Როგორ გავზარდოთ LED მზის ენერგიით მოძრავი ქუჩის სინათლის მუშაობის მანძილი?

Ოპტიმიზირეთ სოლარული პანელის მდებარეობა და დახრა მაქსიმალური სოლარული ენერგიის წარმოების მისაღებად

Დახრა = გეოგრაფიული განედი + მზის სეზონური მდებარეობა

Სალედი მზის ქუჩის სინათლეების ეფექტური მუშაობისთვის მზის პანელების სწორი განლაგების მნიშვნელობა არ შეიძლება გადაჭარბებულად შეფასდეს. პანელები ყველაზე ხშირად აკეთებენ ისე, რომ მათი კუთხე შეესაბამება მათი დამონტაჟების ადგილის გრძედს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პანელები უნდა დაყენდეს ისე, რომ ისინი იყვნენ მზის ზენიტში მდებარეობის მიმართ მართობული ზაფხულის შუა პერიოდში. თუ განვიხილავთ 35 გრადუსი ჩრდილოეთ განედზე მდებარე ადგილს, ჰორიზონტის მიმართ 35 გრადუსით დაყენებული პანელები კარგ შედეგს მისცემენ, მაგრამ ამ შედეგებზე უკეთესი შედეგები მიიღება პანელების კუთხის სეზონის მიხედვით შესატყობარო შეცვლით. ზამთრის პერიოდში პანელების კუთხის 10–15 გრადუსით გაზრდა (ვერტიკალურთან უფრო ახლოს) საშუალებას მისცემს პანელებს მზის დაბალი მდებარეობიდან მეტი მზის ენერგიის შეგროვებას. ზაფხულის პერიოდში კი პირიქით მოქმედება არის საჭიროებული: პანელების კუთხე უნდა შემცირდეს გადახურების თავიდან აცილების და მზის ენერგიის შეგროვების შემცირების მიზნით. ვერტიკალური მდებარეობიდან იგივე რაოდენობით (10–15 გრადუსით) კუთხის შემცირებას ზაფხულის დაყენება ეწოდება. კვლევები აჩვენებენ, რომ სეზონის მიხედვით ამ შესატყობარო შეცვლების გაკეთებით პანელების არასწორი მიმართულების გამო მომდინარე ენერგიის შეგროვების დაკარგვა (მაქსიმუმ 20 %) თავიდან აიცილება. ამ შემთხვევაში ბატარეებში შენახული ენერგია იქნება სანდო მთელი წლის განმავლობაში — როგორც ზაფხულში, ასევე ზამთარში.

Დინამიური დახრის ოპტიმიზაცია: შემთხვევის შესწავლა რაჯასტანში

Სოლარული პანელების დინამიური დახრის ოპტიმიზაცია განხორციელდა რაჯასტანში ველური სტუმრობის სახით. წინა ველური სტუმრობები აჩვენეს, რომ სეზონური დახრის რეგულირების მიუხედავად, 27 გრადუსიანი კუთხით დამაგრებული ფიქსირებული პანელები ნაკლებ ენერგიას წარმოებენ (დაახლოებით 4,2 კვტ·სთ დღეში), ვიდრე რეგულირებადი პანელები. ამ ტესტში დაემატნენ დახრის რეგულირებადი ძრავები მითითებული სეზონური პოზიციებით (ზამთრის დახრა — 42 გრადუსი, ზაფხულის დახრა — 12 გრადუსი). შედეგად, ენერგიის წარმოება 5,8 კვტ·სთ-ით გაიზარდა. ამის გამო, ამ რეგიონში მცხოვრებლებს დამატებით 2,5 საათი დამატებითი საღამოს განათება მიეცა, რომელიც ადრე არააღდგენადი, ელექტროენერგიის წყაროზე დამოკიდებული იყო. სისტემა თავისი ღირებულებას ($220 თითო სოლარული ერთეული) 14 თვეზე ნაკლებ დროში აღადგენა მთავარი ელექტროენერგიის ქსელზე დამოკიდებულების შემცირების გამო. როგორც წინასწარ იყო გამოთვლილი, რეგულირებადი პანელები სეზონური ცვლილებების გამო მაღალი შემოსავლის ნაკლები დაბრუნების მაჩვენებელს დაადასტურეს.

