EN
Решенија за полнење во зима за LED улични светилници со соларна енергија во студени клими
Зимата претставува најтежките работни услови за која било lED Сончева Улична Ламба пократените денови светлосни часови намалуваат вкупната достапна соларна енергија. Пониските агли на сонцето зголемуваат должината на атмосферската патека, што го намалува зрачењето на површината на панелите. Снежното покривало одбива дел од светлината од хоризонтално поставените панели. А критично, ниските температури забавуваат електрохемиските реакции во батеријата точно кога системот најмногу има потреба од секој достапен ват-час. Решавањето на дефицитот во полнењето за време на зима бара адресирање на секој од овие фактори преку избор на компоненти и конфигурација на системот — нема едноставно решение што компензира сите тие фактори истовремено.
Зошто полнењето во зима не успева
Проблемот со соларната геометрија
На 45° северна ширина во текот на зимското слетање, сонцето достигнува максимум на само 21,5° над хоризонтот. Сончевата светлина поминува низ околу три пати повеќе атмосфера отколку лето, а денот се скратува на 8–9 часа. Вкупното дневно соларно зрачење на панелите може да опадне на 25–30% од летните вредности.
Панел од 100 вати што собира 500 ват-часови летно може да собере само 120–150 ват-часови на јасен зимски ден и 50–80 ват-часови под облачни услови. Светло со LED од 60 вати што работи 12 часа секоја ноќ бара 720 ват-часови — што создава дефицит кој се зголемува со секој облачен ден.
Хемија на батеријата при ниски температури
Батериите тип LiFePO4 имаат значително намалување на капацитетот при ниски температури — 70–80% на -10°C, па до 50–60% на -20°C. БМС-от го зголемува овој проблем со блокирање на полнењето под 0°C за да се спречи литиумско поцврстување, што значи дека батеријата не може да прима полнење во најстудените утрински часови кога сонцето прв пат се појавува.
Општина во северен Кина заменила 300 конвенционални улични светилки со напојување од мрежата со LED улични светилки со соларно напојување долж селските патишта каде што проширувањето на електричната мрежа било прескапо. Првата зима покажала дека светилките на патиштата кои се обрнати кон север не функционирале по 2:00 часот — околу 4 часа пред потребното исклучување на зората. Анализата покажала дека панелите биле димензионирани според просечната годишна инсолација, а не според минималната зимска инсолација, а литиум-железо-фосфатните батерии немале заштита од полнење при ниски температури. Тимот на проектот работел со Haisiou Lighting за да изврши надградба на погодените единици со поголеми панели, грејни елементи за батериите и MPPT контролери. Во следната зима, 96% од единиците останале во полноноќна работа низ најстудените месеци.
Практични решенија за зимската перформанса
Големина на панелот за најлошото време
Системата за димензионирање мора да користи податоци за инсолната радијација од декември или јануари, а не годишни просеци. Помножете ја ватажата на панелите пресметана за услови со годишни просеци со 1.5–2.0 за инсталации над 40° ширина. Претераното димензионирање за лето се управува со контролерот за полнење.
Внедрување на термално управување на батеријата
Батеријските пакети во корпусот на светилката користат топлината која ја испуштаат LED диодите во текот на ноќната работа — околу 15–20% од електричниот влез се претвора во топлина. Ова пасивно загревање обично ги одржува батериите 5–10°C погоре од околинската температура.
За постудени инсталации, активното загревање одвлекува струјата за полнење кон отпорен елемент и ја насочува енергијата кон клетките само кога пакетот достигне безбедна температура. Енергетските трошоци се скромни: 5–10% од дневното полнење.
Агол на панелите и управување со снег
Аголот на зимските панели треба да биде еднаков на географската ширина плус 15° за Северната полутопка. Посилниот наклон помага снегот да се лизне, а хидрофобните премази намалуваат прилепувањето на мразот. Интегрираните грејни елементи можат активно да топат снег на критични инсталации.
Haisiou Lighting нуди LED улични светла со соларни панели дизајнирани за работа во студени клими со батерии од типот LiFePO4, MPPT контролери и опции за загревање на батериите и поголеми монокристални панели.
Често поставувани прашања
Зошто моето соларно улично светло не трае низ зимските ноќи?
Најчестата причина е недоволно голем соларен панел пресметан за летни или просечни годишни услови, а не за минималната зимска инсолација. Други причини вклучуваат деградација на капацитетот на батеријата поради повторени циклуси на длабока празнења, замрсување на површината на панелот што намалува струјата на полнење и спаѓање на температурата на батеријата под прагот за полнење во раните утрински часови.
Колку треба да го зголемам соларниот панел за зима?
Помножете ја капацитетот на панелот пресметан за услови со просечна годишна сончева светлина со 1,5–2,0 за инсталации над 40° ширина. Точниот множител зависи од бројот на часови со врвно сончево осветлување во декември во одредената локација во споредба со просечната годишна вредност. Професионална база на податоци за сончевата ирација обезбедува локално специфични податоци за точна димензионирање.
Дали батериите LiFePO4 можат да се полнат во замрзнато време?
Стандардните батерии LiFePO4 не треба да се полнат кога температурата на ќелијата е под 0°C. Батериите со вградена заштита против ниски температури ќе го блокираат полнењето додека ќелиите не се затоплат над прагот. Батериите со функција за само-загревање користат дел од струјата за полнење за прво загревање на ќелиите, а потоа започнуваат со нормално полнење — што ги прави погодни за работа во студени климатски услови цела година.
Зошто мојата сончева светлина помалку се полни во облачни зимски денови?
Облачноста ги намалува директните сончеви зраци за 70–90%. Комбинирано со пократкото траење на денот и пониската положба на сонцето во зимскиот период, вкупната дневна енергија што се собира може да падне на 10–20% од номиналниот излез на панелите. MPPT контролерот за полнење помага со влечење на максимална моќ од достапната расеана светлина, но не може да компензира фундаментално недоволна големина на панелите.
Како да одржувајте сончеви улични светла во снежни региони?
Поставете го наклонот на панелите на ширината на локацијата плус 15° за зима, за да се максимизира прифаќањето и да се олесни отстранувањето на снегот. Чистете ги панелите по снежни настани со продолжителен штап со мека четка — избегнувајте метални скребачи што би оштетиле површината на панелите. Изберете панели со хидрофобно премазување и размислете за интегрирани грејни елементи за критични инсталации со ограничен пристап за одржување.
Под кој агол треба да се постават сончевите панели за зима?
На Северната полутопка, наклонот на панелите во зима треба да биде еднаков на географската ширина плус 10–15°. На 45° северно, тоа значи наклон од 55–60°. Ориентацијата кон вистински југ максимално зголемува вкупната дневна енергетска прифатливост. Регулирливите монтирачки скоби овозможуваат сезонски промени на аголот — пострмни за зима и помалку стрмни за лето — за оптимизирање на перформансите целиот годишни циклус.