כיצד להתאים את הגודל הנכון של פנס רחוב סולארי
אנו ב-Sol by Sunna Design שמחים להיות מסוגלים לספק לקהילות תאורת רחוב סולארית מהימנה, כך שיוכלו להשיג יעדי קיימות תוך הארת הפארקים והמרחבים הציבוריים שלהן. האורות שלנו נבדקו בשטח כדי להגיע בעקביות לרמות אור בסטנדרטים בתעשייה במשך שנים ללא תחזוקה. מהו התהליך? אנו מקדישים זמן רב לוודא שהסולריות והסוללות במערכות שלנו הן בגודל הנכון, בנוסף לתכנון מערכת חדשני וניהול אנרגיה יעיל ומיועד.
למערכת אור סולארית בגודל מתאים תהיה בדיוק את הכמות הנכונה של חשמל סולארי, אחסון סוללות ויעילות של גופי LED לפעול ברמות האור הנדרשות של הפרויקט מדי לילה במשך מספר שנים, ובמקביל גם לספק כוח גיבוי לשמירה על פעילות במצב קשה. מזג האוויר והימנעות מהצורך בפאנלים סולאריים נוספים או סוללות. זה הפתרון האידיאלי - לא יותר מדי רכיבים סולאריים, שיגרמו למערכת להיות יקרה מדי, וגם לא מעט מדי, שיגרמו לכשל של המערכת בשלב מוקדם.
שלושה מרכיבים חיוניים - יחס בריא בין מערך לעומס, קיבולת מספיקה של סוללה וכוח גיבוי, ומתקן LED יעיל ופרופיל תפעול - נחוצים עבור אור רחוב סולארי בקנה מידה נכון ואמין.
הורד את מדריך התאורה הסולארית האולטימטיבי שלנו כדי ללמוד עוד על גודל אופטימלי. התייחסות מקיפה זו בוחנת פרטי מוצר והשוואות, כמו גם כיצד פועלת תאורה סולארית ומדוע הלקוחות בוחרים בה.
יחס מערכים לעומסים
התאמה נכונה של אור סולארי פונקציונלי מחייב איזון בין מגוון כניסות ויציאות. אלה כוללים בחינת מיקום הפרויקט, הגדרת כימיה וקיבולת הסוללה הנכונים, בחירת מתקן LED ולוח זמנים יעיל של תפעול, שמירה על מספיק כוח גיבוי סוללה בהישג יד במקרה של מזג אוויר סוער, ולימוד מיקום הפרויקט.
יש לקחת בחשבון בתחילה את יחס המערך לעומס (ALR), קריטריון פשוט ובלתי שביר לתכנון מערכות תאורה סולארית. זהו היחס בין האנרגיה המופקת על ידי הפאנלים הסולאריים (המכונה "מערך", או אנרגיה פנימה), לאנרגיה המשמשת את גוף התאורה (המכונה "עומס" או יציאת אנרגיה). למערכת תאורה יש ALR בריא אם היא לוכדת יותר אנרגיה סולארית במהלך היום מאשר היא משתמשת כשהאור נדלק בלילה.
כל התקנת תאורה סולארית צריכה תמיד להתחיל עם השטח בחשבון. כמות האנרגיה הסולארית המגיעה לקווי רוחב שונים משתנה; זה ידוע בשם בידוד שמש והוא מתבטא ב-kWh/m2/day. אנרגיית השמש היומית הממוצעת עבור יבשת אמריקה מוצגת בגרף למטה. כפי שאתה יכול לראות, קליפורניה ומדינות דרום אחרות מקבלות הרבה יותר אנרגיה סולארית בכל יום מאשר אלסקה ומדינות צפוניות אחרות. זה מרמז שכדי להשיג את אותן רמות אור, אתרים בצפון יצטרכו לרוב מערך סולארי גדול יותר וסוללות נוספות מאשר מקביליהם בדרום.
קרינה רגילה ישירה מ-Solar America
מיקומו של פרויקט עשוי לשמש להערכת האנרגיה הסולארית וקיבולת הסוללה של מערכת פוטנציאלית. אי התחשבות במיקום עלול לגרום למערכת שאינה יכולה להתמודד עם הביקוש הצנוע ונכשלת מוקדם או למערכת יקרה יותר עם קיבולת סולארית מיותרת. כתוצאה מכך, תמיד יש לקחת בחשבון את המיקום בתחילה.
