EN
Odolnosť voči počasiu a prostrediu pre dlhodobú spoľahlivosť
Neustála záťaž zo strany prostredia vyžaduje od inžinierov najlepšie návrhy, aby solárne uličné svietidlá na cestách stále svietili. Dôležitými faktormi návrhu sú:
Ochrana proti vnikaniu podľa stupňa IP65+ a odolnosť voči morskej príšere pre pobrežné, vlhké alebo priemyselné oblasti
Produkty nasadené v ekosystémoch, ktoré sú korozívne voči kovovým komponentom, musia poskytovať ochranu proti prachu a vlhkosti na úrovni IP65+, ktorá je overená v súlade so skúškou so solnou mlhou ASTM B117. Organizmy pomáhajú proti soľným aerosolom alebo vysokému stupňu vlhkosti, ktorý je dostatočný na kondenzáciu: tým sa predĺži životnosť produktu na 5-ročný časový horizont aj za hranicami pobrežných inštalácií, zatiaľ čo štandardné pobrežné inštalácie vydržia 24 mesiacov.
Úderová odolnosť IK08/IK09 a certifikácia odolnosti voči veternému zaťaženiu pre intenzívne premávané alebo vystavené cesty
Vandaloodolné polykarbonátové šošovky s úderovou odolnosťou IK08/IK09 vydržia nárazy energie 5–10 joulov, čo je porovnateľné s loptou hádzanou rýchlosťou 60 mph. Toto sa dosahuje aj certifikáciou odolnosti voči veternému zaťaženiu, ktorá zaisťuje štrukturálnu pevnosť pri nárazoch vetra rýchlosťou 50 mph.
hliníkový kôrpus zliatiny 6063-T: odolnosť voči korózii a tepelné správanie v rôznych klímat
Extrudovaná zliatina 6063-T poskytuje vynikajúcu odolnosť voči korózii, ktorá je o 3-krát vyššia ako u ocele v testoch korózie so solnou vodou a o 20 % lepšia v tepelnej odolnosti v porovnaní s inými materiálmi.
Návrh slnečných uličných svietidiel prispôsobený podmienkam klímy
Výber chemického zloženia batérií (LiFePO4 vs. NMC) na základe extrémnych teplôt a požiadaviek na životnosť v cykloch
V súčasnosti sa bunky LiFePO4 najlepšie hodias pre aplikácie v extrémne chladnom prostredí (−20 °C), keďže stratia len 5 % svojej kapacity po 3 000 cykloch. Naopak, NMC má o 15 % vyššiu energetickú hustotu, a preto je lepšie vhodná pre extrémne teplé (45 °C a vyššie) klímy. Avšak vyžaduje prebytok veľkosti o 20 %, aby kompenzovala 20 % tepelnej záťaže LiFePO4. Pre projekty diaľničných solárnych svietidiel v oblastiach s výraznou teplotnou premennosťou poskytuje prevádzkový rozsah LiFePO4 od −30 °C do 60 °C minimálny počet výpadkov v zimnom období a zároveň zabezpečuje životnosť 8 rokov bez nutnosti výmeny batérií.
Zohľadnenie rezervy pri určovaní veľkosti slnečných panelov a závislosť autonómie od zemepisnej šírky, slnečného žiarenia a sezónnych vplyvov
Spoľahlivosť vyžaduje kalibráciu špecifickú pre zemepisnú šírku. Pre zemepisnú šírku 55° N a vyššiu je potrebné zväčšiť veľkosť panelov o 30 % a zvýšiť kapacitu batérií o 7 dní, aby sa kompenzovalo zníženie slnečného žiarenia v zime o 40 %. V oblastiach s monzúnovým počasím musia regulátory využívať o 25 % vyššiu kapacitu v porovnaní s typickým využitím pri nízkosvetlom období trvajúcom 72 hodín. Inteligentné regulátory dokážu využívať kombináciu historických meteorologických údajov na dynamickú úpravu nabíjania a v oblastiach s premenným podnebím, ako sú pobrehové (alebo horské) diaľnice, znížia závislosť od elektrickej siete o 60 %.
Fotometrický výkon a osvetlovací inžinierstvo špecifické pre daný druh cesty
Výstup svetelného toku (lumenov), tvar svetelného lúča a dodržanie požiadaviek na rovnomernosť pre servisné, kolektorové a hlavné cesty
Návrh fotometrických systémov a osvetlenia musí brať do úvahy typ cesty. Osvetlenie sídliskových ciest pre domácnosti by malo mať medzi 5 000 a 7 000 lumenmi a asymetrické svetelné pole typu III. Zhromažďovacie cesty by mali mať viac ako 10 000 lumenov a svetelné pole typu V, aby sa rovnomerne osvetlili križovatky. Diaľnice musia mať 15 000 lumenov alebo viac so svetelným poľom typu III, ktoré je úzke a zabezpečuje rozostupy lúčov tak, aby sa dosiahla alebo prekročila rovnosť osvetlenia 0,4 (Lmin/Lavg) podľa pokynov IES. Výstupy, ktoré nie sú správne dimenzované, môžu viesť k neosvetleným oblastiam, pričom nadmerné umiestnenie svietidiel a nesprávne rozostupy lúčov sú nebezpečné a predstavujú plýtvanie zdrojmi.
