Sprievodca svetelnými stĺpmi solárnej energie: Dimenzovanie, štruktúra a obstarávanie projektov

Distribútor v západnej Afrike objednal 60 svetelných stĺpov solárnej energie pre 4,2 km dlhú dedinskú cestu. Štyridsaťdeväť z nich pracovalo od prvého dňa. Jedenásť stmavlo do štyroch hodín po západe slnka, nie preto, že zlyhali LED, ale preto, že panely boli dimenzované na júlové číslo ožiarenia a batérie dostali jeden deň autonómie. Účet za opravu – nové batérie, väčšie panely, dve spiatočné cesty – bol vyšší ako pôvodné náklady na hardvér.

Toto zlyhanie je predvídateľné a dá sa mu vyhnúť. Svetelný stĺp solárnej energie je malá elektráreň mimo siete s konštrukčným rámom a obe polovice musia byť navrhnuté proti sebe. Ak si kúpite stĺp od jedného dodávateľa, panel od druhého, batériu od tretieho a ovládač z akéhokoľvek skladu, ktorý má na sklade, získate systém, ktorý spĺňa jednu požiadavku a potichu zlyháva druhú.

Krátka verzia toho, čo nasleduje: najprv stanovte veľkosť energetického rozpočtu, ako druhú veľkosť štruktúry a až potom vyberte konfiguráciu. Všetko ostatné – výška stĺpa, povrchová úprava, typ panelu, chémia batérie, trieda regulátora, rozmery základov – z týchto dvoch výpočtov vypadne. Vo zvyšku tohto článku nájdete tieto výpočty s reálnymi číslami, rozsahmi tolerancií, vetrom a jazykom obstarávania, ktorý môžete vložiť do žiadosti o cenovú ponuku.

Čo obsahuje svetelný stĺp solárnej energie – a čo v skutočnosti znamená „úplné“.

Odstráňte marketingový jazyk a svetelný stĺp solárnej energie je súbor ôsmich podsystémov, ktoré musia fungovať ako jeden:

• FV modul — monokryštalický pevný panel, flexibilný laminovaný panel alebo valcový obalový panel namontovaný na vrchu tyče, na bočnej konzole alebo okolo hriadeľa tyče.
• Ovládač nabíjania — MPPT alebo PWM, zodpovedné za zber výstupného panela a ochranu batérie pred prebitím a hlbokým vybitím.
• Batériová banka — zvyčajne LiFePO4 v nových projektoch, gél alebo AGM v systémoch starších ako päť rokov.
• LED svietidlo a ovládač — typicky 30 W až 120 W pre osvetlenie ciest a plôch, 8 W až 30 W pre chodníky a záhrady.
• Pól a rameno — oceľové alebo hliníkové, kónické alebo rovné, jednoramenné, dvojramenné alebo bez ramena v integrovaných prevedeniach.
• Kryt batérie — krabica namontovaná na stĺp, podzemná klenba alebo priehradka v základni stĺpa.
• Súprava základov a kotiev — betónová základňa, zapustené kotviace skrutky, vyrovnávacie matice, zálievka a šablóna skrutiek, ktorá drží klietku pravouhlú.
• Elektroinštalácia, poistky a prepäťová ochrana — zväzok, DC istič a často malý zvodič prepätia na strane panelu.

„Kompletné“ teda znamená viac ako „všetky časti zahrnuté v kartóne“. Znamená to, že diely boli zladené: panel má dostatočný výkon na najhorší mesiac na mieste, batéria má dostatok použiteľných kilowatthodín na autonómiu, ktorú ste sľúbili klientovi, stĺp má dostatočnú štrukturálnu kapacitu pre extra projektovanú plochu panelu pri náraze 40 m/s a ovládač má nastavenia na spustenie tejto špecifickej chémie batérie bez toho, aby ju v lete varil alebo odmietol nabíjať.

Najčastejšia medzera, ktorú vidíme v prichádzajúcich špecifikáciách, je posledná. Kupujúci strávia hodiny lúmenmi a farebnou teplotou, potom schvália ovládač, ktorého predvolený nabíjací profil je nastavený na olovenú kyselinu, na balení LiFePO4. Systém funguje jednu sezónu a potom stráca kapacitu, pretože napätie článkov nikdy nedosiahlo správnu fázu absorpcie.