על מנת להסתיר ניהול אנרגיה לא יעיל או מערכת מעוצבת בצורה לא מספקת, יצרנים עשויים להתקין פאנלים סולאריים רבים יותר או גדולים יותר. למרבה הצער, ייתכן שיש יותר מדי אנרגיה סולארית. עלות הובלה והתקנת מכונה גדולה מדי. בהתאם לאסתטיקה של האדריכלות העירונית המקומית, הוא נראה כבד ולא אטרקטיבי ומגביר את עומס הרוח על הפנלים, ומחייב עמודים גדולים ויקרים יותר כדי לפצות.
למידע נוסף, עיין במאמר שלנו על שיטות העבודה המומלצות לגודל פאנלים סולאריים.
2. כוח גיבוי וסוללות
הסוללות של פנס רחוב סולארי קובעות אם הוא יעבוד או לא, לכן קונה פוטנציאלי יכול להיות מודאג לגבי מצבר שנכשל מוקדם מדי. העיצוב הפגום מטבעו של סוללה או טכנולוגיה סולארית הוא כמעט אף פעם לא הגורם להתמוטטות בטרם עת של הסוללה. בעיה זו היא תוצאה של קנה מידה לקוי של המערכת, בקרת אנרגיה לקויה ותכנון שגוי. אור שמש זה יפעל בצורה מהימנה במשך שנים רבות כאשר היצרן בנה מערכת בקפידה, עבד על ניהול אנרגיה יעיל והרחיב אותה עם הספק נאות של מערך השמש וקיבולת הסוללה.
סוגי הסוללות העיקריים משמשים יצרני תאורה סולארית.
עופרת-חומצה: סוללות חומצת עופרת אמינות ולא יקרות נמצאות בשימוש כבר שנים רבות. הם משמשים לעתים קרובות במכוניות וביישומים תעשייתיים גדולים יותר, כולל כציוד לבתי חולים ומערכות אל-פסק (UPS), שבהן גישה לחשמל מהימן בשעת חירום היא חיונית. טכנולוגיית הסוללה הנפוצה ביותר עבור יישומי תאורה סולארית היא זו.
אחד מסוגי הסוללות הנטענות הפופולריות ביותר לשימוש צרכני הוא סוג סוללת ניקל-מתכת הידריד (NiMH). סוללות NiMH, כמו ה-All-in-One (iSSL) וה-All-in-Two מבית SOL מאת Sunna Design, הן אידיאליות למערכות תאורה סולארית כאשר אינך זקוק לסוללות גדולות במיוחד בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה שלהן, עמוקה. יכולות מחזור וטווח טמפרטורת עבודה רחב (UP)
לסוללות ליתיום-יון (Li-ion) יש את צפיפות האנרגיה הטובה ביותר בעודן היקרה ביותר מבין השלוש. סוללות Li-ion נמצאות לרוב במחשבים ניידים ובטלפונים ניידים, אך הן מועסקות גם במספר גדל והולך של מוצרים חדשים, כולל תעופה וחלל וחומרה צבאית. חסרון אחד של סוללות ליתיום-יון הוא חוסר היכולת שלהן לעמוד בטמפרטורות קרות מאוד (הן מפסיקות להיטען מתחת ל-32 מעלות פרנהייט), כמו גם היכולת המוגבלת שלהן למיחזור. פחות מ-5 אחוזים מסוללות הליתיום-יון נחשבות לממוחזרות בארה"ב.
היתרונות והחסרונות של כל כימיה של סוללה משתנים בהתאם ליישום ולדרישות הפרויקט. דפוסי הפריקה הייחודיים שלהם הם אחד מההבדלים העיקריים של שלוש הקבוצות.
הפרופורציה של קיבולת הסוללה שמנוצלת בזמן שהיא פועלת מכונה עומק הפריקה (המכונה לפעמים DOD). ה-DOD יהיה 25 אחוז, למשל, אם מנורה סולארית רצה כל הלילה ומנצלת רבע מקיבולת הסוללה שלה.
הבנת עומק הפריקה חשובה ליישומים סולאריים מכיוון שהיא משפיעה מאוד על חיי המחזור של הסוללה, או כמה פעמים ניתן לרוקן אותה ואז לטעון אותה מחדש. חלק מהכימיקלים של הסוללה, כגון NiMH ו-Li-ion, עשויות להחזיק בבטחה להתרוקן כמעט לחלוטין לפני שיהיה צורך להטעין אותן מחדש. כמות פריקה זו תקצר משמעותית את חיי המחזור של הסוללה עבור כימיקלים אחרים, כגון חומצת עופרת. הקיבולת שעשויה להתרוקן בבטחה עבור כל אחד משלושת סוגי הסוללות מוצגת בתרשים שלהלן כדוגמה.
