EN
Entegre Güneş Enerjili Sokak Lambası Sistemleri İçin Ana Engelin Nedeni Pil Değişimidir
Pil, tüm entegre güneş enerjili sokak lambaları sistemlerindeki sorunların ana nedenidir. Entegre güneş enerjili sokak lambaları sistemleri, güneş panelleri ve LED lambalar gibi yıllarca dayanabilen birçok bileşene sahiptir; ancak piller en zayıf halkadır. Pil, yaklaşık 5-7 yıl sonra şarj ve deşarj belirtileri göstermeye başlayabilir. Pil değiştirme gibi faktörler, aydınlatma bakım maliyetlerinin yaklaşık %60'ını oluşturur. Entegre güneş enerjili sokak lambalarında pil değiştirmeyle ilgili 3 temel sorun vardır:
1. Günlük şarj ve deşarj işlemi nedeniyle pilde meydana gelen kimyasal değişimler
2. Aşırı sıcaklık ve soğuk nedeniyle oluşan iç termal korozyon
3. Bulutlu günlerde pillerin tamamen deşarj olmasıyla ilgili sorunlar
Entegre sistemlerin tasarım stratejileri durumu daha da kötüleştiriyor. Diğer sistemlerden farklı olarak bu kapalı üniteler, bataryaya ulaşmak için tamamen sökülmesini gerektirir; bu da sökme ve yeniden montaj işlemlerini diğer batarya türlerine kıyasla üç katına çıkarır. Bataryanın çıkarılması, hava geçirmez sistemin bütünlüğünü tehlikeye atabilir. Değiştirilmesi gereken bataryalar, uzak üniteler olarak kabul edilir; yani değiştirme ve taşıma maliyetleri, toplam maliyetin %40'ına kadar çıkabilir.
Stratejik yaklaşımlar olmadan yapılan batarya değiştirme döngüsü, güneş enerjili sokak aydınlatmasının sürdürülebilirlik avantajlarını ortadan kaldırır. Servis aralıklarını uzatmak ve güvenilirliği sürdürmek amacıyla bataryaların proaktif yönetimi zorunlu hale gelir. Entegre Güneş Enerjili Sokak Aydınlatma Ünitelerinde dayanıklılık, kullanım ömrü ve kullanım sırasında yapılan değiştirme aralıkları
Döngü ömrü, termal dayanıklılık ve sahada arıza oranları (2–5 yıl)
Kurşun ve Litzyum pillere baktığımızda, Litzyum pillerin ortalama şarj döngüsü ömrü 2.000 - 6.000 arasında iken, kurşun piller sadece 500 - 1.000 şarj döngüsü ömrüne sahiptir; bu da döngü sayısı açısından 4 ila 6 katlık bir farka karşılık gelir. Litzyum piller, kurşun pillere kıyasla daha uzun ömürlü oldukları kanıtlanmıştır; ayrıca performansları, kurşun pillere kıyasla daha geniş bir sıcaklık aralığında azalmış ve geliştirilmiştir. Litzyum piller, -20 °C gibi soğuk sıcaklıklarda ve hatta 60 °C gibi yüksek sıcaklıklarda da iyi çalışır ve iyi performans gösterir. Buna karşın kurşun piller, donma sıcaklıklarında başlangıçta yaklaşık %20-%50 performans kaybı yaşar ve daha yüksek sıcaklıklarda — örneğin 25 °C ve üzeri — hem performans hem de kapasite kaybına uğrayabilir. Kurşun piller, hücrelerin iç bileşenlerinde ciddi bozulmaya neden olur. Çoğu kurşun pil sistemi, iç bileşenlerde sülfatlaşma ve korozyon sorunu yaşar; bu da sıcak iklimlerde pillerin her 2-3 yılda bir, soğuk iklimlerde ise her 3-5 yılda bir değiştirilmesine neden olur. Buna karşın çoğu litzyum tesisatı, 5 yıl hizmet sonrası en az %80 depolama kapasitesini korur; ayrıca 10 yıl hizmet sonrası yapılan tesisatlardan 10’da 7’si bakım gerektirmeden aynı kapasite koruma oranını sürdürür.
