EN
Kodėl pagrindinė kliūtis integruotų saulės energijos gatvės šviestuvų sistemoms yra baterijų keitimas
Baterija yra pagrindinė visų integruotų saulės energijos gatvės šviestuvų sistemų problemų priežastis. Integruotos saulės energijos gatvės šviestuvų sistemos turi daug komponentų, kurie gali tarnauti daugelį metų, pvz., saulės baterijas ir LED lempas, tačiau baterijos yra silniausia grandis. Po apytiksliai 5–7 metų jos gali pradėti rodyti įkrovos ir iškrovos požymius. Baterijų keitimo veiksnys sudaro apytiksliai 60 procentų visų šviestuvų priežiūros sąnaudų. Integruotiems saulės energijos gatvės šviestuvams baterijų keitimo metu kyla trys pagrindinės problemos:
1. Baterijos cheminiai pokyčiai, kuriuos sukelia kasdieninė įkrova ir iškrova
2. Vidinė šiluminė korozija, kurią sukelia ekstremališkai aukšta ar žema temperatūra
3. Problemos debesuotomis dienomis, kai baterijos pilnai išsikrauna
Integruotų sistemų projektavimo strategijos padaro situaciją dar blogesnę. Skirtingai nuo kitų sistemų, šiems hermetiškams vienetais reikia visiškai išmontuoti įrenginį, kad būtų pasiekta baterija, todėl išmontavimas ir sumontavimas užima tris kartus daugiau laiko nei kitų baterijų tipų atveju. Baterijos pašalinimas gali pažeisti sandarumo sistemos vientisumą. Baterijos, kurios reikalauja keitimo, laikomos nutolusiais vienetais, t. y. keitimo ir vežimo išlaidos gali sudaryti net 40 procentų visų išlaidų.
Be strateginių priemonių baterijų keitimo ciklas panaikina saulės energijos gatvės apšvietimo sistemos naudingumą aplinkai. Norint padidinti aptarnavimo intervalus ir užtikrinti patikimumą, baterijų valdymas turi būti vykdomas proaktyviai. Tvarumas, tarnavimo trukmė ir eksploatacijoje taikomi baterijų keitimo intervalai integruotose saulės energijos gatvės šviestuvų sistemose
Ciklų skaičius, šiluminė atsparumas ir lauko sąlygomis pastebėti gedimų rodikliai (2–5 metai)
Kai vertinami švininiai ir litio akumuliatoriai, litio akumuliatorių vidutinis įkrovos ciklų skaičius siekia 2000–6000, o švininių – tik 500–1000, t. y. skirtumas sudaro 4–6 kartus daugiau ciklų. Taip pat įrodyta, kad litio akumuliatoriai tarnauja ilgiau nei jų švininiai atitikmenys ir jų našumas bei charakteristikos gerėja ir mažėja platesniame temperatūrų diapazone lyginant su švininiais akumuliatoriais. Litio akumuliatoriai taip pat puikiai veikia ir parodo geras charakteristikas žemesnėse temperatūrose, pvz., –20 °C, taip pat ir aukštesnėse temperatūrose, pvz., 60 °C. Švininiai akumuliatoriai, priešingai, pradeda prarasti apie 20–50 % našumo šaldymo sąlygomis, o aukštesnėse temperatūrose (25 °C arba aukštesnėje) jų našumas ir talpa taip pat mažėja. Švininių akumuliatorių vidiniai elementai stipriai susidėvi. Dauguma švininių akumuliatorių sistemų kenčia nuo vidinės sulfatacijos ir vidinių komponentų korozijos, todėl šiltesnėse klimato sąlygose akumuliatoriai turi būti keičiami kas 2–3 metus, o šaltesnėse – kas 3–5 metus. Priešingai, dauguma litio akumuliatorių sistemų po 5 metų eksploatacijos išlaiko bent 80 % pradinės talpos, o 7 iš 10 sistemų net po 10 metų eksploatacijos nereikalauja priežiūros ir išlaiko panašų talpos išlaikymą.
Nenuostabu, kad tiek daug miestų įdiegia LiFePO4 akumuliatorius savo gatvių apšvietimo sistemose, nes šie ilgesni naudojimo laikai palyginti su įprastais švinu pagrįstais akumuliatoriais sumažina techninės priežiūros išlaidas nuo 40 % iki 60 %.
Išmaniosios BMS technologijos integracija: gedimų prognozavimas ir baterijų tarnavimo trukmės optimizavimas kombinuotose saulės energijos gatvių šviestuvų konstrukcijose
Kaip pažangioji BMS technologija sumažina baterijų senėjimą naudojant įtampų/temperatūrų balansavimą ir SOC (baterijos įkrovos lygio) įvertinimą
Šiuolaikinės saulės energijos gatvės šviestuvų akumuliatorių valdymo sistemos (BMS) siekia užkirsti kelią akumuliatorių perlaikymui naudodamos tris priemones. Viena iš jų – įtampų išlyginimas, kuris padeda išvengti atskirų akumuliatorių elementų perkrovimo arba nepakankamo įkrovimo (pilno iškrovimo); vien tik šis sprendimas gali padidinti viso akumuliatorių rinkinio tarnavimo laiką 30 % ar daugiau. Antra, temperatūros jutikliai neleidžia sistemai perdaug įkaitę, pavyzdžiui, pavasarį ar vasarą, kai pasitaiko baisios karščių bangos, kad būtų išsaugota akumuliatoriaus pilna talpa. Galiausiai, yra SOC (įkrovos būsenos) įvertinimo algoritmai, kurie analizuoja ankstesnius iškrovimo modelius, kad prognozuotų, ar akumuliatoriaus įtampa leidžia veikti režimuose, kurie laikomi pavojingais. Galima sakyti, kad šių BMS sistemų pačia nuostabiausia savybė yra jų prognozinės funkcijos, susijusios su galimų šių problemų atsiradimu. Prognozinės funkcijos gali aptikti nedidelius įtampų nukrypimus ar netipinius temperatūros pokyčius, kurie gali sukelti sistemos gedimą, todėl leidžia atlikti techninę priežiūrą ir taip užkirsti kelią veikimo sutrikimams bei išsaugoti sistemos veikimą, kas yra vertinga tiek ekonominėje, tiek operacinėje prasmėje.
