Ինչպես լուծել LED արևային փողոցային լույսերի ցածր լիցքավորման խնդիրը ձմռանը։

Ձմեռային լիցքավորման լուծումներ LED արևային փողոցային լուսավորության համակարգերի համար սառը կլիմայական պայմաններում

Ձմեռը ցանկացած համակարգի համար ամենածանր շահագործման պայմաններն է led սոլարային փույտ կարճացած լուսավորության տևողությունը նվազեցնում է առկա արեգակնային էներգիայի ընդհանուր քանակը: Արեգակի ցածր անկյունները մեծացնում են մթնոլորտում ճանապարհի երկարությունը, ինչը նվազեցնում է ճառագայթման ինտենսիվությունը սարքի մակերեսին: Ձյան ծածկույթը արտացոլում է լույսի մի մասը հորիզոնտական տեղադրված սարքերից դեպի այլ ուղղություն: Եվ կարևորագույնը՝ ցածր ջերմաստիճանները դանդաղեցնում են բատարեակի ներսում էլեկտրաքիմիական ռեակցիաները՝ հենց այն ժամանակ, երբ համակարգը ամենաշատը կարիք ունի յուրաքանչյուր հասանելի վատտ-ժամի: Ձմեռային լիցքավորման պակասի լուծումը պահանջում է այս գործոնների յուրաքանչյուրի հաշվառում բաղադրիչների ընտրության և համակարգի կարգավորման միջոցով. չկա մեկ այնպիսի լուծում, որը միաժամանակ համակշռի բոլոր դրանք:

Ինչու՞ ձմեռային լիցքավորումը ձախողվում է

Արեգակնային երկրաչափության խնդիրը

Ձմեռային հավասարարության ժամանակ 45° հյուսիսային լայնության վրա արեգակը հասնում է միայն 21.5° բարձրության: Արեգակնային լույսը մոտավորապես երեք անգամ ավելի երկար ճանապարհ է անցնում մթնոլորտում, քան ամառը, իսկ լուսավորության տևողությունը կրճատվում է 8–9 ժամի: Օրվա ընթացքում սարքի մակերեսին ընկնող արեգակնային ճառագայթման ընդհանուր քանակը կարող է նվազել ամառային արժեքների 25–30 %-ի:

Այս 100 վատտանոց սարքը ամառը կարող է հավաքել 500 վատտ-ժամ, իսկ մաքուր ձմեռային օրը՝ միայն 120–150 վատտ-ժամ, իսկ ամպամած եղանակին՝ 50–80 վատտ-ժամ։ 60 վատտանոց LED լուսավորությունը, որը աշխատում է 12 ժամ, ամեն գիշեր պետք է ստանա 720 վատտ-ժամ — ինչը ստեղծում է պակաս, որը ավելի է խորանում ամեն ամպամած օրը։

Բատարեակների քիմիական բաղադրությունը ցածր ջերմաստիճաններում

LiFePO4 բատարեակները ցածր ջերմաստիճաններում զգալիորեն նվազեցնում են իրենց հզորությունը՝ -10°C-ում 70–80 %-ով, իսկ -20°C-ում՝ 50–60 %-ով։ BMS-ը այս երևույթը ավելի է սրում՝ արգելելով լիցքավորումը 0°C-ից ցածր ջերմաստիճաններում՝ լիթիումի պլաստինավորման կանխարգելման համար, այսինքն՝ բատարեակը չի կարող ընդունել լիցք ամենասառը առավոտյան ժամերին, երբ արևի լույսը առաջին անգամ հայտնվում է։