Ოლეფინის მჟავის აკუმულატორების დატენვის ინეფექტურობა 0°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე

Ოფიციალური მარილმჟავას ბატარეები ჯერ კიდევა გავრცელებული არის დაბალი ღირებულების მზის სინათლის სისტემებში, მაგრამ მათი მუშაობა ძალზე დაკლებულია ნულზე დაბალ ტემპერატურაში. როდესაც ტემპერატურა 0 გრადუს ცელსიუსამდე მიდის, ეს ბატარეები მხოლოდ 70–80 პროცენტს აწარმოებენ იმ ენერგიის, რომელსაც ისინი დაპროექტებულნი არიან მიწოდებისთვის. ხოლო -10 გრადუს ცელსიუსზე კი მიწოდებული ენერგია ხშირად ნაკლებია მოსალოდნელი მნიშვნელობის ნახევარზე. ეს ძირითადად გამოწვეულია ელექტროლიტის სიბლანტით, რომელიც ხელს უშლის იონების გადაადგილებას. ამ მიზეზით ბატარეა სრულად არ იტენება და ბატარეის პლასტინებზე სულფატის კრისტალების წარმოქმნის სიჩქარე გაიზრდება. ამ მიზეზით მზის ენერგიით მოძრავი ქუჩის სინათლეები ზამთარში უმუშაობელი ხდება. ეს არ არის მხოლოდ მძღოლების უსაფრთხოების საფრთხე ბნელი ქუჩების შექმნით, არამედ სერიოზულ საფრთხეს ქმნის სავალდებულო პირებისთვის.

LiFePO₄ უპირატესობები: –20°C-ზე მუშაობა და 95% კულონური ეფექტურობა

Რადგან ცივი ამინდი პრობლემაა ბევრი სისტემისთვის, LiFePO4 ტექნოლოგია სუფთა ჰაერის სუნთქვაა. ოლივინის კრისტალები მათ საშუალებას აძლევს უსაფრთხოდ და ეფექტურად იმუშაონ, თუნდაც ცივი სიღრმის პირობებში. ისინი აღწევენ 95% ეფექტურობას 20°C პირობებშიც კი. ეს ძალიან დიდი ფაქტორია ცივი ღრუბლიანი ზამთრის დღეებში, როდესაც ენერგიის შეყვანა და გამოშვება მნიშვნელოვანია. ბადურის მჟავას ბატარეების მუშაობის პირობები ძალიან შეზღუდულია. ბატარეები სწრაფად აღწევენ დაბალძაბულობის ზღვარს, სრულად ამუშავებენ ბატარეას და დროთა განმავლობაში მთლიანად კარგავს სიმძლავრეს. ზამთრის დღეებში, თუნდაც ბატარეები ღრმად იყოს გამოთავისუფლებული, ბატარეის აღდგენა ბევრად უკეთესია, ვიდრე ტყვიის მჟავის ბატარეები. LiFePO4 ბატარეები ადვილად აღდგება გამოთავისუფლებისა და დამუხტვის ციკლიდან და სულ მცირე ექვსჯერ უფრო დიდხანს იმუშავებს, ვიდრე ტყვიის მჟავის ბატარეები. ქალაქები აღმოაჩენენ, რომ ბატარეის ტექნოლოგიაზე გადასვლა მზის ქუჩის განათების მასშტაბური დანერგვისას ქმნის მზის განათების სტრატეგიის ზოგად საიმედოობასა და ოპერატიულობას უფრო ცივ თვეებში, სხვა ბატარეის ქიმიურ საშუალებებთან შედარ

Მინიმალური განათების პირობებში ენერგიის მაქსიმალურად ეფექტური შეგროვების უზრუნველყოფა MPPT ჭკვიანი მუხტვის კონტროლერების გამოყენებით

PWM წინააღმდეგ მიმართულებაში MPPT: 25–35 % მუხტვის გამოსადეგი ძირითადად საღამოს, სახვარავს და ღრუბლიან ამინდში

MPPT (მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილის გათვლის) მუხტვის კონტროლერები ყველა მხრივ აღემატებიან ძირითად PWM (პულსური ტალღის მოდულაციის) კონტროლერებს, მათ შორის — დილით ადრე, საღამოს გვიან და ღრუბლიან ამინდში, როდესაც LED მზის ქუჩის სინათლეებს სჭირდება დამატებითი ენერგია. მიუხედავად იმისა, რომ PWM კონტროლერები შეზღუდავენ მუხტვის ძაბვასა და დენს, MPPT კონტროლერები არეგულირებენ მუხტვის ძაბვასა და დენს მზის ენერგიის მაქსიმალური შეგროვების უზრუნველყოფას, მიუხედავად ღრუბლიანობის ცვლილებების. MPPT მუხტვის კონტროლერის მუხტვის ეფექტურობა შეიძლება იყოს 25–35 %-ით უკეთესი PWM-ზე ღრუბლიან, ნახევრად ჩაფიქრებულ ან გაფანტულ სინათლეში. ამის გამო ბატარეები გრძელდება და სინათლეები უფრო ხანგრძლივად რჩება ჩართული. არაკავშირდებად სისტემებში MPPT სისტემები მინიმალური განათების პირობებში 15–30 % მეტ ენერგიას იკრებენ PWM-ზე. ეს ახსნის MPPT-ების უპირატესობას არაკავშირდებადი სინათლეების სისტემებში.