בעוד שסוללות NiMH ו-Li-ion עשויות להתרוקן יותר מדי לילה, לסוללת העופרת יש יתרון נוסף שיש לה כוח גיבוי מובנה גדול יותר בגלל ה-DOD הקצר שלה. יהיה צורך בסוללות נוספות ועלות המערכת תעלה משמעותית אם מערכת מבוססת NiMH או Li-ion תוכל לספק כוח גיבוי בדומה לפתרון המבוסס על חומצה עופרת. כאשר תקופות ממושכות של מזג אוויר גרוע הן תכופות, ודא שלמערכת יש מספיק כוח סוללת גיבוי עשוי לסייע בשיפור הפעולה וסיבולת האור.
להלן המחשה כיצד להתאים סוללות סולאריות לגודל. קחו בחשבון למען הדוגמה הזו שהאור הסולארי שלנו מפעיל גוף LED של 40-וואט למשך 14-שעת לילה חורף בלוס אנג'לס ב-100 אחוז בהירות. העומס הכולל על המערכת שלנו בכל לילה יהיה 560 וואט-שעה (40 וואט x 14 שעות=560 וואט-שעה). מהי הקיבולת המינימלית לכל סוג סוללה, בהנחה של תנאים אידיאליים וסוללה טעונה במלואה בתחילת הלילה?
להלן כמה דוגמאות של סוללות מערכת בריאה ונמוכה תוך שימוש בסוגי הסוללות המפורטים לעיל כדי שנוכל להבין טוב יותר מה צריכה להיות קיבולת הסוללה המינימלית שלנו.
לפרטים נוספים על גודל הסוללה, עיין בעמוד שלנו בנושא כוח גיבוי להארה סולארית.
3. הגודל והפרופיל התפעולי של גופי לד
טכנולוגיות LED וגאדג'טים סולאריים משתלבים היטב. גופי התאורה החסכוניים ביותר באנרגיה בשוק, גופי תאורה לד, הפכו את מערכות התאורה המצוידות בשמש לתחליפים אמינים ובמחיר סביר לתאורה מסחרית קונבנציונלית. בנוסף, היעילות של נוריות LED הולכת וגדלה, ומאפשרת להן לייצר יותר לומן (הידוע גם כיחידות אור) תוך שימוש בפחות אנרגיה מאשר בעבר. לדוגמה, בטמפרטורות צבע חמות כמו 3000K, תאורת LED מודרנית עשויה לספק 160 לומן לוואט. בתחום גודל המערכת הסולארית, זוהי פריצת דרך מבורכת שכן היא מאפשרת למערכות קטנות יותר לקבל את אותן תוצאות כמו מתקנים גדולים יותר המעסיקים מתקנים בעלי אפקטיביות נמוכה יותר.
בחירת פרופיל תפעולי מקובל היא מרכיב נוסף בתהליך הגודל הסולארי. לוח זמנים המכונה פרופיל תפעולי קובע מתי גוף תאורה מודלק ומכבה וכן אם (ומתי) עליו להפחית את התפוקה שלו. פרופילים אלה מאפשרים ליצרנים להתאים את המערכות שלהם לדרישות ניהול צריכת חשמל ספציפיות.
להלן מספר איורים של פרופילים תפעוליים טיפוסיים:
בין ערביים עד עלות השחר (פעולה כל הלילה): האור יישאר דולק לאורך כל הלילה באותה רמת תפוקה.
עמום בשעות לא שיא; לדוגמה, האור עשוי להישאר דולק במשך חמש שעות לאחר השקיעה ברמת הפלט הדרושה לפני שיעמעמו ל-30 אחוז מרמה זו. רמת התפוקה חוזרת ל-100 אחוז עד הזריחה שעתיים לפני עלות השחר.
בזמן מסוים, האור יתעמעם או יכבה. לדוגמה, הוא עשוי להישאר דולק עד 23:00 ברמת הפלט המתאימה.
הפרופיל התפעולי, יחד עם צריכת החשמל של המתקן, מסייעים בחישוב צריכת האנרגיה למשך הלילה והכרחי לבחירת גודל המערכת הנכון.
השלב המכריע ביותר בפיתוח תאורת רחוב סולארית כדי להבטיח אמינות ארוכת טווח הוא הגודל הנכון. עיין באינפוגרפיקה שלנו כאן כדי להבין יותר על מדע קנה המידה הסולארית, או הורד את ההתייחסות המקיפה שלנו למפרטי תאורה סולארית.
