на батериите върху системите за слънчеви улични лампи
Батериите се износват поради циклирането на зареждане/разреждане на батериите в рамките на слънчевите енергийни системи. Излагането им на изтощителни температури и прекомерното им разреждане (използване на твърде много енергия) може да е вредно. Екстремните вътрешни температури могат да предизвикат химично разграждане на батериите, което води до загуба на до 20 % от полезната мощност. Освен това батериите могат да бъдат повредени от ниско състояние на заряд (дълбоко разреждане) и честото циклиране на заряда. От оперативна гледна точка много осветителни улични системи и системи за разпознаване на регистрационни номера, захранвани от батерии, не функционират както е предвидено. Например, оловно-киселинните батерии имат експлоатационен живот от 2–5 години, докато литиево-йонните батерии имат експлоатационен живот от 5–10 години. Следователно батерийните системи с качествени системи за управление на батерии (BMS) могат ефективно да управляват производителността на системата, като следят и регулират напрежението на отделните батерийни клетки и състоянието на заряд (SOC), за да се избегне прекомерното разреждане на батерийната система и да се осигури баланс на напрежението между клетките, което гарантира максимална производителност на системата. Работещата система BMS е от жизненоважно значение за оперативната производителност на батерийния модул на уличното осветление.
Протоколи за практически мониторинг, инспекция и замяна на батерии
Въвеждането на системи за управление на батериите с аларми за проследяване на напрежението, температурата и нивото на заряд е разумно решение; алармите могат да засекат потенциални проблеми, преди те да се влошат — например 12 V система, която остава под 11 V в продължение на дълъг период. Визуална инспекция за признаци на корозия, издуване на корпуса и течове от уплътненията трябва да се извършва всяка три месеца. Специално внимание трябва да се обърне на обекти, разположени в близост до морска вода, тъй като скоростта на корозия е приблизително с 30 % по-висока при наличие на морска вода. Батериите трябва да се заменят, когато капацитетът им спадне под 70 % от първоначалната им номинална стойност. За литиево-йонните модели се препоръчва замяна след 5 години. Поддържайте безпроблемната работа чрез месечно техническо обслужване — това предотвратява неочаквани проблеми и намалява общите разходи за поддръжка с течение на времето. При поръчване на резервни батерии винаги изисквайте такива с по-високи температурни класове.
Стратегии за почистване на слънчеви панели и управление на сянката за оптимална производителност
Съображения относно графика за почистване, базирани на климата, за инсталации на слънчеви улични лампи
Слънчевите панели се повреждат негативно от замърсители в околната среда, като прах, изпражнения на птици и цветен прашец от дървета. В аридни среди слънчевите панели са по-силно засегнати от тези замърсители, затова оптималният режим за почистване предвижда редовно почистване веднъж месечно. В прибрежни райони с силно изпарение и солени блата слънчевите панели стават по-подложни на корозия поради солта. За намаляване на склонността към ръждене е необходимо почистване веднъж на три месеца. Почистването не трябва да се извършва следобед, когато слънцето е силно. Почистването на слънчевите панели трябва да се извършва рано сутрин, когато слънцето не е още толкова силно и се намалява риска от пукане на стъклото. Слънчевите панели са по-уязвими към допълнително замърсяване поради изгорелите газове от автомобилите. В урбани райони поддръжката трябва да се извършва по-често, затова добър режим за почистване е веднъж на две седмици, за да се намали образуването на черен саждов нагар върху слънчевите панели. Слънчевите панели са по-уязвими към въздействието на околната среда в сравнение с други видове технологии. Наличието на прах върху слънчевите панели води до намаляване на ефективността и повишаване на температурата. Основата на диапазона от технологии, които са негативно засегнати от Luzzaro, са слънчевите панели.
Пролетта води до значително намаляване на ефективността поради праха.
Лятото води до повишаване на температурата на слънчевите панели.
Пясъкът от пустинята предизвиква повишаване на температурата и абразивност на стъклото.
При почистването на слънчевите панели използвайте само сапуни с неутрален pH. Почистването трябва да се планира, когато ефективността на слънчевите панели е под 5 % в продължение на продължителен период от време. Почистването трябва да се извършва едновременно с обрязването на дървета. Това е особено важно през зимните месеци, когато слънцето е по-ниско над хоризонта.
Приоритетна защита на основните компоненти
Основните компоненти на системите за слънчеви улични лампи се повреждат неблагоприятно от въздействието на околната среда, като например влажност, прах, сол и температурни колебания. Тези фактори ускоряват износването на системите, особено на LED лампите, контролерите за зареждане, сензорите и електрическите кабели. За запазване на добрия експлоатационен режим и намаляване на цикъла на живот на системите е необходимо да се осигури тяхната защита чрез предотвратяване на проблемите още преди те да възникнат.
Процедури за инспекция на LED-лампите, контролерите за зареждане, сензорите и електропроводката на системите за слънчеви улични светлини
Веднъж месечно трябва да се извършва визуална и функционална инспекция, за да се установят следните неща:
Визуална инспекция на LED-линзата за пукнатини, кондензация и нашествие от насекоми.
Цялостността на изолацията на електропроводката в разпределителните кутии и в местата на завършване.
Реактивността на сензорите за движение и на сензорите за околна осветеност.
Контролерът за зареждане трябва да бъде проверен дали се намира в нормалните положения на индикаторите за зареждане, плаващо напрежение и регулиране на натоварването.
Документирайте всички проблеми веднага щом възникнат. Това включва необичайни промени в цвета на печатната платка (PCB), лошо свързани контакти и необичайни реакции на сензорите. Незначителните проблеми трябва да се отстраняват незабавно, преди да се превърнат в сериозни, които могат да повлияят на работата на цялата система.
Най-добри практики за защита срещу влага и корозия във влажни и крайбрежни среди
Соленият въздух, присъстващ в крайбрежните райони, увеличава скоростта на корозията върху металните контакти, като прониква в тях със скорост, която е 5 пъти по-голяма от тази при корозията във вътрешните райони. Някои стратегии, които помагат за управлението на този процес, включват:
Използването на конформно покритие върху голи печатни платки (PCB) за отблъскване на влага.
Препоръчва се използването на болтове и други закрепващи елементи от неръждаема стомана, както и корпуси със степен на защита IP68 за всички електрически компоненти.
Използването на жертвен анод, монтиран върху конструктивни стойки, като средство за контрол на други форми на електрохимична корозия.
Силно се препоръчва използването на морски кабели с изолация от силикон или свързан полиетилен (XLPE).
Във вътрешните райони с висока влажност силно се препоръчва използването на проветрени зони с хидрофобна мембрана, която позволява влагата да съществува под формата на пара във въздуха.
Използвайте интелигентен мониторинг и поддържане, базирано на данни, за да избегнете непредвидени повреди.
Умното наблюдение променя парадигмата от реагиращо поддръжане към „умно“ и проактивно поддръжане. По време на поддръжката на слънчеви улични лампи, вместо да чакат настъпването на повреда, екипите за поддръжка могат да използват умно наблюдение, което представлява форма на проактивно поддръжане. Всяка умна единица е оборудвана с набор от интелигентни сензори, които следят множество параметри, включително състоянието на батерията, генерираната мощност, деградацията на LED-лампите и други параметри, които могат негативно да повлияят върху работата на слънчевите улични лампи, включително външни фактори. Всяка от слънчевите улични лампи е оснащена с софтуер за анализ на данни, който може да обработва тези данни и да открива аномалии, които иначе биха останали незабелязани. Например софтуерът за анализ на данни може да следи производителността и стабилността на напрежението на батерията, което може да показва надвиснала батерийна повреда. Софтуерът за анализ на данни също може да установи увеличение на генерираната енергия през деня, което може да означава наличието на препятствие, ограничаващо слънчевото въздействие върху слънчевия панел. Според научния журнал „Sustainable Facilities Journal“ (2023 г.), градовете могат да спестяват 25 % от разходите за поддръжка, както и да удължават експлоатационния живот на слънчевите улични лампи, когато преминат от поддръжка с фиксирани интервали към реагираща поддръжка. Освен това градовете са показали намаляване на разходите за ремонт по време на работа извън обичайните работни часове (т.е. след работно време, през уикенда и др.), когато уличните лампи са в експлоатация.
Често задавани въпроси
Защо управлението на батериите е важно за слънчевите улични лампи?
Ефективното управление на батериите е важно, за да се гарантира, че батериите на слънчевите улични лампи използват максимално своя срок на служба и за да се избегне отказ на батерията (т.е. пълна загуба на функционалност на слънчевата улична лампа).
Колко често трябва да се почистват слънчевите панели за оптимална производителност?
Честотата на почистване на слънчевите панели зависи от местната среда. В сухите райони панелите трябва да се почистват веднъж месечно за оптимална производителност, докато в крайбрежните райони почистването трябва да се извършва веднъж на три месеца.
При какви екологични условия се намалява животът на слънчевите улични лампи?
Срокът на служба на слънчевите улични лампи се намалява поради промени в температурата, влажността, праха и соления пръск. Тези екологични условия намаляват живота на слънчевите улични лампи, като повреждат LED-лампите и електрическата инсталация.
Каква е ползата от умното наблюдение за поддръжката на слънчевите улични лампи?
С умно наблюдение поддръжката може да се извършва само когато е необходимо, за да се поддържат слънчевите улични лампи в оптимално работно състояние, което намалява разходите за поддръжка и удължава живота на уличните лампи.