Հյուսիսային Չինաստանում գտնվող մեկ համայնք 300 սովորական ցանցից սնվող փողոցային լույսեր փոխարինեց LED արեւային փողոցային լույսերով գյուղական ճանապարհների երկայնքով, որտեղ էլեկտրական ցանցի ընդլայնումը արժեզրկված էր: Առաջին ձմեռը ցույց տվեց, որ ճանապարհի հյուսիսային կողմի հատվածներում լույսերը մարում էին ժամը 2-ին՝ մոտավորապես 4 ժամ առաջ նշված արևածագի անջատման ժամանակից: Վերլուծությունը ցույց տվեց, որ ֆոտովոլտային մակերեսները չափված էին տարվա միջին արեւային ճառագայթման համար, այլ ոչ թե ձմեռային նվազագույնի համար, իսկ LiFePO4 մարտկոցները չունեին ցածր ջերմաստիճանում լիցքավորման պաշտպանություն: Նախագծի թիմը Haisiou Lighting-ի հետ համատեղ վերակառուցեց այդ միավորները՝ տեղադրելով մեծացված ֆոտովոլտային մակերեսներ, մարտկոցների տաքացման տարրեր և MPPT կառավարիչներ: Հաջորդ ձմեռը 96 %-ը միավորների ամբողջ գիշերվա աշխատանքը պահպանեց ամենասառը ամիսների ընթացքում:

Ձմեռային աշխատանքի գործնական լուծումներ

Ֆոտովոլտային մակերեսը մեծացնել ամենավատ ամսվա համար

Համակարգի չափսավորումը պետք է իրականացվի դեկտեմբերյան կամ հունվարյան ճառագայթման տվյալներով, ոչ թե տարեկան միջիններով: 40° լայնությունից վեր տեղադրված համակարգերի դեպքում տարեկան միջին պայմաններում հաշվարկված պանելի վատտային հզորությունը պետք է բազմապատկել 1.5–2.0-ով: Ամառային չափավորման ավելցուկը կառավարվում է լիցքավորման կարգավորիչով:

Իրականացնել բատարեային ջերմային կառավարում

Լուսավորման սարքի ներսում տեղադրված բատարեային փաթեթները օգտվում են LED-ների արտադրած թափոնների ջերմությունից գիշերային շահագործման ժամանակ՝ էլեկտրական մուտքի մոտավորապես 15–20 %-ը վերածվում է ջերմության: Այս պասիվ տաքացումը սովորաբար պահում է բատարեային ջերմաստիճանը 5–10°C-ով բարձր, քան շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը:

Ավելի ցուրտ տեղադրումների դեպքում ակտիվ տաքացումը լիցքավորման հոսանքը շեղում է դիմադրության տարրի վրա, իսկ հզորությունը բջիջներին ուղարկվում է միայն այն դեպքում, երբ փաթեթը հասնում է անվտանգ ջերմաստիճանի: Օրական լիցքավորման 5–10 %-ը կազմում է էներգիայի ծախսը:

Պանելի անկյունը և ձյան կառավարումը

Ձմեռային վահանակի անկյունը պետք է լինի լայնությունը գումարած 15° Հյուսիսային կիսագնդում: Ավելի սուր թեքումը օգնում է ձյունին սահել վահանակից, իսկ ջրամերժ ծածկույթները նվազեցնում են սառցի կպչունությունը: Ինտեգրված տաքացման տարրերը կարող են ակտիվորեն հալեցնել ձյունը կրիտիկական տեղադրումներում:

Haisiou Lighting-ը առաջարկում է LED արեգակնային փողոցային լուսավորության լույսեր՝ սառը կլիմայի համար նախատեսված, որոնք օգտագործում են LiFePO4 մարտկոցներ, MPPT կառավարիչներ և առաջարկում են մարտկոցի տաքացման և մեծացված միաբյուրեղային վահանակների ընտրանք:

Հաճախ տրվող հարցեր

Ինչու՞ է իմ արեգակնային փողոցային լուսավորության լույսը չի աշխատում ձմեռային գիշերների ընթացքում:

Ամենատարածված պատճառը արեգակնային վահանակի չափի սխալ ընտրությունն է՝ հաշվարկված ամառային կամ տարեկան միջին պայմանների համար, այլ ոչ թե ձմեռային նվազագույն արեգակնային ճառագայթման համար: Մյուս պատճառներն են՝ մարտկոցի տարողության աստիճանական նվազումը կրկնվող խորը վերալիցքավորման ցիկլերի պատճառով, վահանակի մակերեսի աղտոտվածությունը, որը նվազեցնում է լիցքավորման հոսանքը, և մարտկոցի ջերմաստիճանի անկումը լիցքավորման կտրման սահմանից ցածր վաղ առավոտյան ժամերին:

Որքան պետք է մեծացնել արեգակնային վահանակի չափը ձմեռային պայմանների համար:

Բազմապատկեք տարեկան միջին պայմանների համար հաշվարկված սալիկների հզորությունը 1,5–2,0-ով 40° լայնությունից բարձր տեղադրումների համար: Ճշգրիտ բազմապատկիչը կախված է տեղադրման վայրի դեկտեմբերյան օրական առավելագույն արեւային ժամերից և տարեկան միջինից: Մասնագիտական արեւային ճառագայթման տվյալների բազան տրամադրում է վայրին հատուկ տվյալներ ճշգրիտ չափսավորման համար:

Կարո՞ղ են LiFePO4 մարտկոցները լիցքավորվել սառցային եղանակին:

Ստանդարտ LiFePO4 մարտկոցները չպետք է լիցքավորվեն, երբ բջիջների ջերմաստիճանը ցածր է 0°C-ից: Ինտեգրված ցածր ջերմաստիճանի պաշտպանությամբ մարտկոցները կարգավորում են լիցքավորումը, մինչև բջիջները տաքանան սահմանային ջերմաստիճանից վեր: Ինքնատաքացման հնարավորությամբ մարտկոցները լիցքավորման հոսանքի մի մասն օգտագործում են բջիջները նախապես տաքացնելու համար, այնուհետև սկսում են սովորական լիցքավորումը՝ դարձնելով դրանք հարմար տարվա ցանկացած ժամանակաշրջանում սառը կլիմայում օգտագործելու համար:

Ինչու՞ է իմ արեւային լույսը ավելի քիչ լիցքավորվում ամպամած ձմեռային օրերին:

Ամպամածությունը նվազեցնում է ուղիղ արեւային ճառագայթման մակարդակը 70–90%-ով: Դա համատեղված է ձմեռային կարճ լուսավորված ժամանակով եւ արեւի ցածր անկյունով, ինչի արդյունքում օրական ընդհանուր էներգիայի հավաքագրումը կարող է նվազել մինչեւ պանելների նոմինալ արտադրողականության 10–20%-ը: MPPT լիցքավորման կառավարիչը օգնում է առավելագույնի հասցնել հասանելի ցրված լույսից ստացվող հզորությունը, սակայն չի կարող հատուցել հիմնարար անբավարար պանելների չափսը:

Ինչպե՞ս պետք է սպասարկել արեւային փողոցային լուսավորությունը ձյան շրջաններում:

Ձմեռային ամիսների համար պանելների թեքությունը սահմանեք լայնության աստիճանից 15°-ով ավելի բարձր՝ առավելագույն էներգիայի հավաքագրման եւ ձյան մակերեւույթից ավելի հեշտ հեռացման համար: Ձյան տեղումներից հետո մաքրեք պանելները երկարացված ձողով եւ մեղմ խոզանակով՝ խուսափելով մետաղե սրվակներից, որոնք կարող են վնասել պանելների մակերեւույթը: Ընտրեք հիդրոֆոբ ծածկույթով պանելներ եւ կարող եք նաեւ մտածել ինտեգրված տաքացման տարրերի մասին կրիտիկական տեղակայումների համար, որտեղ սպասարկման հասանելիությունը սահմանափակ է:

Ի՞նչ անկյունով պետք է տեղադրել արեւային պանելները ձմեռային շրջաններում:

Հյուսիսային կիսագնդում ձմեռային պանելի թեքումը պետք է լինի լայնությունը գումարած 10–15°: 45° հյուսիսային լայնության վրա սա նշանակում է 55–60° թեքման անկյուն: Ճշմարիտ հարավային ուղղվածությունը մաքսիմալացնում է օրական ընդհանուր էներգիայի հավաքումը: Կարգավորելի մուտքադրման սայլակները թույլ են տալիս տարվա ընթացքում անկյան փոփոխություն՝ ձմեռը ավելի սուր, ամառը՝ ավելի թեք, որպեսզի օպտիմալացվի տարվա ընթացքում աշխատանքը: