Როგორ ამოვხსნათ LED სოლარული ქუჩის სინათლის დაბალი დატენვის პრობლემა ზამთარში?

Ზამთრის დატენვის ამოხსნები LED სოლარული ქუჩის სინათლის სისტემებისთვის ცივ კლიმატში

Ზამთარი ნებისმიერი მოწყობილობისთვის ყველაზე მოთხოვნადი ექსპლუატაციური პირობების შექმნას უზრუნველყოფს lED მზის ქუჩის ნათურა მოკლე დღეები ამცირებენ საერთო მზის ენერგიის რაოდენობას. დაბალი მზის კუთხეები გაზრდიან ატმოსფეროში გავლის მანძილს, რაც ამცირებს სინათლის ინტენსივობას პანელების ზედაპირზე. თოვის ფენა არეკლავს ნაკლებად სინათლის ნაკლებად ჰორიზონტალურად დაყენებულ პანელებზე. და მნიშვნელოვნად, ცივი ტემპერატურები ნელავენ ბატარეაში ელექტროქიმიურ რეაქციებს სწორედ მაშინ, როდესაც სისტემას ყველაზე მეტად სჭირდება ყოველი ხელმისაწვდომი ვატ-საათი. ზამთრის დროს მომხმარებლის ენერგიის დეფიციტის ამოხსნა მოითხოვს ამ ყველა ფაქტორის გამოსწორებას კომპონენტების არჩევანისა და სისტემის კონფიგურაციის მეშვეობით — არ არსებობს ერთი მოგვარება, რომელიც ერთდროულად აკომპენსირებს ყველა მათგანს.

Რატომ ვერ ხდება მოწყობილობის დატენვა ზამთარში

Მზის გეომეტრიის პრობლემა

45° ჩრდილოეთ განედზე ზამთრის მზარების დროს მზე ადის მხოლოდ 21,5° სიმაღლეზე. მზის სინათლე გადის ატმოსფეროში დაახლოებით სამჯერ მეტი მანძილი, ვიდრე ზაფხულში, ხოლო დღე შემოკლებულია 8–9 საათამდე. პანელებზე მოცემული საერთო დღიური მზის გამოსხივება შეიძლება შემცირდეს ზაფხულის მნიშვნელობების 25–30%-მდე.

100 ვატიანი პანელი ზაფხულში 500 ვატ-საათს აგროვებს, ხოლო წმინდა ზამთრის დღეს მხოლოდ 120–150 ვატ-საათს, ხოლო ღრუბლიან ამინდში — 50–80 ვატ-საათს. 60 ვატიანი LED სინათლე 12 საათის განმავლობაში 720 ვატ-საათს მოითხოვს ყოველ ღამეს — რაც დეფიციტს ქმნის, რომელიც თითოეულ ღრუბლიან დღეს უფრო მეტდება.

Ბატარეის ქიმიური შემადგენლობა დაბალ ტემპერატურაზე

LiFePO4 ბატარეები დაბალ ტემპერატურაზე მკაფიოდ კლებულობენ მათი ტევადობა — -10°C-ზე 70–80%-ით, ხოლო -20°C-ზე 50–60%-ით. BMS ეს კიდევე უფრო მეტად აძლიერებს, რადგან ლითიუმის დაფარვის თავიდან ასარიდებლად 0°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე შევსებას აკრძალავს, ამიტომ ბატარეა ყველაზე ცივ საულის ამოსვლის დროს არ იღებს შევსებას.

Ჩინეთის ჩრდილოეთში მდებარე მუნიციპალიტეტმა სოფლის გზებზე, სადაც ელექტროსადგურის გაფართოება ეკონომიკურად შეუძლებელი იყო, 300 ტრადიციული ქსელის მიერ მოწოდებული ქუჩის სინათლე შეცვალა LED მზის ენერგიით მომარაგებული ქუჩის სინათლეებით. პირველი ზამთარი გამოავლინა, რომ ჩრდილოეთის მხარეს მდებარე გზების მონაკვეთებზე მოთავსებული სინათლეები 2 საათზე ადრე გამოირთვებოდა — დაახლოებით 4 საათით ადრე, ვ чем საჭიროების მიხედვით დასასრულებლად დილის ამოსვლამდე. ანალიზმა აჩვენა, რომ პანელები დაიპროექტეს წლიური საშუალო მზის გამოსხივების მიხედვით, არ კი ზამთრის მინიმალური მნიშვნელობის მიხედვით, ხოლო LiFePO4 აკუმულატორებს არ ჰქონდა დაბალტემპერატურიანი მუხტვის დაცვა. პროექტის გუნდმა Haisiou Lighting-თან ერთად შეასრულა დაზიანებული ერთეულების მოდერნიზაცია: დამონტაჟდა უფრო დიდი ზომის პანელები, აკუმულატორების გათბობის ელემენტები და MPPT კონტროლერები. შემდეგი ზამთარის განმავლობაში ყველაზე ცივი თვეების განმავლობაში ერთეულების 96 % მთელი ღამის განმავლობაში სრულად მუშაობდა.

