Ինչ գործոններ են ազդում արևային փողոցային լուսավորության աշխատանքի ժամանակի վրա

Արևային պանելի մուտքը. էֆեկտիվություն, դիրքավորում և լուսավորվածություն

Պանելի էֆեկտիվության, վատտային հզորության ցուցանիշի, թեքության/ազիմուտի ազդեցությունը օրական էներգիայի կլանման վրա

Չնայած մեծ հզորությամբ պանելները կլանում են ավելի շատ արեգակնային լույս, դրանց լիարժեք հնարավորություններին հասնելու հավանականությունը կախված է դրանց տեղադրման վայրից: Հիմնականում Հյուսիսային Ամերիկայում մշտական արեգակնային պանելների տեղադրման դեպքում դրանց իրական հարավային ուղղությունը (որը չպետք է շփոթել կոմպասի հարավի հետ) և տեղանքին համապատասխան պտտման անկյան ճշգրտումը կարող են զգալիորեն բարելավել տարեկան էներգիայի կլանումը: Մեղմացված են նաև եղանակային պանելների անկյան ճշգրտումները: Ձմեռային ամիսներին, երբ արեգակը ցածր է երկնքում, պանելների անկյունը մեծացնելով՝ կարելի է ավելի շատ արեգակնային լույս ստանալ: Ամռանը ցածր անկյունը կարող է բարելավել լույսի կլանումը: Այս պայմաններում լավագույն պանելները միաբյուրեղային սիլիցիումից են (22–24 % էֆեկտիվությամբ): Այս պանելները կարող են մատակարարել փողոցային լույսերի էներգիա և ապահովել դրանց ավելի կարճ աշխատանքային ժամանակ:

Կեղտոտման, ստվերավորման և եղանակային արեգակնային ճանապարհի ազդեցությունը վստահելի լիցքավորման վրա

Շրջակա միջավայրի պայմանները չափելի բացասական ազդեցություն են ունենում արևային վահանակների համակարգերի աշխատանքի վրա, իսկ դեգրադացիան տեղի է ունենում որոշակի օրինաչափությամբ և ժամանակի ընթացքում կուտակվում է: Արևային վահանակների ծառերի կամ շենքերի կողմից նույնիսկ մասնակի ստվերավորումը կարող է առաջացնել 50%-ից ավելի հզորության կորուստ՝ պայմանավորված վահանակների ներսում արևային բջիջների միմյանց հետ միացմամբ: Բացի այդ, արևային վահանակները արագ կեղտոտվում են, իսկ դրանց կեղտոտվելու հետ մեկտեղ դրանց արդյունավետությունը 3 ամսվա ընթացքում (կամ եռամսյակային) նվազում է 15–25%-ով: Այս խնդրի նվազեցման համար կարելի է կիրառել հատուկ կեղտավարական ծածկույթներ: Նաև ավելի մեծ բարդություն է ավելացնում ամբողջ տարվա ընթացքում արևի սեզոնային շարժման հաշվառումը: Ձմեռվա օրերի համեմատ ամառվա օրերին ավելի շատ արև կա, այսինքն՝ ձմեռային ամիսներին հավաքվում է ավելի քիչ արևային էներգիա: Այս դեպքում արևային վահանակների աշխատանքը նվազում է 40%-ով, այսինքն՝ հավաքվում է ավելի քիչ արևային էներգիա, իսկ ամառվա օրերին ավելի շատ է արևային էներգիան և ամառվա օրերը երկար են (արևը երկնքում ավելի բարձր է): Բացի այդ, արևային վահանակների օպտիմալ աշխատանքի ապահովման, ինչպես նաև դրանց հուսալի և ապահովված աշխատանքի ապահովման համար՝ նվազագույն աշխատանքային մակարդակի սահմաններում, անհրաժեշտ է նաև ապահովել արևային վահանակների արդյունավետ և հուսալի աշխատանքի իրականացումը: Արևային վահանակների համակարգերը ապահովում են, որ արևային էներգիայով աշխատող լույսերը ամբողջ գիշեր մնան վառված:

Բատարեային համակարգ. Հզորություն, քիմիական կազմը և ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար նվազող հզորություն

Լիթիումային և ածխածնային-թթվային բատարեաներ. Օգտագործելի հզորություն, լիցքաթափման խորություն և գիշերային աշխատանքի տևողության փոխհարաբերություններ

