Који фактори утичу на ефикасност пуњења соларне лампе?

Доступност сунчеве светлости: зрачење, трајање и спектрални квалитет

Директна у односу на индиректну сунчеву светлост и спектрална неодговарајућа утицај на апсорпцију соларних панела лампа

Директна сунчева светлост омогућава скоро 30% већу конверзију енергије у соларним лампама од дифузне (или индиректне) сунчеве светлости због перпендикуларног пада фотона при већој зрачењу. Ефикасност панела у директној сунчевој светлости је смањена за 15%-25% због спектралне несогласности, када светлост околине постоји изван оптималних таласних дужина апсорпције соларног панела. Апсорпција инфрацрвене светлости (760-1400 нм) ујутро и увече, стварајући нижи напон од апсорпције видљиве светлости по обеду. Монокристални панели доживљавају мање негативних ефеката спектралне варијације, али и даље доживљавају губитке од 8-12% при ниском зрачењу.

Поуздано функционисање соларних лампа са сезонским и географским варијацијама дневног соларног зрачења.

Степен аутономије соларне лампе варира у зависности од сезоне и географске локације. Екваторијални регион има просечно 5,2 часова сунчевог врха, док 45° ширине добија само 2,8 часова сунчевог врха. Чак и у умереним зонама, зимско сунце је мање од оптималног и може смањити производњу за 40-70%. Глобална хоризонтална зрачење (ГХИ) у Торонту лето је 5,6 кВтцх/м2/дан, док је децембар види ГХИ пада на само 1,9 кВтцх/м2/дан. На високим ширинама, дифузно зрачење је најчешће. Финска децембарска ГХИ показује да 85% ГХИ долази од дифузног светла, што значи веома ниску производњу панела. Уколико се у географским и сезонским ситуацијама недовољно користи соларни панели, панел мора бити 20-35% већи.

Проблем са животном средином: сенка, прљавштина и оријентација панела

Накупљање прашине, прљавштине и влаге: квантификовање губитака због прљавштине на панелима соларних лампа

Гничење блокира светлост и директно смањује снагу панела. Посебно у сувом и загађеном окружењу, годишњи губици прљавштине долазе до 15 до 20% у плоским панелима, који се наиме на највише самочишћење. Вогласност погоршава ситуацију формирајући лепљиви остатак који заробљава честице. Нагиб панела за 10 до 15 степени може побољшати ефикасност прања. За одржавање перформанси чишћење се врши сваке четвртине. Заборављено одржавање може смањити годишњи принос енергије до 25% прљавштина је један од најпревентивнијих али често узрокује губитак аутономије соларних лампа.

Ефекти температурног и деградационог пуњења соларних лампа соларних лампа

Утицај температуре окружења на литијум-јонске и оловне батерије у соларним лампама

Температура има значајан утицај на одговор батерије соларних лампи. Литијум-јонске батерије подлежу забрзаној деградацији цикла изнад температуре околине од 25 °C (77 °F). На пример, губитак капацитета након 200 циклуса се повећава са око 3,3% на 25oC на 6,7% на 45oC (113oF) као резултат раста са чврстим електролитом (SEI). За оловне батерије, ефекат деградације ниских температура је још већи. На температури околине испод 20oC (68oF), прихватање наплате значајно опада, а на 20oC (4oF), капацитет који се може користити смањује за 50%. Због ове супротне топлотне осетљивости, литијум-јонске батерије су оптималне за топлу климу, док су специјално формулисане оловне батерије пожељне у дуготрајном хладном окружењу.

Утјецај старења батерије и трајања циклуса на аутономију соларних лампи

Све батерије за соларне лампе подлежу необратимом електрохемијском старењу са сваком циклусом пуњења/испуњења. На пример, стандардна литијум-јонска батерија задржава само 70-80% свог првобитног капацитета након 500 цикла, што може да се преведе у 12 сата мање осветљења за годину дана. Постоје три главна разлога за губитак капацитета литијум-јонских батерија:

Литијум-јонске батерије су у нето пасивном стању литијума током једног или више циклуса

Декомпозиција батерије-електролита која доводи до повећаног унутрашњег отпора батерије

Формирање интерфејса за раздвајање чврстих иона

Термички стрес убрзава процес старења и као резултат топлотног стреса процеса старења, батерије на 35oC (95oF) ће старети приближно два пута брже од батерија на 25oC (77oF). У топлим климама са високим циклусима, животни век пре замене генерално није већи од два (2) године интервала замене; у блажим климама са мањом употребом, интервал замене генерално није мањи од четири (4) године.