Ზამთრის პირობებში ეფექტური ამოხსნები

Პანელის ზომის გაზრდა ყველაზე ცუდი თვის მოთხოვნების მიხედვით

Სისტემის ზომა უნდა განისაზღვროს დეკემბრის ან იანვრის ინსოლაციის მონაცემების საფუძველზე, არ უნდა გამოყენებული იქნას წლიური საშუალო მნიშვნელობები. 40° სიგანის ზემოთ მონტაჟის შემთხვევაში, პანელების ვატირება, რომელიც გამოთვლილია წლიური საშუალო პირობების მიხედვით, უნდა გამრავლდეს 1,5–2,0-ზე.

Ბატარეის თერმული მართვის განხორციელება

Სინათლის მოწყობილობის კორპუსში მოთავსებული ბატარეის პაკეტები ღამის რეჟიმში სარგებლობენ LED-ების მიერ წარმოქმნილი სითბოს გამო — ელექტროენერგიის შეყვანის დაახლოებით 15–20 % იქცევა სითბოდ. ეს პასიური გათბობა ჩვეულებრივ ინარჩუნებს ბატარეის ტემპერატურას გარემოს ტემპერატურაზე 5–10 °C-ით მაღალ დონეზე.

Უფრო ცივ ადგილებში აქტიური გათბობა აკონტროლებს სავსების დენს რეზისტორულ ელემენტზე, რათა ენერგია მიეწოდოს ელემენტებს მხოლოდ მაშინ, როდესაც პაკეტი აღწევს უსაფრთხო ტემპერატურას. ენერგიის ხარჯი მცირეა — დღიური სავსების 5–10 %.

Პანელის კუთხე და თოვლის მართვა

Ზამთრის პანელის კუთხე უნდა იყოს განედს დამატებული 15° ჩრდილოეთის ნახევარსფეროში. უფრო მაღალი დახრილობა ხელს უწყობს თოვლის ჩამოვარდნას, ხოლო ჰიდროფობული საფარები ამცირებენ ყინულის დაბმევას. ინტეგრირებული სითბოს ელემენტები შეძლებს აქტიურად დაამხნევოს თოვლი კრიტიკული დაყენებების ზედაპირზე.

Haisiou Lighting სთავაზობს LED მზის ქუჩის სინათლეებს, რომლებიც განკუთვნილია ცივ კლიმატში მუშაობისთვის და შეიცავს LiFePO4 ბატარეებს, MPPT კონტროლერებს და არჩევანს ბატარეის გათბობისთვის და ზედიდებული მონოკრისტალური პანელების დაყენებისთვის.

Ხშირად დასმული კითხვები

Რატომ არ გრძელდება ჩემი მზის ქუჩის სინათლე ზამთრის ღამეებში?

Ყველაზე გავრცელებული მიზეზი არის მზის პანელის არასაკმარისი ზომა, რომელიც გამოთვლილია ზაფხულის ან წლიური საშუალო პირობების მიხედვით, არ კი ზამთრის მინიმალური ინსოლაციის მიხედვით. სხვა მიზეზები მოიცავს ბატარეის ტევადობის შემცირებას განმეორებითი ღრმა დატვირთვის ციკლების გამო, პანელის ზედაპირზე დაბინძურებას, რომელიც ამცირებს მუხტვის დენს, და ბატარეის ტემპერატურის დაბალ მნიშვნელობას დამუხტვის შეწყვეტის ზღვარს და ადრე დილის საათებში.

Რამდენად უნდა გავზარდო მზის პანელის ზომა ზამთრისთვის?