Rozostup stĺpov osvetlenia a posúdenie súboru IES reálneho solárneho uličného osvetlenia
Vzdialenosť medzi svetelnými stožiarmi sa musí vypočítať na základe výšky montáže svetelného lúča a požadovanej úrovne osvetlenia. Všeobecne sa táto vzdialenosť pohybuje od 1,5- do 2,5-násobku výšky svetelného stožiara. Pre stožiary s výškou montáže 8 metrov by teda vzdialenosť medzi nimi mala byť od 12 do 20 metrov. Fotometrické výkonnostné súbory vo formáte IES je vždy potrebné overiť a použiť na vyhodnotenie sklonu a uhla stínovania zariadenia, ako aj prekážok, aby sa posúdila fotometrická výkonnosť. Na vyhodnotenie umiestnenia stožiarov je nevyhnutné vykonať merania priamo na mieste; tieto merania musia priniesť pozitívne výsledky s odchýlkou osvetlenia o 15 % alebo menej v porovnaní s navrhovaným umiestnením, pretože nedodržanie správneho a overeného umiestnenia stožiarov v návrhu môže spôsobiť nebezpečné nerovnomerné osvetlenie. Aby boli splnené normy IES pre cestné komunikácie, minimálna úroveň osvetlenia sa dosahuje adaptívnym stmievaním v časoch minimálneho premávkového zaťaženia a vzdialenosť medzi svetelnými stožiarmi sa udržiava prostredníctvom ich výšky.
Kľúčové základné prvky
Integrácia batérie, regulátora a slnečných panelov
Pre optimálny dlhodobý výkon musia spolu úzko spolupracovať tri kľúčové komponenty: batéria, regulátor a slnečný panel. Napríklad batérie zlúčeniny železo-fosfát-lítium (LiFePO4) poskytujú viac ako 5 000 cyklov nabíjania, majú až o 300 % dlhšiu životnosť v porovnaní s oloveno-kyselinovými batériami a môžu fungovať v teplotnom rozsahu od –20 °C do 60 °C. Pokročilejšie MPPT regulátory navyše zvyšujú účinnosť zhromažďovania energie až o 30 % a zabezpečujú ochranu pred prenabíjaním, príliš hlbokým vybíjaním a extrémnymi teplotami. Okrem toho antireflexné monoperc panely a ochrana proti PID javu umožňujú udržať výrobu energie na úrovni vyššej ako 92 % po dobu 10 rokov, pokiaľ sú správne spárované s batériami vhodnej veľkosti. Ďalej pri integrácii komponentov platia určité požiadavky. Po prvé, napätie panelov a regulátorov musí spĺňať ich príslušné hraničné hodnoty v rámci tolerancie ±5 %; okrem toho musia umožňovať komunikáciu a sledovanie v reálnom čase, aby straty systému spôsobené integráciou nepresiahli 15 %.
Aké sú výhody ochrany podľa triedy IP65+ pre slnečné svietidlá?
Ochrana podľa triedy IP65+ znamená, že slnečné svietidlá sú hermeticky uzavreté proti prachu a vlhkosti, čo je nevyhnutné v prostrediach, ktoré sú pobrežné, priemyselné alebo vysokej vlhkosti, keďže komponenty môžu zlyhať v dôsledku obsahu soli vo vzduchu.
Akú ochranu ponúkajú slnečné uličné svietidlá s ochranou podľa triedy IK08/IK09?
Tieto triedy udávajú odolnosť polycarbonátových slnečných uličných svietidiel voči mechanickému poškodeniu. To znamená, že svietidlá budú chránené pred vandalizmom a vplyvmi prostredia, napríklad ak sa do steny zasiahne bejzbalovou loptou.
Aké sú výhody používania batérií typu LiFePO4 pre slnečné uličné svietidlá za extrémnych poveternostných podmienok?
Vzhľadom na ich výborný výkon za extrémnych počasnostných podmienok a bezproblémovú integráciu so slnečnými uličnými svietidlami sa batérie typu LiFePO4 stávajú priemyselným štandardom. Po 3 000 cykloch zachovávajú 95 % svojej kapacity a zabezpečujú spoľahlivosť aj počas osemročných zimných výpadkov elektrickej energie. Sú vynikajúcou voľbou pre batérie, ktoré musia vykazovať vysoký výkon za extrémnych podmienok.
Ako ovplyvňuje veľkosť slnečného panela spoľahlivosť uličného svietidla?
Veľkosť slnečného panela sa určuje na základe zemepisnej šírky a environmentálnych podmienok tak, aby bola vhodne dimenzovaná. Pri správnom návrhu zabezpečuje veľkosť tela (panely) potrebnú energetickú autonómiu svietidiel a zabraňuje poruchám výkonu počas sezónnych zmien.