EN
Saulės elementų naudingumo koeficientas ir vietos specifinė energijos surinkimo galimybė patikimiems saulės energijos gatvės šviestuvams
Elementų naudingumo koeficientas (18–24 %) prieš realaus saulės spinduliavimo nuostolius mažo saulės šviesos regionuose
Saulės elementai praranda energijos dėl daugybės veiksnių, kurie nėra susiję su jų naudingumo koeficientu, todėl saulės elementų veikimo našumas vietose, kur mažai saulės šviesos, tikėtina, bus 10–25 % žemesnis už nominalųjį dėl išsisklaidytos šviesos atmosferoje, dulkių ir temperatūros sąlygotų nuostolių. Pavyzdžiui, elementai esant 45 °C praranda ~15 % naudingumo palyginti su standartinėmis bandymo sąlygomis (25 °C ir 0,1 kW/m²). Šiaurės Europoje, pavyzdžiui, metinis saulės energijos kiekis siekia 850–950 kWh/kWp/yr, tuo tarpu saulės juostoje jis siekia 1200 kWh/kWp/yr. Norint pasiekti patikimą veikimą nuo saulės nusileidimo iki saulės patekimo, šiose regionuose saulės gatvės šviestuvams reikia sistemos pakeitimo, remiamo tikslaus meteorologinio duomenų analizės, o paplitusi praktika yra sistemų didinimas 20–30 %.
Vienakristaliniai PERC elementai: 25 metų ar ilgesnė tarnavimo trukmė su <0,45 % metiniu naudingumo mažėjimu (IEC 61215:2016)
Monokristaliniai pasyvuoti emiteriai ir užpakalinės ląstelės (PERC) skydeliai yra patikimiausios saulės gatvės lempos. Tai ilgiausiai tarnaujantys įrodymais patvirtinti lauko produktai. Jų metinis našumo sumažėjimas dėl senėjimo yra mažesnis nei 0,45 %. PERC sertifikuoti skydeliai atitinka IEC 61215:2016 standartą šiluminėms ciklinėms apkrovoms ir drėgmės sušaldymo bandymams bei ilgalaikiams duomenims naudojimui. Ilgalaikio naudojimo gamintojų 92 % garantuoja >80 % našumą per 25 metus. Be to, jie pasižymi stabilia veikla ir puikiu krūvio bei iškrova ciklu, todėl viešųjų sistemų priežiūra yra paprasta.
Orientacija (Šiaurės pusrutulyje optimali – pietų kryptis ±15° nuolydžiu), šešėlis, nuolydis ir optimizavimo analizė
Konfigūracijos faktoriaus poveikis našumo optimizavimo metodui
Šešėlis – iki 70 % nuostolių, LiDAR / saulės kelių nustatymo skenavimai
Nuolydžio kampas – ±10 % nuokrypis nuo platumos, sezoninis koregavimas pagal platumą
Orientacija – 15–20 % skirtumas tikrojo pietų krypties nustatyme ±15°
Veiksmingas vietos planavimas reikalauja kliūčių (t. y. pastatų, medžių, reljefo) modeliavimo trimatėje erdvėje arba naudojant saulės kelių nustatymo įrankius. NREL tyrimai parodė, kad saulės baterijų modulių nuolydis gali būti nustatytas lygus platumai +10°, kad žiemą energijos gamyba padidėtų 12 % palyginti su netikliniu (horizontaliu) išdėstymu. Šiaurės pusrutulyje nuokrypis nuo tikrojo pietų krypties ±15° sukelia neproporcingą energijos gamybos sumažėjimą, todėl nuo tinklo nepriklausomoms sistemoms ypač svarbi tikslaus montavimo įranga.
Akumuliatorių pasirinkimas ir saulės gatvės šviestuvų veikimo laiko užtikrinimas visomis orų sąlygomis
Litių akumuliatorių (Murphy, 2022 m.) palyginimas ir akumuliatorių šiluminė atsparumas, jų saugumas kaip funkcija aplinkos temperatūros intervale nuo –20 iki 60 °C
Saulės energijos galingi gatvės šviestuvai, kurie turi veikti visus metus, gali naudoti tik litio geležies fosfato (LiFePO₄) chemiją dėl ilgo tarnavimo laiko (nuo 4000 iki 6000 ciklų) ir veikimo temperatūrų nuo –20 iki 60 laipsnių. Ternarinės litio baterijos turi tik 1500–2500 ciklų tarnavimo laiką, o temperatūros žemesnės nei 10 °C sukelia greitą savaiminį išsikrovimą. Švino rūgštinės baterijos yra žemiausios kokybės – jų tarnavimo laikas siekia tik 500–800 ciklų, o pagrindinė jų gedimo priežastis yra temperatūros žemesnės nei šaldymo taškas. LiFePO₄ baterijų visuma sudaryta iš olivino kristalų, kurie suteikia baterijoms nulinę šiluminio išsiveržimo charakteristiką, todėl nereikia jokios sudėtingos šiluminės apsaugos, kad būtų užkirstas kelias elementams virsti degimo pavojumi. Švino rūgštinės baterijos gali praleisti elektrolitą, o ternarinėms litio baterijoms reikia apsauginių grandinių, kad būtų išvengta sprogimo.
3–5 naktų autonomija patvirtinta pagal IEC 62619 standartą žemų temperatūrų iškrovimui ir apkrovos ciklams
Baterijai reikia turėti pakankamai autonomijos, kad ji išlaikytų 3–5 naktis, kad būtų galima visiškai aprūpinti apkrovas ilgiausiu įmanomu debesuotų/audringų orų laikotarpiu. Tam reikia tiksliai įvertinti kasdienius vatais valandą (Wh) reikalavimus iš apkrovos, vietinio debesuotumo sezoninį pokytį bei iškrovimo gylies ribas. LiFePO₄ baterijų iškrovimo gylis yra 80 %, o švino-rūgštinės – 50 %. Yra IEC 62619 sertifikatas, patvirtinantis atsparumą 500 ar daugiau krūvio-iškrovimo ciklų metu su 80 % talpos išlaikymu per 10 metų ir iškrovimo veikimą esant –20 °C temperatūrai. Šis griežtumas suteikia pasitikėjimą, kad audringo žiemos sezono metu, kai saulės energijos įvestis yra mažiausia, mes vis tiek turėsime reikiamą apšvietimą žiemos audromis ir monsūnų sezonu.
LED našumas, optinis projektavimas ir saulės gatvės šviestuvų sandarumas prieš oro sąlygas
IES LM-79 sertifikuota 130–180 lm/W efektyvumas ir III/IV tipo šviestuvai, kuriose vidutinis efektyvumas (pagal IES LM-79) yra sertifikuotas
Didžiausią šviesos našumą (130–180 lm/W) esant minimaliam riboto akumuliatoriaus talpos išnaudojimui užtikrina aukštos naudingumo koeficiento LED šaltinių naudojimas. Tikslus optinis projektavimas ir vienodumo koeficientai > 0,8 pašalina tamsias zonas ir blizgesį. IES tipo III (stačiakampinė) ir tipo IV (pusapskričių) šviesos pasiskirstymo schemos, kartu su atskirais LM-79 standartais šviesos srautui, elektrinėms charakteristikoms ir chromatiškumui, užtikrina tolygų kelio apšvietimą. Šviesos įrenginių hermetiškas ir korozijai atsparus apvalkalas, atitinkantis IP65+ / IP67 reikalavimus, leidžia jiems atlaikyti druskingą purškimą, stiprius lietus ir ekstremalias temperatūras. Šilumos valdymo sistema užtikrina, kad LED temperatūra išliktų -40 °C–50 °C aplinkos temperatūros diapazone. Tai lemia mažesnį šviesos našumo nuosmukį ir žemesnę eksploatacijos temperatūrą.
Išmaniojo valdiklio funkcijos ir apsaugos sistemos autonominėms saulės energijos galingumo gatvės šviestuvams
MPPT valdikliai (>98 % naudingumo koeficientas) su perkrovimo, gilaus išsikrovimo, trumpojo jungimo ir žaibo smūgio apsauga
Saulės energijos gatvės šviestuvams būtini maksimalaus galios taško sekimo (MPPT) valdikliai, kurie išlieka nepakeičiami dėl aukščiausios konversijos naudingumo naudingumo (>98 %). MPPT valdikliai pritaiko saulės baterijos įtampą pagal akumuliatoriaus būseną, kad optimizuotų įkrovimą – tai ypač svarbu esant dalinei šešėliavimui ar temperatūros pokyčiams. Be to, šie protingieji valdikliai ne tik padidina energijos paėmimo efektyvumą, bet ir siūlo įvairias apsaugos funkcijas: perįkrovimo apsauga išsaugo akumuliatoriaus sveikatą; gilaus išsikrovimo apsauga nutraukia srovę, kad būtų išvengta neištaisomų nuostolių; trumpojo jungimo apsauga izoliuoja grandinę. Per IEC 61643-11 standartą suprojektuoti žaibo smūgių apsaugos prietaisai, turintys 10 kV apkrovos pajėgumą, yra itin svarbūs atviruose stulpuose montuojamiems sistemoms. Kartu su IoT pagrindu veikiančiais pritemdinimo grafikais ir nuotolinėmis gedimų diagnostikos galimybėmis šie valdikliai miestų įdiegimuose per kelis metus parodė, kad lauko priežiūros sąnaudos sumažėja 30 %.
D.U.K.
Kodėl saulės baterijų našumas lauke yra žemesnis nei nurodytasis našumas?
Saulės baterijų našumas dėl realių sąlygų, tokių kaip atmosferos sklaidos reiškinys, dulkių nusėdimo ir padidėjusios temperatūros, sumažėja nuo 10 % iki 25 % nuo nurodytojo našumo.
Koks yra vienakryštalių PERC baterijų tarnavimo laikas?
Vienakryštalių ląstelių pagamintų PERC baterijų numatomas tarnavimo laikas viršija 25 metus, o metinis našumo mažėjimas yra mažesnis nei 0,45 %.
Kodėl ličio geležies fosfato (LiFePO₄) akumuliatoriai yra pageidaujami saulės gatvės šviestuvams?
LiFePO₄ akumuliatoriai yra pageidaujami saulės gatvės šviestuvams dėl jų ciklinio tarnavimo laiko – nuo 4000 iki 6000 ciklų, darbo temperatūrų diapazono nuo –20 °C iki 60 °C ir stabilios olivino kristalinės struktūros, kuri daro juos ne degiais.
Koks yra šešėlio, nuolydžio ir orientacijos poveikis energijos gamybai?
Šešėlis gali sukelti iki 70 % naudingumo sumažėjimą, nuolydžio neigiamas poveikis gali siekti 10 %, o orientacijos neigiamas poveikis – 15–20 %. Todėl analizės ir įrengimo svarba negali būti pervertinta.
Kas yra MPPT valdikliai ir kokia jų reikšmė?
MPPT valdikliai yra pažangiausios klasės saulės energijos valdikliai, kurie užtikrina apsaugą ir saulės energijos konversiją naudodami unikalų procesą, kuris išlaiko daugiau nei 98 % efektyvumą.