Წლის მთელი ხანგრძლივობის განმავლობაში დამაგრებული მუხტვის ტექნიკების შემუშავება

Მზის ენერგია + მიკრო-ქარის ენერგია ან საჯარო ელექტროსადგურის მხარდაჭერა: სამყაროში 99,2%-იანი მუშაობის ხანგრძლივობა დამტკიცებული

(მზის ენერგია + მიკრო-ქარის ენერგია) ან (მზის ენერგია + ჭკვიანი საჯარო ელექტროსადგური) გამოყენებით ამინდის რისკებზე დამოკიდებულება აღარ არსებობს. მიკრო-ქარის ტურბინები ქარიან ღამეებს, ღრუბლიან დღეებს ან კვირებში ენერგიას მიაწოდებენ. ჭკვიანი საჯარო ელექტროსადგური მხოლოდ მაშინ იღებს ენერგიას, როდესაც აკუმულატორის დატენვა 20% ან ნაკლებია, რაც მთავარი საჯარო ელექტროსადგურის გამოყენების მინიმიზაციას უზრუნველყოფს. ჩრდილოევროპის ქალაქები ამ ტექნოლოგიებს წარმატებით იყენებენ. საშუალო ჩართვა/გამორთვა 99,2%-ია, ხოლო ზამთრის დღეებში (მზის ენერგია) ეს მაჩვენებელი 12 პროცენტით უარესდება. (მზის ენერგია + მიკრო-ქარის ენერგია) შედარებით ქალაქის მენეჯერები აღნიშნავენ ავარიული რემონტების 30%-იან შემცირებას. ამიტომ არის ალბათ, რომ მუნიციპალიტეტები მათ მთავარ გზებზე, ქვეითთა გზებზე და ავტობუსების ზოლებზე აყენებენ.

Ხშირად დასმული კითხვები

Როგორ უნდა დავაყენოთ მზის პანელები მისი მოთავსების გეოგრაფიული განედის მიხედვით?

Ყველაზე ეფექტური დაყენების კუთხე მიახლოებით ამ ადგილის გეოგრაფიული განედის მნიშვნელობის ტოლია. მაგალითად, ზამთრის თვეებში ენერგიის მეტი მიღების მიზნით პანელების დახრის კუთხე ვერტიკალურად შეიძლება გამოყენებული იყოს.

Რატომ ირჩევენ ზოგიერთი ადამიანი LiFePO₄ ბატარეების გამოყენებას უარყოფითი კლიმატური პირობების შემთხვევაში?

Უარყოფითი გარემოების პირობებში LiFePO₄ ბატარეები სრულყოფილად მუშაობენ -20 გრადუს ცელსიუსზე. ამასთანავე, მათი მუშაობის ეფექტურობა შეადგენს დაახლოებით 95%-ს. წინააღმდეგად, სვინის-მჟავა ბატარეები სრულიად კარგავენ ეფექტურობას და მუშაობენ მხოლოდ 0 გრადუს ცელსიუსზე.

Როგორ აუმჯობესებს MPPT ტექნოლოგია მზის ენერგიით დატენვას?

MPPT ტექნოლოგია შეძლებს მზის პანელებში დატენვის პროცესის ოპტიმიზაციას სხვადასხვა მახასიათებლის ცვლილების შესაძლებლობის და მაქსიმალური ეფექტურობის შენარჩუნების საშუალებით დატენვისა და გამოტენვის პროცესში. მაგალითად, არასასურველი განათების პირობებში მიიღება 25–35%-იანი ეფექტურობა PWM კონტროლერებთან შედარებით.

Ჰიბრიდული დატენვის სისტემების უპირატესობები რა არის?

Მზის ენერგიის და მიკრო-ქარის დატენვის სისტემების ინტეგრაცია ქუჩის სინათლეების მუშაობას საიმედოს ხდის, რადგან ჰიბრიდული სისტემები უარყოფითი კლიმატური პირობების შემთხვევაში 99,2%-იან მუშაობის ხანგრძლივობას უზრუნველყოფენ.