Լիթիումային բատարեաները կարող են ապահովել ընդհանուր հզորության 80–90 տոկոսի չափով օգտագործելի հզորություն, իսկ ածխածնային-թթվային բատարեաները՝ միայն 50 տոկոս: Սա նշանակում է, որ ածխածնային-թթվային բատարեաները կարող են լիցքաթափվել միայն այդ սահմաններում, իսկ լիթիումային բատարեաները՝ շատ ավելի շատ: Գործնականում սա նշանակում է ավելի երկար աշխատանքային ժամանակ ապահովող ավելի երկար ծառայության ժամանակ: Օրինակ՝ դիտարկենք 100 Ա·ժ լիթիումային բատարեան:

Սովորաբար այն կարող է մատակարարել էներգիա LED լույսերի համար 10 ժամից ավելի երկար։ Նույն չափի կապար-թթվային մարտկոցը կարող է մատակարարել էներգիա LED լույսերի համար միայն 6–7 ժամ, այնուհետև անհրաժեշտ է վերալիցքավորել։ Լիթիումային մարտկոցները կարող են դիմանալ ավելի շատ օգտագործման, քանի որ դրանք կարող են ավելի լավ դիմանալ լիցքի ամբողջական սպառմանը, իսկ կապար-թթվային մարտկոցները պետք է օգտագործել ավելի զգույշ, որպեսզի խուսափեն արագ սուլֆացիայից։ Դա նշանակում է, որ կապար-թթվային մարտկոցները ունեն կարճ աշխատանքային ժամկետ, իսկ թեև լիթիումային մարտկոցները սկզբում ավելի թանկ են, սակայն դրանք արժանի են ներդրման՝ էներգիայի արտադրության և աշխատանքային ժամկետի համար։ Դա հատկապես ճշմարիտ է արևային էներգիայով աշխատող փողոցային լույսերի դեպքում, քանի որ դրանք պետք է ամեն գիշեր աշխատեն։

Արևային փողոցային լուսավորության մեջ մետաղական համակարգերի ապակայման գործընթացը շատ մեծ չափով կախված է ջերմաստիճանից: Դաշտային փորձարկումների ժամանակ ցույց է տրվել, որ մետաղական համակարգի տարողությունը կարող է նվազել մինչև 30%՝ ջերմաստիճանի չափից շատ բարձրացման պատճառով: Բոլոր մյուս գործոնները հավասարեցնելու դեպքում կապար-թթվային մետաղական համակարգերը մոտավորապես երկու անգամ ավելի արագ են ապակայվում, քան լիթիումային մետաղական համակարգերը: Օրինակ՝ մոտավորապես 500 լրիվ լիցքավորման և ավարտական միացման ցիկլերից հետո կապար-թթվային մետաղական համակարգերը միջինում կազմում են իրենց սկզբնական տարողության մոտավորապես 60%-ը, իսկ լիթիումային մետաղական համակարգերը՝ 80–85%-ը: Ի՞նչ է դա նշանակում: Դա նշանակում է, ո что լույսերը կավելի քիչ ժամանակ կաշխատեն: Ձմռանը հին մետաղական համակարգերը կարող են ապահովել 20–40%-ով ավելի կարճ աշխատանքային ժամանակ, հենց այն պահին, երբ ավելի երկար աշխատանքային ժամանակ է ամենաշատ անհրաժեշտ: Երբ մետաղական համակարգերը շահագործվում են 15–35 °C-ից դուրս ջերմաստիճաններում, ապակայման գործընթացը արագանում է: Հենց դրա համար էլ կարևոր է ընտրել տեղական կլիմայի համար նախատեսված մետաղական համակարգեր: Որոշ յուրահատուկ լիթիումային մետաղական համակարգեր նախատեսված են ավելի լավ աշխատելու սառը կլիմայական պայմաններում և արժանի են ներդրման այն շրջաններում, որտեղ ձմռանը տեղի են ունենում ծանր եղանակային պայմաններ:

Իմաստուն կառավարիչները նաև օգնում են պահպանել մարտկոցների առողջությունը և լույսերի երկարատև աշխատանքը՝ օգտագործելով ներդրված ալգորիթմներ, որոնք վերլուծում են ընթացիկ լիցքավորման մասին տեղեկատվությունը և մոտակա մի քանի օրվա ընթացքում սպասվող եղանակի, ջերմաստիճանի և նախորդ արեւային պայմանների հիման վրա գնահատված հասանելի լիցքի մասին տվյալները: Ջերմաստիճանի համապատասխանեցման հատկությունը կանխում է մարտկոցի չափից ավելի կամ չափից պակաս լիցքավորումը: Հարմարվողական մթնության կարգավորումը 50 %-ով նվազեցնում է LED-ների պայծառությունը և ապահովում անհրաժեշտ անվտանգությունը: Կառավարիչները երկարացնում են լիթիումային մարտկոցների սպասվող աշխատանքային ժամկետը 25 %-ով՝ սահմանափակելով լիցքավորումը 80 %-ի մեջ 35°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում և երկարացնելով լիցքավորման ցիկլը: Շարժման զգայիչների և մթնության կարգավորման համադրությունը ապահովում է տարվա բոլոր եղանակներում 8–12 ժամ լուսավորություն և 30–50 %-ով նվազեցնում է սպառվող էներգիայի քանակը:

Շարժման զգայիչները, ժամանակի վրա հիմնված մթնության կարգավորումը և առաջադեմ LED-ները կարող են նվազեցնել արեւային փողոցային լույսերի էներգիայի պահանջը:

Լուսավորման համակարգերում շարժման սենսորների ավելացումը նվազեցնում է էներգիայի օգտագործումը 40 տոկոսով, քանի որ համակարգը ամբողջական հզորությամբ և ամբողջական պայծառությամբ աշխատում է միայն այն դեպքում, երբ մեկը մտնում է շարժման սենսորի շառավղի մեջ: Մեկ այլ հիասքանչ էներգիայի խնայման հատկություն է ժամանակի վրա հիմնված մթնության կարգավորումը, որի դեպքում համակարգը օրվա որոշակի ժամերին ավտոմատ կերպով նվազեցնում է լույսերի պայծառությունը: Օրինակ՝ գիշերվա 12:00-ին լույսերը կարող են մթնեցվել մինչև 30 տոկոս, իսկ առավոտյան 6:00-ին ավտոմատ կերպով բարձրացվել մինչև 70 տոկոս՝ ապահովելու համար, որ լույսերը բավարար պայծառ լինեն առավոտյան ճանապարհորդների համար տեսանելի լինելու համար: Այլ կողմից, վերջերս արտադրված LED-ները կարող են արտադրել 180–200 լյումեն/վատ տեխնիկական ցուցանիշով: Սա նշանակում է, որ LED-ները ավելի բարձր էներգախնայող են և օգտագործում են մոտավորապես 50 տոկոսով պակաս էներգիա, քան ավանդական HID և ֆլուորեսցենտ լուսավորման տեխնոլոգիաները: Բացի այդ, հատուկ նախագծված լուսավորման սարքերը ապահովում են հիասքանչ էֆեկտիվություն՝ ջերմությունը հեռացնելով, երբ ջերմաստիճանը հասնում է 45 °C-ի: Վերը նշված բոլոր տարրերի համատեղ կիրառումը ցույց է տալիս, որ իմացուն տեխնոլոգիաները և արեգակնային էներգիայով աշխատող փողոցային լույսերը կարող են հուսալիորեն աշխատել հինգ հաջորդական ամպամած օրեր շարունակ, այսպիսով համայնքներին առաջին անգամ ապահովելով էներգիայից անկախ համակարգեր:

Ինչպես են աշխարհագրական դիրքը և կլիման ազդում համակարգի հավաստիության վրա

Արևային փողոցային լուսավորության աշխատանքը մեծապես կախված է երկրագիտական գործոններից: Լիթիումային մարտկոցների դեպքում ջերմաստիճանը սառցակալման կետից ցածր լինելու դեպքում մարտկոցի մի մասը ժամանակավորապես կորցվում է: Ջերմ կլիմայական պայմաններում մարտկոցի էներգիայի կորուստը և աստիճանաբար վատացումը ավելի արագ են տեղի ունենում: Ծովային միջավայրերում, որտեղ օդը աղի է, այդ աղը կարող է կոռոզիայի ենթարկել էլեկտրական բաղադրիչներ, ինչպես օրինակ՝ միացման տուփերը և կառավարիչները: Եթե համակարգերի նկատմամբ լրացուցիչ սպասարկում չի իրականացվում, դրանց աշխատանքային ժամկետը կրճատվում է: Լեռնային շրջաններում և հեռավոր հյուսիսում ձմեռային ամիսներին մթության տևողությունը մեծանում է, իսկ ձյան կուտակումները՝ ավելի շատ, որը կարող է արեգակնային լույսը արգելափակել և ջերմությունը պահել՝ սառույցը հալեցնելու համար: ԱՄՆ-ի էներգետիկ դեպարտամենտը կատարել է հետազոտություններ, որոնց մեջ ընդգծվում է համայնքներում տեղի ունեցող եղանակային երևույթների (տրոպիկական փոթորիկներից մինչև ավազային փոթորիկներ և ձմեռային սառեցման-հալման ցիկլեր) համար իմաստավորված պլանավորման անհրաժեշտությունը: Իմաստավորված պլանավորումը ներառում է մի շարք հիմնարար քայլեր, այդ թվում՝...