Bunun, birçok şehrin sokak aydınlatma sistemleri için LiFePO4 teknolojisini benimsemesine neden olmasında şaşılacak bir şey yoktur; çünkü bu uzatılmış ömürler, geleneksel kurşun-asit alternatiflerine kıyasla bakım maliyetlerini %40 ila %60 oranında azaltmaktadır.
Akıllı BMS Teknolojisinin Entegrasyonu: Birleşik Tasarımlı Güneş Enerjili Sokak Lambalarında Arızaların Öngörülmesi ve Pil Dayanıklılığının Optimize Edilmesi
Gelişmiş BMS Teknolojisinin Voltaj/Sıcaklık Dengesi ve SOC Tahmini Yöntemleriyle Pil Bozulmasını Nasıl Azalttığı
Güneş enerjili sokak aydınlatmalarında kullanılan mevcut Pil Yönetim Sistemleri (BMS), üç yöntemle pille ilgili erken aşınmayı önlemeye çalışmaktadır. İlk yöntem, bireysel pil hücrelerinin aşırı şarj edilmesini veya eksik şarj edilmesini (tamamen deşarj edilmesini) engelleyen gerilim dengelemesidir; bu tek değişiklik, tüm pil paketinin ömrünü %30 veya daha fazla artırabilir. İkinci olarak, sistemin çok fazla ısınmasını engelleyen sıcaklık sensörleri bulunmaktadır; örneğin korkulan yaz sıcağı dönemlerinde pilin tam kapasitesinin korunmasına yardımcı olur. Son olarak, önceki deşarj desenlerini değerlendiren ve pil geriliminin işletim açısından tehlikeli kabul edilen aralıklarda çalışmayı destekleyip desteklemediğini tahmin eden Şarj Durumu (SOC) tahmin algoritmaları yer alır. Bu BMS sistemlerinin en dikkat çekici özelliği, söz konusu sorunların muhtemel ortaya çıkışıyla ilgili tahmine dayalı işlevleridir. Tahmine dayalı işlevler, sistem arızasına yol açabilecek küçük gerilim düzensizliklerini veya anormal sıcaklık desenlerini tespit edebilir; bu da işletme arızasını önlemek amacıyla bakım işlemlerinin yapılmasını ve sistemin işlevsel operasyon yeteneğinin korunmasını sağlar; bu durum ekonomik ve operasyonel açıdan büyük bir değer taşır.
Modüler BMS yeniden donatımı: Kapalı entegre güneş enerjili sokak lambası ünitelerinin tasarım kısıtlamalarının aşılması
Entegre güneş enerjili sokak lambalarının akıllı BMS çözümleriyle yenilenmesi, muhafaza tasarımına bağlı olarak sınırlı olabilir. Daha eski sokak lambaları, modifikasyonlar veya ek devre elemanlarının entegre edilmesi için fazladan alan sağlamayan sızdırmaz bir muhafaza içine yerleştirilmiştir; bu da dışarıda, açık hava koşullarına uygun derecelendirilmiş BMS muhafazalarının takılması gerekliliğini doğurur. Ancak iyi haber şudur: mevcut terminallere bağlanabilen standart adaptörlerin yaygın olarak bulunması nedeniyle bağlantı elemanları genellikle uyumludur ve bu durum mevcut muhafazaya herhangi bir değişiklik yapılması gerektirmemektedir. Isıl yönetim ve ısı emici entegrasyonu için yeni bileşenler ile mevcut ısı emici unsurlar arasına termal olarak iletken yastıklar yerleştirilir. Bu saha testi geçirilmiş yenileme yöntemi, vakaların %80’den fazlasında pil ömrünü 2 ila 4 yıl uzattığı bilinmektedir. Bu yöntemde ayrıca orijinal ünitelerin ve sessizleştirilmiş ünitelerin suya ve toza karşı koruma sınıfı (weatherproof rating) da korunmakta ve tasarlanmaktadır. Birçok belediye bu yöntemi teknik ve ekonomik olarak uygulanabilir bulmaktadır.
Entegre Güneş Enerjili Sokak Lambalarının Bakımı İçin Pil Değiştirme Yöntemleri
Yönlendirilmiş değiştirme listesi: Kimyasal bileşim, gerilim ve termal arayüz
Entegre güneş enerjili sokak lambalarında pillerin basitçe değiştirilmesi için bu protokolü kullanın.
Kimyasal bileşim: Şarj kontrol cihazlarının (mevcut) ve pillerin (yeni) uyumlu olduğundan emin olun—LiFePO4 ve kurşun-asit pillerin gerilim gereksinimleri farklıdır.
Gerilim: Kurulumdan önce açık devre gerilimini ölçün. Standart değerlerin (±0,5 V) dışındaki herhangi bir gerilim muhtemelen fabrika kusurudur.
Termal arayüz: Isı iletim pasta (1,5 W/mK) kullanın ve pil arayüzündeki varsa ısı iletim pedleri de dahil olmak üzere tüm pedleri değiştirin; aşırı ısınmayı önlemek için.
Su geçirmezlik: Pili yerleştirdikten ve kapağı kapatmadan önce, pil bölmesinin sızdırmazlığını test etmek için 30 cm derinliğinde suya 10 dakika boyunca daldırın.
Tekrarlanan çevrim: En iyi pil ömrü için tam 3 adet şarj-deşarj çevrimi gerçekleştirin ve deşarj derinliğini %80’i geçmeyin.
Bu işlem sonrasında saha teknisyenlerinin başarı oranı %92'dir. Diğer değiştirme yöntemlerine kıyasla bu, geri çağrım oranını %40 azaltır.
SSS nedir?
Neden güneş enerjili sokak lambalarındaki piller, güneş panelleri ve LED lambalara kıyasla daha hızlı bozulur?
Güneş enerjili sokak lambalarındaki piller derin deşarj süreçlerine, aşırı sıcaklıklara ve günlük şarj/deşarj döngülerine maruz kalır; bu nedenle diğer bileşenlere kıyasla daha hızlı bozulurlar.
Güneş enerjili sokak lambalarında kullanıldığında LiFePO4 pillerin kurşun-asit pillere göre avantajları nelerdir?
LiFePO4 piller daha uzun ömürlüdür ve sıcaklık performansı daha iyidir; buna karşılık kurşun-asit piller daha sık değiştirilmelidir ki bu da bakım maliyetlerini %40 ila %60 artırır.
Pil Yönetim Sistemleri (BMS), güneş enerjili sokak lambası pillerinin ömrünü uzatmakta hangi yönlerden katkı sağlar?
Pil ömrü açısından bakıldığında, Pil Yönetim Sistemleri (BMS), pillerin bozulma etkilerini geciktirir ve pillerin güvenli çalışmasını sağlar. Bu, pillerin voltaj ve/veya sıcaklık açısından dengelenmesi ve/veya eşitlenmesi; şarj durumu tahmini; ve pil yönetim sisteminin başarısızlığına yol açmadan önce sorunların tespiti yoluyla sağlanabilir.
Modern Pil Yönetim Sistemlerini (BMS) eski güneş enerjili sokak lambalarına entegre etmeye çalışırken karşılaştığınız zorluklar nelerdir?
Eski güneş enerjili sokak lambaları genellikle çok yönlü olarak kapalı, sıkı tasarımlara sahiptir; bu da BMS için dış muhafazaların oluşturulmasını ve ayrıca bağlantı elemanlarının uyumlu olduğundan emin olunmasını gerektirir.