EN
Optimaliser posisjon og helning på solcellepaneler for maksimal produksjon av solenergi
Helning = Breddegrad + Sesongmessig posisjon til sola
Viktigheten av riktig plassering av solpaneler for effektiv drift av LED-solstrømlys i gater kan ikke overdrives. Panelene stilles vanligvis inn på en vinkel som svarer til lengdegraden til monteringsstedet for panelene. Med andre ord bør panelene stilles inn på en slik vinkel at de står vinkelrett på solens posisjon i zenit midt i sommermånedene. Hvis vi tar utgangspunkt i et sted ved 35 grader nordlig breddegrad, vil paneler som er innstilt til 35 grader i forhold til horisontalen gi gode resultater, men ytelsen kan forbedres ytterligare ved å justere panelvinkelen etter årstiden. I løpet av vintermånedene gir det bedre energiutnyttelse å øke panelvinkelen med 10–15 grader (dvs. nærmere vertikal stilling), slik at panelene fanger opp en større andel av solenergien fra solens lave posisjon på himmelen. Omvendt gjelder det for sommermånedene: panelvinkelen bør da senkes for å unngå overoppheting av panelene og redusere solenergifangsten for å hindre overoppheting. Å senke vinkelen med samme mengde (10–15 grader) fra den vertikale stillingen kalles sommerinnstilling. Forskning viser at ved å foreta slike årstidsavhengige justeringer unngås energitap (opp til 20 %) som følge av feiljustering av panel(ene). Den lagrede energien i batterisystemene vil dermed være pålitelig hele året, både i sommer- og vintermånedene.
Dynamisk helningsoptimering: Case-studie i Rajasthan
Den dynamiske helningsoptimeringen av solpaneler ble testet som en feltstudie i Rajasthan. Tidligere feltstudier har vist at selv med sesongbaserte helningsjusteringer produserer fastmonterte paneler plassert i en vinkel på 27 grader mindre energi (ca. 4,2 kWh hver dag) enn justerbare paneler. I denne testen ble justerbare helningsmotorer med angitte sesongposisjoner (vinterhelling på 42 grader, sommerhelling på 12 grader) installert. Resultatet var en økning i energiproduksjonen på opptil 5,8 kWh. Som følge av dette fikk husholdningene i regionen 2,5 timer ekstra kveldsbelysning, som tidligere var avhengig av en ikke-fornybar strømkilde. Systemet betalte seg selv (kostnaden på 220 USD per solenhet) på under 14 måneder på grunn av redusert avhengighet av det sentrale strømnettet. De justerbare panelene viste, som forutsagt, en høy avkastning på investeringen på grunn av de sesongvise endringene i solens relative posisjon.
Leddakkumulatorers ladeineffektivitet under 0 °C
Bly-syre-batterier er fortsatt en vanlig funksjon i solbelysningsanlegg til lav pris, men ytelsen deres er sterkt redusert ved temperaturer under null grader. Når temperaturen når 0 grader Celsius leverer disse batteriene bare 70–80 prosent av den energien de er utformet for å levere. Og selv ved −10 grader Celsius er den leverte energien ofte mindre enn halvparten av det som forventes. Dette skyldes hovedsakelig den viskøse naturen til elektrolytten, som hemmer ionenes bevegelse. Som følge av dette lades batteriet ikke fullstendig opp igjen, og hastigheten på hvilken sulfatkristaller dannes på batteriplatene økes. Som et resultat blir solkraftdrevne gatelamper ubrukelige om vinteren. Dette setter ikke bare sjåførenes sikkerhet i fare ved å skape mørke gater, men utgjør også en alvorlig risiko for fotgjengere.
LiFePO₄-fordeler: Drift ved −20 °C og 95 % coulombisk virkningsgrad
Ettersom kaldt vær er et problem for mange systemer, er LiFePO₄-teknologien en frisk luftstøt. Olivinkristallene gjør at batteriene kan brukes trygt og effektivt, selv ved temperaturer under frysepunktet. De oppnår til og med 95 % effektivitet ved –20 °C. Dette er en svært viktig faktor under kalde, overskyede vinterdager, der energiinntak og -utgang er avgjørende. Driftsområdet for bly-syre-batterier er sterkt begrenset, og batteriene når raskt lavspenningsavbruddet, hvilket fører til full utladning av batteriet og redusert total kapasitet med tiden. På vinterdager gjenopprettes LiFePO₄-batteriene mye bedre enn bly-syre-batterier, selv om de er sterkt utladet. LiFePO₄-batterier gjenoppretter seg lett etter utladnings- og ladningscyklusen og varer minst seks ganger lenger enn bly-syre-batterier. Byer oppdager at overgangen til denne batteriteknologien ved store installasjoner av solkraftbaserte gatebelysningsanlegg gir en betydelig forbedring av den totale påliteligheten og driftsevnen til solbelysningsstrategien i kaldere måneder, sammenlignet med andre batterikjemier.
Maksimer energifangst i svakt lys ved å bruke smarte MPPT-laderegulatorer
PWM versus MPPT: 25–35 % økt ladeeffekt ved skumring, gry og skyet vær
MPPT-laderegulatorer (Maximum Power Point Tracking) overgår grunnleggende PWM-regulatorer (Pulse Width Modulated) i alle henseender – inkludert tidlig morgen, sent kveld og skyet vær – når LED-solstrømlys til gater trenger en ekstra kraftimpuls. Mens PWM-regulatorer begrenser ladepenning og ladestrøm, justerer MPPT-regulatorer ladepenning og ladestrøm for å maksimere innhenting av solenergi, uavhengig av endringer i skydekke. Effektiviteten til en MPPT-laderegulator kan være 25–35 % bedre enn en PWM-regulator under skyet vær, delvis skygge eller spredt lys. Som følge av dette får batteriene lengre levetid, og lyset lyser lenger. I frakoblede (off-grid) applikasjoner fanger MPPT-systemer 15–30 % mer energi i svakt lys enn PWM-systemer. Dette forklarer preferansen for MPPT i frakoblede lysystemer.
Utvikling av hybridlade-teknikker for pålitelighet hele året
Sol + mikro-vind eller nettstøtte: Driftstid bevist til 99,2 % i virkelige bruksforhold
Ved (sol + mikro-vind) eller (sol + smart nett) elimineres avhengigheten av værrisiko. Mikro-vindturbiner leverer energi på vindfulle netter, skyggefulle dager eller uker. Smart nett trekker kun strøm når batteriet er på 20 % eller lavere, noe som minimerer uttapping av hovednettet. Byer i Nord-Europa bruker disse teknologiene med dokumentert suksess. Gjennomsnittlig inn/ut-slåingsfrekvens er 99,2 %, mens vinterdager (sol) presterer 12 prosentpoeng dårligere. I forhold til (sol + mikro-vind) opplever byadministrasjoner en reduksjon i feilreparasjoner på 30 %. Det er sannsynligvis derfor kommuner installerer dem langs hovedveier, gangveier og bussfelt.
Ofte stilte spørsmål
Hva er den beste vinkelen å montere solcellepanelene i, avhengig av breddegrad?
Den beste monteringsvinkelen er omtrent lik breddegraden der installasjonen foretas. For eksempel kan helningsvinkelen justeres vertikalt i vintermåneder for å generere mer energi.
Hvorfor foretrekker noen å bruke LiFePO₄-batterier i ugunstige klimaforhold?
I ugunstige miljøer fungerer LiFePO₄-batterier perfekt ved −20 grader celsius. I tillegg oppnår de en virkningsgrad på ca. 95 %. I motsetning til dette faller bly-syre-batterier helt ut av drift og fungerer ikke ved 0 grader celsius.
Hvordan forbedres soloppladning med MPPT-teknologi?
MPPT-teknologi kan optimalisere ladeprosessen i solpaneler takket være evnen til å justere ulike egenskaper og opprettholde lade- og utladeprosessen med maksimal mulig virkningsgrad. For eksempel oppnås en virkningsgrad på 25–35 prosent i ugunstige belysningsforhold sammenlignet med PWM-kontrollere.
Hva er fordelene med hybridladesystemer?
Integrasjonen av solenergi med mikro-vindladesystemer gjør gatelysdriften pålitelig, da hybridsystemer kan levere 99,2 % driftstid i ugunstige klimaforhold.