Սառը պայմաններում գործարկվող լիթիումային մարտկոցների (-20°C) նույնացում հյուսիսային շրջաններում օգտագործման համար:

Ծովային դասի ստայնլես պողպատի կամ ալյումինե համաձուլվածքների նույնացում՝ ավելի բարձր կոռոզիայի դիմացկունությամբ, որոնք նախատեսված են ափամերձ կամ խոնավ կլիմայական պայմաններում օգտագործման համար:

Կառուցվածքային քամու բեռնվածության գնահատականների բարձրացման տեղերի նույնացում ցիկլոնների կամ թայֆունների հաճախ տեղի ունեցող շրջաններում:

Այն տեղերի նույնացում, որտեղ հարթակների թեքման անկյունները կարող են լինել 45° կամ ավելի մեծ, իսկ մակերևույթները՝ անհարթ և չեն պահում ձյունը, որպեսզի այն հեշտությամբ սահի:

Արեւային փողոցային լուսավորության մշակումը կլիմայական շրջանների համար կնվազեցնի աշխատաժամի 40%-անոց նվազումը ձմեռվա և ամառվա գագաթնակետային շրջաններում՝ հիմնված NREL-ի մանրցանցի աշխատանքային տվյալների վրա:

Հարցեր և պատասխաններ

Ի՞նչ են մեկբյուրեղային սիլիցիումի պանելների օգտագործման առավելությունները:

Մեկբյուրեղային սիլիցիումի պանելները 22–24 % էֆեկտիվ են, այսինքն՝ դրանք արդյունավետ են մեկնաբանում ընդունված արեւի լույսը էլեկտրաէներգիայի, և հետևաբար՝ ավելի երկար են աշխատում արեւային էներգիայով աշխատող փողոցային լուսավորության համար:

Ինչպե՞ս են շրջակա միջավայրի գործոնները ազդում արեւային պանելների աշխատանքի վրա:

Շրջակա միջավայրի գործոնները, այդ թվում՝ փոշու և ստվերի ազդեցությունը, ինչպես նաև տարվա ընթացքում Արեգակի շարժման ճանապարհները, կարող են էապես նվազեցնել պանելի ընդհանուր արդյունավետությունը: Պանելի ստվերապատ հատվածները կարող են նվազեցնել ելքը 50%-ից ավելի, իսկ անմաքուր պանելները՝ արդյունավետությունը՝ 15–25%-ով:

Ինչու՞ են լիթիումային մարտկոցները նախընտրվում արևային փողոցային լուսավորության համար այնպես, ինչպես այն ավանդական կապար-թթվային մարտկոցների փոխարեն:

Կապար-թթվային մարտկոցները ունեն կարճ ծառայության ժամկետ և ցածր արտանետման հզորություն: Հետևաբար, լիթիումային մարտկոցները ավելի երկար աշխատաժամանակ են ապահովում ավելի հաստատուն լարման պայմաններում, չնայած դրանք ավելի թանկ են:

Ի՞նչ է ինտելեկտուալ կառավարիչների ֆունկցիան արևային փողոցային լուսավորության մեջ:

Ինտելեկտուալ կառավարիչները երկարացնում են մարտկոցի ծառայության ժամկետը և խնայում են էներգիան՝ մարտկոցի վիճակը հսկելով և լուսավորության օպտիմալացման համար հարմարվող մատուցման ռեժիմը օգտագործելով:

Ինչպե՞ս են կլիմայական պայմանները ազդում արևային փողոցային լուսավորության հավաստիության վրա:

Հուսալիությունը կարող է ազդվել ջերմաստիճանի ծայրահեղ արժեքներից և ափի, ինչպես նաև աշխարհագրական պայմանների կողմից առաջացրած մարտահրավերներից: Հուսալիությունը ազդվում է ջերմաստիճանի ծայրահեղ արժեքներից: Հուսալիությունը ազդվում է ջերմաստիճանի ծայրահեղ արժեքներից: