Kādi faktori ietekmē saules ielas lampu apgaismošanas laiku?

Saules paneļa ievade: efektivitāte, novietojums un apgaismojums

Paneļa efektivitātes, jaudas klases un slīpuma/azimuta ietekme uz ikdienas enerģijas uzkrāšanu

Lai gan lielākas jaudas paneļi uztver vairāk saules gaismas, to iespēja sasniegt pilnu potenciālu ir atkarīga no to novietojuma. Pastāvīgo saules paneļu uzstādīšanai lielākajā daļā Ziemeļamerikas faktiskais dienvidu virziens (nejaukt ar kompasa dienvidiem) un vietēji balstīta pagrieziena leņķa pielāgošana var ievērojami uzlabot gada laikā iegūto enerģiju. Arī sezonālas paneļu leņķa pielāgošanas ir pamatotas. Ziemas mēnešos, kad saule atrodas zemāk, saules gaismas iegūšanai var tikt izmantots lielāks paneļu leņķis. Vasaras mēnešos mazāks leņķis uzlabos enerģijas iegūšanu. Šādos apstākļos visefektīvākie paneļi ir monokristālīnā silīcija paneļi (22–24 % efektivitāte). Šie paneļi var nodrošināt ielas lampu darbību, taču tās degs īsāku laiku.

Netīrumu, ēnu un sezonālā saules ceļa ietekme uz uzticamu lādēšanu

Vides apstākļi ir mērāmi negatīvi ietekmējuši saules bateriju sistēmu darbību, un degradācija notiek noteiktos paraugos un uzkrājas laika gaitā. Pat daļēja saules bateriju aptumšošana ar kokiem vai ēkām var izraisīt jaudas zudumus, kas pārsniedz 50 %, jo saules elementi baterijās ir savstarpēji savienoti. Turklāt saules baterijas ātri piesārņojas, un, kad tās piesārņojas, to efektivitāte katrās trīs mēnešos (vai kvartālā) samazinās par 15–25 % trīs mēnešu laikā. Šīs problēmas samazināšanai var izmantot īpašas netīrumus atgrūdošas pārklājuma kārtas. Arī saules sezonālā ceļa ievērošana visu gadu piešķir vēl vienu sarežģītības līmeni. Salīdzinot ar vasaru, ziemas dienām ir mazāk saules, tāpēc ziemas mēnešos iespējams iegūt mazāk saules enerģijas. Šajā gadījumā saules bateriju darbība samazinās par 40 %, tāpēc tiek savāktas mazāk saules enerģijas; vasaras dienās saules enerģijas daudzums ir lielāks, un vasaras dienas ir garākas (saule ir augstāk debesīs). Turklāt, lai nodrošinātu saules bateriju optimālu darbību un uzlabotu un garantētu to uzticamu darbību līdz minimālajam darbības līmenim, ir nepieciešams nodrošināt arī efektīvu un uzticamu saules bateriju darbību. Saules bateriju sistēmas nodrošina, ka saules enerģiju izmantojošās lampas var palikt ieslēgtas visu nakti.

Akumulatora sistēma: jauda, ķīmiskais sastāvs un degradācija laika gaitā

Litija un svina skābes akumulatori: izmantojamā jauda, maksimālā izlādes dziļums un naktīgā darbības laika kompromisi

Litija akumulatori var nodrošināt izmantojamu jaudu līdz pat 80–90 procentiem no kopējās jaudas, bet svina skābes akumulatori — tikai 50 procentiem. Tas nozīmē, ka svina skābes akumulatorus var izlādēt tikai līdz šim robežpunktam, kamēr litija akumulatorus var izlādēt daudz vairāk. Praktiski tas nozīmē garāku ekspluatācijas laiku un lielāku darbības laiku. Piemēram, apsveriet 100 Ah litija akumulatoru.

Parasti tas var nodrošināt LED spuldžu darbību vairāk nekā 10 stundas. Tāda paša izmēra svina skābes akumulators var nodrošināt LED spuldžu darbību tikai 6–7 stundas, pirms nepieciešams uzlādēt to atkal. Litija akumulatori var izturēt vairāk ciklu, jo tos var dziļāk izlādēt, kamēr svina skābes akumulatorus jāapstrādā uzmanīgāk, lai novērstu ātrāku sulfatēšanos. Tas nozīmē, ka svina skābes akumulatoriem ir īsāks kalpošanas laiks, un, lai arī litija akumulatori sākotnēji var izmaksāt vairāk, tie ir vērts ieguldījums gan enerģijas izvades, gan kalpošanas laika ziņā. Tas ir īpaši spēkā saules enerģiju izmantojošiem ielām, jo tiem katru nakti jābūt darbības gataviem.

Bateriju sistēmu degradācija saules ielas lampās ļoti lielā mērā ir ietekmēta no temperatūras. Laukā veiktajos testos ir pierādīts, ka baterijas jauda var samazināties līdz pat 30 % pārmērīgas temperatūras dēļ. Ja visi citi faktori ir vienādi, svina skābes baterijas parasti degradējas aptuveni divreiz ātrāk nekā litija baterijas. Piemēram, pēc aptuveni 500 pilnīgiem uzlādes un izlādes cikliem svina skābes baterijas vidēji saglabā tikai aptuveni 60 % no sākotnējās jaudas, kamēr litija baterijas saglabā aptuveni 80–85 %. Ko tas nozīmē? Tas nozīmē, ka lampas darbosies īsāku laiku. Ziemā vecākas bateriju sistēmas spēj nodrošināt 20–40 % īsākus darbības laikus tieši tad, kad ilgāki darbības laiki ir vajadzīgi visvairāk. Ja baterijas tiek ekspluatētas ilgstoši ārpus temperatūras diapazona no 15 līdz 35 °C, vecošanās process paātrinās. Tāpēc ir svarīgi izvēlēties baterijas, kas ir izstrādātas konkrētā reģiona klimatiskajām apstākļām. Dažas īpašas litija baterijas ir izstrādātas tā, lai labāk darbotos aukstākajos klimatos, un tās ir vērtas investīcijas reģionos, kur novēro ļoti stingras ziemas apstākļus.

Intelektuālie vadības bloki arī palīdz uzturēt akumulatorus veselīgus un gaismas ierīces darbībā ilgu laiku, izmantojot iebūvētus algoritmus, kas analizē informāciju par pašreizējo uzlādi un paredzamo pieejamo uzlādi nākamajās dienās, ņemot vērā gaidāmos laikapstākļus, temperatūru un iepriekšējos saules apstākļus. Temperatūras kompensācijas funkcija novērš pārāk lielu vai nepietiekamu akumulatora uzlādi. Adaptīvā aptumšošana samazina LED spilgtumu par 50 % un nodrošina nepieciešamo drošību. Vadības bloki pagarinās litija akumulatoru paredzamo kalpošanas laiku par 25 %, ierobežojot uzlādi līdz 80 % no kapacitātes temperatūrā > 35 °C un pagarinot uzlādes ciklu. Kustības sensoru un aptumšošanas kombinācija nodrošina mērķtiecīgu 8–12 stundu ilgu apgaismojumu visās sezonās un samazina patērēto enerģiju par 30–50 %.

Kustības sensori, laika balstīta aptumšošana un modernas LED gaismas var samazināt saules ielas lampu enerģijas patēriņu.

Apgaismojuma sistēmās kustības sensoru pievienošana samazina enerģijas patēriņu par 40 procentiem, jo sistēma aktivizē pilnu jaudu un pilnu spilgtumu tikai tad, kad kāds nonāk kustības sensora darbības zonā. Vēl viena lieliska enerģijas taupīšanas funkcija ir laikā balstīta spilgtuma regulēšana, kurā sistēma automātiski samazina gaismas spilgtumu noteiktos diennakts laikos. Piemēram, pulksten 0:00 gaismas var tikt samazinātas līdz 30 procentiem un automātiski palielinātas līdz 70 procentiem līdz pulksten 6:00 rītā, lai nodrošinātu pietiekamu spilgtumu, ko redzētu rīta braucēji. Turklāt jaunās ražotās LED lampas spēj radīt no 180 līdz 200 lūmeniem vienā vatos. Tas nozīmē, ka LED lampām ir augstāka enerģijas efektivitāte un tās patērē aptuveni 50 procentus mazāk enerģijas nekā tradicionālās HID un fluorescences apgaismojuma tehnoloģijas. Lielisku efektivitāti nodrošina arī armatūras, kas projektētas tā, lai izvadītu siltumu, kad temperatūra paaugstinās līdz 45 °C. Apvienojot visus iepriekšminētos faktorus, intelektuālās tehnoloģijas un saules enerģiju izmantojošās ielas lampas pierāda, ka tās var uzticami darboties piecu pēc kārtas mākoņainu dienu garumā, tādējādi nodrošinot kopienām pirmās bezstrāvas sistēmas.

Kā ģeogrāfija un klimats ietekmē sistēmas uzticamību

Saules ielas lampu darbība lielā mērā ir atkarīga no ģeogrāfiskās atrašanās vietas. Litija akumulatoriem daļa enerģijas pagaidu kārtā tiek zaudēta, ja temperatūra ir zem sasalšanas punkta. Karstākajos klimatos saules bateriju enerģijas zudumi un degradācija notiek ātrāk. Piejūras apvidos, kur gaisā ir sāls, sāls gaiss var izraisīt elektrokomponentu, piemēram, savienojumu kastīšu un vadības ierīču koroziju. Šo sistēmu kalpošanas laiks samazinās, ja netiek veikta papildu apkope. Kalnos un tālajā ziemeļos ziemas mēnešos rodas ilgākas tumšuma periodi un lielāka sniega uzkrāšanās, kas bloķē saules gaismu un saglabā siltumu, lai izkustētu ledus. ASV Enerģētikas departaments ir veicis pētījumus, kurās tiek uzsvērts vajadzība pēc gudras plānošanas attiecībā uz to laika parādību novēršanu, kas notiek kopienās — no tropiskajām viesmām līdz smilšu viesmām un ziemas sasalšanas un atkušanas cikliem. Gudra plānošana ietver vairākus galvenos soļus, tostarp...

Aukstumā izturīgu litija akumulatoru (-20 °C) identificēšana darbībai arktiskajos reģionos.

Jūras klases nerūsējošā tērauda vai alumīnija sakausējumu identificēšana ar augstāku korozijas izturību lietošanai piekrastes vai mitrā klimatā.

Strukturālo vēja slodžu reitingu paaugstināšanas vietu identificēšana ciklonu vai tornādo bieži skartajos reģionos.

Vietu identificēšana, kur saules paneļu slīpuma leņķis var būt 45° vai lielāks un kur var izmantot nelipīgas gludas virsmas sniega novadīšanai.

Saules ielas lampu inženierzinātniskā izstrāde klimata reģioniem samazinās 40 % ekspluatācijas laika samazinājumu ziemas un vasaras sezonu maksimumlaikā, pamatojoties uz mikrotīkla veiktspējas datiem no NREL.

JAUTĀJUMI UN ATBILDES

Kādi ir monokristālīnā silīcija panelu priekšrocības?

Monokristālīnā silīcija paneli ir 22–24 % efektīvi, tas nozīmē, ka tie efektīvi pārvērš uztvertos saules starus elektrībā; tādējādi saules enerģiju izmantojošām ielas lampām tie ilgst ilgāk.

Kā vides faktori ietekmē saules panelu darbības rādītājus?

Vides faktori, tostarp piesārņojums un ēnojums, kā arī sezonālie saules ceļi, var būtiski samazināt paneļa kopējo efektivitāti. Ēnotās paneļa daļas var samazināt izvadi par vairāk nekā 50 %, kamēr netīri paneļi var samazināt efektivitāti par 15–25 %.

Kāpēc litija akumulatori tiek vairāk izmantoti nekā svina skābes akumulatori saules ielas lampām?

Svina skābes akumulatoriem ir īsāks kalpošanas laiks un zemāka izlādes jauda. Tāpēc litija akumulatori nodrošinās labāku darbības laiku pie stabiliem sprieguma rādītājiem, pat ja tie ir dārgāki.

Kāda ir inteliģento vadības ierīču funkcija saules ielas lampās?

Inteliģentās vadības ierīces pagarināt akumulatora kalpošanas laiku un saglabā enerģiju, uzraudzot akumulatora stāvokli un izmantojot adaptīvo aptumšošanu, lai optimizētu apgaismojumu.

Kā klimatiskie apstākļi ietekmē saules ielas lampu uzticamību?

Uzticamību var ietekmēt temperatūras svārstības un izdevības, ko rada krasts un ģeogrāfija. Uzticamību ietekmē temperatūras svārstības. Uzticamību ietekmē temperatūras svārstības.