Გამრავლეთ პანელის სიძლიერე, რომელიც გამოთვლილია წლიური საშუალო პირობებისთვის, 1,5–2,0-ზე დამოკიდებულად 40° სიგანის ზემოთ მოთავსებულ სისტემებზე. ზუსტი მამრავლი დამოკიდებულია ადგილის დეკემბრის დღიურ მზის პიკ საათებზე წლიური საშუალოს მიმართებაში. პროფესიონალური მზის გამოსხივების მონაცემთა ბაზა აწარმოებს ადგილსაგან დამოკიდებულ მონაცემებს სწორი ზომის განსასაზღვრად.

Შეიძლება თუ არა LiFePO4 ბატარეების დატენვა ყინულის ტემპერატურაში?

Სტანდარტული LiFePO4 ბატარეები არ უნდა დაიტენოს, როდესაც ელემენტების ტემპერატურა 0°C-ზე დაბალია. ინტეგრირებული დაბალტემპერატურული დაცვით მორგებული ბატარეები არ უშვებენ დატენვას ელემენტების ტემპერატურა შესაბამის ზღვარზე არ ამაღლდება. საკუთარი გათბობის შესაძლებლობით მორგებული ბატარეები დატენვის დროს ნაკლები ნაკადის ნაწილს გამოიყენებენ ელემენტების გათბობისთვის, შემდეგ კი ჩართავენ ჩვეულებრივ დატენვას — რაც მათ საშეძლებლობას აძლევს წლის ნებისმიერ დროს გამოიყენონ ცივ კლიმატში.

Რატომ არ იტენება ჩემი მზის სინათლე ისე კარგად ღრუბელიან ზამთრის დღეებში?

Ღრუბელის ფართობი შემცირებს პირდაპირ მზის გამოსხევას 70–90%-ით. ეს კომბინაცია შემცირებული დღეს ხანგრძლივობის და ზამთრის დაბალი მზის კუთხით ერთად შეიძლება შეამციროს საერთო ყოველდღიური ენერგიის შეგროვება პანელების ნომინალური გამომსავლელობის 10–20%-მდე. MPPT მუხლის კონტროლერი დახმარებას აწარმოებს ხელმისაწვდომი დიფუზიური სინათლიდან მაქსიმალური ძალის ამოღებით, მაგრამ ის ვერ აკომპენსირებს საერთოდ არ საკმარისი პანელების ზომის დაკლებას.

Როგორ უნდა მოვარეო მზის ქუჩის სინათლეები თოვის რეგიონებში?

Ზამთრის გასამახსოვრებლად დააყენეთ პანელების დახრის კუთხე განედს პლიუს 15°, რათა მაქსიმალურად გამოიყენოთ სინათლე და შეუძლია თოვის ჩამოგორება. თოვის შემდეგ გაასუფთავეთ პანელები გასაგრძელებლად შეიძლება გამოიყენოთ ხელის გარეშე მუშაობის საშუალება და ხელსაწყო მოხრილი ბურთით — არ გამოიყენოთ მეტალის სკრეპერები, რომლებიც ხელს უშლის პანელების ზედაპირს. მიუთითეთ ჰიდროფობური საფარის მქონე პანელები და განსაკუთრებით მნიშვნელოვან ინსტალაციებში, სადაც მომსახურების შეზღუდული შესაძლებლობაა, განიხილეთ ინტეგრირებული გათბობის ელემენტები.

Როგორი კუთხით უნდა დაიყენოს მზის პანელები ზამთრის გასამახსოვრებლად?

Ჩრდილოეთ ნახევარკულაზე ზამთრის პანელის დახრის კუთხე უნდა იყოს განედს დამატებული 10–15°. 45° ჩრდილოეთით ეს ნიშნავს 55–60°-იან დახრის კუთხეს. ჭეშმარიტი სამხრეთის მიმართულება მაქსიმიზაციას ახდენს დღეში მიღებული ენერგიის საერთო რაოდენობას. რეგულირებადი მონტაჟის ბრაკეტები საშუალებას აძლევენ სეზონურად შეცვალოს კუთხე — ზამთარში მეტად დახრილი, ზაფხულში უფრო მოკლე — რათა გამოყენების ეფექტურობა წლის განმავლობაში მაქსიმალური იყოს.