Дизајн система соларних лампа: технологија панела, угао и контрола наплате

Оптимални нагиб и азимут панела соларних лампа по ширини и сврси

Облачење које се може дефинисати за сваки инсталирани соларни панел лампе зависи од одговарајуће оријентације. За све фиксне окренуте наклоне панеле, поставка на ширину плус/минус 15° улаже највише енергије која се може добити годишње. Зими је стрмније, а летом плиткије. Азимутно усклађивање треба да буде са истинитим југом или истинитим севером у зависности од хемисфере. Вертикално просветљење у уличним лампама ограничено је сенкама зграде. Са сезонским променама нагиба, лампе за башту или пут могу имати користи од лампа у лето-зимском положају. Оптимизовано усклађивање засновано на географској ширини може омогућити 20% прикупљања енергије у току дана на основу валидираних модела у поређењу са равном монтажом.

Технологија панела и ефикасност лампе

Интелигентан дизајн соларне лампе интегрише планирање и технологију панела и контроле за наплату. МППТ контролери су надмашиле било коју стандардну контролу наплате под условима распршивања / променљивог осветљења као што су делимична сенка облака у сутрама са малим светлом. Због веће ефикасности МППТ контролери могу да издвајају 25 до 30% већу енергију. МППТ контрола наплате је потребна у скоро свим распоређивањем, укључујући и мале (< 50Вт) системе. Довољно поуздана да би оправдала трошкове МППТ контролера за наплату у поређењу са стандардном контролом за наплату.

Компонентни ПВМ контролери МППТ контролери Монокристални панели Поликокристални панели

Ефикасност 7080% 9298% 2227% (2025) 1522% (2025)

Трошкови нижи (5$$20) Виши (20$$100) Премијум Буџетски прихватљив

Најбоље за мале системе (< 50 Ват) Променљиви услови осветљења Ограничени простор Уређивања Веће површине панела

Кључна предност Једноставност 30%+ добитак у добиту енергије Бољи перформанси у слабом осветљењу Ниже трошкови по вату

Монокристални панели су ефикасни, посебно у условима слабог осветљења, што их чини савршеним за соларне лампе високих перформанси у којима је простор ограничен. За апликације у којима апсолутна ефикасност није главна брига, поликристални панели делују као трошковно ефикасно решење све док постоји простор.

Често постављене питања

Који су главни фактори који утичу на ефикасност соларне лампе?

Ефикасност зависи од доступне сунчеве светлости, препрека у окружењу (као што су сенка и прљавштина) и топлотне и батеријске перформансе система. Директна сунчева светлост, добро подешавање панела и пространа система побољшавају перформансе.

Како сенка утиче на снагу соларне лампе?

Излаз соларних система у великој мери зависи од количине доступне сунчеве светлости. Чак и мала количина сенка може озбиљно смањити укупну производњу.

Зашто је редовно чишћење соларних панела важно?

У подручјима са много прашине, соларни панели могу постати прљави и то може значајно смањити енергетску производњу панела. Ово је посебно важно у сувим и загађеним подручјима.

Која је разлика између МППТ и ПВМ контролера за наплату?

МППТ контролери за наплату имају способност да раде са максималном ефикасношћу пратећи максималну точку снаге са соларних панела, док су ПВМ контролери јефтинија опција за мање системе, иако на њихову ефикасност утичу променљиви услови осветљења.

Каква је перформанса батерије у соларним лампама у односу на промене температуре?

Екстремни услови у окружењу доводе до бржег погоршања литијум-јонских батерија на високим температурама и споријег погоршања на ниским температурама у оловно-киселим батеријама. Стога, технологија батерија треба да буде прилагођена специфичној клими.