All-in-One, Rozdeliť a Cylinder-Integrated: Výber konfigurácie

Konfigurácia je oveľa viac ako estetické rozhodnutie o údržbe a riziku. Dnes sú v praxi využívané tri rodiny.

Všetko v jednom (integrované)

Panel, batéria, ovládač a svietidlo sú umiestnené v jednom kryte v hornej časti stĺpa. Inštalácia je rýchla, kabeláž je minimálna a celú jednotku je možné demontovať pomocou dvoch skrutiek. Kompromisy: kapacita batérie je obmedzená objemom krytu, v horúcom podnebí sa pod panelom hromadí teplo a v niektorých regiónoch je skutočným rizikom krádež celej hlavy. Typický rozsah: 20 W až 100 W svietidlá s 12,8 V alebo 25,6 V akumulátormi až do približne 60 Ah.

Integrovaný do valca

FV materiál sa ovíja okolo samotného hriadeľa pólu, zvyčajne v uhle 270 až 360 stupňov. Pretože tu nie je plochý panel otočený k oblohe, plocha plachty prudko klesá, orientácia sa stáva takmer irelevantnou a dážď udržuje povrch čistejší ako horizontálny sklenený panel. Výkon na meter štvorcový plochy je nižší ako u plochého pevného modulu, takže valcové systémy vyhovujú miernemu zaťaženiu – osvetlenie chodníkov, cesty s nízkou premávkou, nádvoria, hraničné osvetlenie – namiesto 100 W diaľničných svietidiel.

DDK-SSPL-2000 Valcový solárny stĺp s jednoduchými alebo dvojitými ramenami Prispôsobiteľný valcový solárny stĺp pre pouličné LED lampy, CCTV, krajinné, záhradné a parkové osvetlenie; integrovaný panel a jednoduché alebo dvojité ramená vyhovujú vonkajšiemu použitiu. Zobraziť produkt →

Rozdeliť (oddelené)

Panel je namontovaný nad svietidlom, batéria je umiestnená v základnej priehradke alebo podzemnom trezore a ovládač žije s batériou. Toto je najflexibilnejšie usporiadanie: batériu môžete voľne predimenzovať, vymieňať články bez toho, aby ste sa dotkli osvetľovacej hlavy, a používať štandardné 12 V, 24 V alebo 48 V komponenty. Tiež to stojí viac času inštalácie a potrebuje batériový priestor odolný voči neoprávnenej manipulácii.

Praktické pravidlo z projektových skúseností: ak požadovaná denná energia presahuje približne 800 Wh, alebo lokalita potrebuje viac ako dva dni autonómie, rozdeľte sa. Oddelené umiestnenie elektroniky vám poskytuje priestor pre články a umožňuje vám použiť 25,6 V alebo 51,2 V súpravu, ktorá znižuje prúd na polovicu pri rovnakom výkone a znižuje odporové straty v zväzku.

Dimenzovanie energetického rozpočtu predtým, ako určíte veľkosť pólu

Všetko po prúde závisí od jedného čísla: watthodiny za deň pri záťaži. Nechápte to zle a žiadne množstvo dobrej ocele alebo drahých batérií projekt nezachráni.

Krok 1 – Denná záťaž vo watthodinách

Vezmite výkon svietidla a vynásobte ho hodinami, počas ktorých skutočne beží na plný výkon. Moderné ovládače používajú stmievacie profily, takže zabudujte profil do aritmetiky, a nie za predpokladu plochého ťahu.

Príklad: 80 W LED na vidieckej ceste. Profil: 100 percent na 5 hodín, potom 40 percent na 6 hodín.

• Energia na plný výkon: 80 W × 5 h = 400 Wh
• Tlmená energia: 32 W × 6 h = 192 Wh
• Denná záťaž: 592 Wh, zaokrúhlite na 600 Wh pre návrhovú rezervu

Krok 2 – Maximálne slnečné hodiny v najhoršom mesiaci

Špičkové slnečné hodiny (PSH) predstavujú ekvivalentný počet hodín pri ožiarení 1000 W/m². Ročné priemery sú pre systém mimo siete nebezpečne zavádzajúce. Miesto s ročným priemerom 4,9 PSH môže v decembri zaznamenať 2,6 PSH a v decembri sú batérie najchladnejšie a najmenej účinné. Navrhnite proti najhoršiemu mesiacu alebo akceptujte, že musíte pridať dni autonómie, aby ste to pokryli.