Modulinis BMS atnaujinimas: Įveikiant užsandarintų integruotų saulės energijos gatvės šviestuvų konstrukcinius apribojimus
Integruotų saulės energijos galingų gatvės šviestuvų modernizavimas su protingais BMS sprendimais gali būti apribojamas korpuso konstrukcija. Senesni gatvės šviestuvai yra integruoti į sandarų korpusą, kuriame nėra papildomos vietos modifikacijoms ar papildomų grandinių įdiegimui, todėl reikia montuoti išorines BMS korpuso sistemas, kurios yra pritaikytos naudoti lauke. Tačiau gera žinia ta, kad jungtys dažniausiai yra suderinamos dėl standartinių adapterių prieinamumo, kurie jungiasi prie esamų terminalų ir kuriems nebus reikalingų jokių pakeitimų esamame korpusе. Šilumos valdymui ir šilumos laidžių radiatorių integravimui tarp naujų komponentų ir esamų šilumos laidžių radiatorių elementų dedami šiluminės laidumo padai. Daugiau kaip 80 % atvejų šis lauke išbandytas modernizavimo metodas žinomas tuo, kad padidina akumuliatoriaus tarnavimo trukmę 2–4 metais. Šiame metode taip pat išsaugoma ir suprojektuojama pradinės įrangos bei nulemtosios įrangos oro sąlygoms atsparumo klasė. Daugelis savivaldybių šį metodą laiko techniškai ir ekonomiškai įvykdomu.
Baterijų keitimo metodai integruotų saulės energijos gatvės šviestuvų priežiūrai
Vedamas baterijų keitimo sąrašas: elektrocheminė sudėtis, įtampa ir šiluminis sąsajos elementas
Naudokite šią procedūrą paprastam baterijų keitimui integruotuose saulės energijos gatvės šviestuvuose.
Elektrocheminė sudėtis: Įsitikinkite, kad įtampos reguliatoriai (esami) ir baterijos (naujos) yra suderinami – LiFePO4 ir švino-rūgštinės baterijos turi skirtingus įtampos reikalavimus.
Įtampa: Prieš montuodami išmatuokite atviros grandinės įtampą. Bet kokia įtampa, nukrypusi nuo standartinės vertės daugiau nei ±0,5 V, tikėtina, kad yra gamyklinė defektas.
Šiluminis sąsajos elementas: naudokite šilumai laidų tepalą su šilumos laidumu 1,5 W/mK ir, jei yra, pakeiskite baterijos sąsajos šilumos laidžiuosius padus, kad išvengtumėte perkaitymo.
Dėl sandarumo priešklimatiniams sąlygoms: po baterijos įdėjimo ir prieš uždarant patikrinkite baterijos skyrių ar jis nepraleidžia vandens, panardinę jį 30 cm gylio vandenyje 10 minučių.
Ciklo pakartojimas: Atlikite 3 visus įkrovos-iškrovos ciklus ir neviršykite 80 % iškrovos gylies, kad pasiektumėte optimalų baterijos ciklų skaičių.
Šio proceso laikymasis leidžia lauko technikams pasiekti 92 % sėkmės. Palyginti su kitomis keitimo metodika tai sumažina pakartotinius skambučius 40 %.
Kas yra DUK?
Kodėl saulės gatvės šviestuvų baterijos senėja greičiau nei saulės elementai ir LED lemputės?
Saulės gatvės šviestuvų baterijos patiria gilų iškrovimą, ekstremalias temperatūras ir kasdienius įkrovimo/iškrovimo ciklus, todėl jos senėja greičiau nei kiti komponentai.
Kokias privalumus LiFePO4 baterijos turi prieššvino-rūgštinės baterijas, kai naudojamos saulės gatvės šviestuvuose?
LiFePO4 baterijos turi ilgesnį tarnavimo laiką ir geriau veikia esant įvairioms temperatūroms, o švinų-rūgštinės baterijos reikalauja dažnesnio keitimo, dėl ko techninės priežiūros išlaidos padidėja 40–60 %.
Kaip baterijų valdymo sistemos prisideda prie ilgesnio saulės gatvės šviestuvų baterijų tarnavimo laiko?
Kas liečia baterijų tarnavimo trukmę, baterijų valdymo sistemos (BVS) vėlina baterijų susidėvėjimo pasekmes ir skatina saugų baterijų naudojimą. Šio tikslo galima pasiekti balansuojant ir/arba išlyginant baterijų modulius pagal jų įtampą ir/ar temperatūrą; įvertinant baterijos įkrovos būseną; bei aptinkant problemas dar prieš tai, kol jos sukeltų baterijų valdymo sistemos gedimą.
Kokių sunkumų susiduriaite bandydami integruoti šiuolaikines baterijų valdymo sistemas (BVS) į senesnius saulės energijos galingumą naudojančius gatvių šviestuvus?
Seni saulės energijos galingumą naudojantys gatvių šviestuvai dažnai turi labai kompaktiškus, keliomis pusėmis sandariai uždarytus konstrukcinius sprendimus, todėl reikia kurti išorines BVS dėžutes, taip pat užtikrinti, kad jungtys būtų suderinamos.