Hrubé referenčné hodnoty pre južne orientované, správne naklonené pole:

• Púšť na juhozápade Spojených štátov: 6,5–7,5 PSH leto, 4,5–5,5 zima
• Južná Európa: 6,0–7,0 leto, 3,0–3,8 zima
• Stredná a severná Európa: 4,5–5,5 leto, 1,3–2,2 zima
• Pobrežná západná Afrika a juhovýchodná Ázia: 4,5–5,5 roka, s monzúnovými poklesmi
• Stredný východ pobrežie Mexického zálivu: 7,0–8,0 leto, 4,5–5,5 zima

Krok 3 — Príkon panelu

Dennú záťaž vydeľte (PSH × faktor zníženia systému). Reálne kombinované zníženie pre dobre vybudovaný vonkajší systém je 0,65 až 0,78, pokrývajúce teplotné straty panela, znečistenie, kabeláž, konverziu ovládača a spiatočnú účinnosť batérie.

Pri použití zimného výkonu 2,8 PSH a faktora 0,72: 600 ÷ (2,8 × 0,72) = 600 ÷ 2,016 ≈ 298 W. To naznačuje 2 × 160 W alebo 1 × 320 W panelu, nie 200 W vyrobených len pri letnom výpočte

Krok 4 — Kapacita batérie

Dimenzovanie batérie potrebuje tri vstupy: denné zaťaženie, dni autonómie a využiteľná hĺbka vybitia.

Príklad: 600 Wh za deň, 3 dni autonómie, LiFePO4 pri 85 percent využiteľnej hĺbke vybitia.

• Energia na uskladnenie: 600 × 3 = 1800 Wh využiteľných
• Nominálna kapacita: 1800 ÷ 0,85 ≈ 2118 Wh
• Pri napätí 25,6 V: 2118 ÷ 25,6 ≈ 83 Ah, špecifikujte teda balenie 100 Ah / 2,56 kWh

S gélom alebo AGM potrebuje to isté miesto zhruba dvojnásobok nominálnej kapacity, pretože využiteľná hĺbka vybitia je bližšie k 50 percentám a životnosť cyklu sa za týmto bodom zrúti. To je dôvod, prečo sa dva systémy s rovnakým výkonom LED môžu líšiť v nákladoch o 40 percent a jeden z nich stále zlyháva v roku štyri.

Krok 5 — Korekcia teploty

Dve opravy sa bežne vynechávajú. Po prvé, PV panely strácajú výkon, keď teplota článku stúpa: typický monokryštalický modul klesá o 0,35 percenta na stupeň Celzia nad 25 °C, takže panel pri 60 °C dodáva zhruba o 12 percent menej ako jeho typový štítok. Po druhé, články LiFePO4 by sa nemali nabíjať pod 0 °C; v chladnom podnebí potrebuje batéria nízkoteplotné odpojenie alebo samoohrievací blok a dodatočná energia na vykurovanie sa musí objaviť v rozpočte.

Štruktúra tyče: výška, zaťaženie vetrom, trieda ocele a povrchová úprava

Pridanie solárneho panelu úplne zmení štrukturálny problém. Panel s plochou 1,0 m² naklonený o 30 stupňov sa správa ako malá plachta a na 9 m tyči, ktorá plachta sedí na najhoršom možnom ramene páky. Konštrukčný návrh musí považovať panel za súčasť efektívnej projektovanej plochy (EPA), nie ako doplnok.

Tlak vetra a efektívna projektovaná plocha

Základný tlak vetra je 0,613 × V², kde V je rýchlosť vetra v m/s a výsledok je v pascaloch. Pri rýchlosti 33 m/s (asi 120 km/h) je tlak zhruba 667 Pa; pri 45 m/s (približne 162 km/h) je to zhruba 1241 Pa. Vynásobte premietanou plochou a tvarovým faktorom – 1,2 až 1,5 pre naklonený plochý panel, v závislosti od efektov naklonenia a okrajov – a dostanete silu, ktorej musí pól odolávať.

Príklad: panel s plochou 1,0 m² pri tvarovom faktore 1,3 pri vetre 40 m/s dáva približne 1275 N, alebo približne 130 kg bočnej sily, aplikovanej vo výške 8 m nad základom. To je ohybový moment asi 10 kN·m predtým, ako pridáte svietidlo a samotný stĺp. 6 m dekoratívny stĺp s hrúbkou steny 2,5 mm nie je ten istý produkt ako 9 m cestný stĺp s hrúbkou steny 4 mm a nezmení to žiadne množstvo farby.

Materiál a hrúbka steny

Oceľ dominuje pri osvetlení ciest a plôch: Q235B pre štandardné stožiare, Q355B, kde je potrebná vyššia medza klzu vo väčších výškach alebo v oblastiach s vysokým vetrom. Typické hrúbky stien v osvedčených prevedeniach: 3,0 mm pre 6 m stĺpy, 3,5–4,0 mm pre 8–9 m, 4,0–5,0 mm pre 10–12 m. Hliník má svoje miesto v záhradných a dekoratívnych radoch, pretože odoláva korózii bez povrchovej úpravy a môže byť vytlačený do tvarov, ktoré vo vnútri nesú vedenie – dobré pre integrované solárne konštrukcie, kde panel obalí hriadeľ.

Dokončovacie systémy

Pre oceľové stožiare je základom pre vonkajšie použitie žiarové zinkovanie podľa ISO 1461 s minimálnym priemerným povlakom 70 µm na oceli s hrúbkou 3 mm a hrubšou. V pobrežnej alebo priemyselnej atmosfére klasifikovanej ako C4 alebo C5-M podľa ISO 9223 pridajte na zinok práškový náter v hrúbke 60 – 80 µm a špecifikujte, že hrany rezu, zvarové švy a drenážne otvory sú správne ošetrené. Stožiar, ktorý hrdzavie na zvare základnej dosky v roku tri, je takmer vždy chybou prípravy, nie poruchou hrúbky povlaku.

Detaily, ktoré rozhodujú o tom, či stĺp prežije inštaláciu

• Základná doska a výstuhy — hrúbka plechu prispôsobená vzoru skrutky, styčníky zvarené na oboch stranách, žiadne podrezanie na špičke zvaru.
• Kotviaca klietka — Skrutky triedy 4.8 alebo 8.8 so šablónou, žiarovo zinkované, s dostatočným závitom na vyrovnávacie matice plus matica a podložka.
• Rukoväť — s rozmermi pre konektor a poistku, s utesneným krytom a nerezovým uzáverom. Poddimenzované dierky na ruky sú dôvodom, prečo inštalatéri na mieste zarezávajú do stien stĺpov.
• Drenáž — skrytý odtokový otvor nad základovou doskou, aby sa kondenzácia nedostala do hriadeľa.
• Možnosti zdvíhania a pántov — sklopné alebo zalomené stĺpy sú drahšie, ale pri každej budúcej údržbe odstráňte žeriav. Na 6 m solárnom stĺpe s 2,5 kWh batériou v základni sa toto rozhodnutie vyplatí už pri prvej výmene batérie.

Solárne panely na stĺpe: pevné, flexibilné a valcové

Výber panelu je kompromisom medzi zberom na meter štvorcový, správaním sa vetra, estetikou a čistením.

Pevné monokryštalické

Stále ide o referenciu pre výkon: 20–23-percentná účinnosť modulu, bežné 25-ročné záruky na výkon a predvídateľné teplotné správanie. Na stĺpe sa modul zvyčajne montuje na hornú konzolu alebo bočnú konzolu v uhle 10–30 stupňov. Musí smerovať k rovníku, čo znamená, že pri inštalácii záleží na orientácii pólu, a na hornom povrchu zbiera prach, lístie a vtáčí trus.

Flexibilné laminované panely

Flexibilné moduly používajú rovnaké monokryštalické články nalaminované na tenký polymérny substrát s ETFE alebo podobnou prednou vrstvou. Jednotka s výkonom 120 – 140 W zvyčajne pokrýva 1,1 – 1,4 m² a ohýba sa do polomeru, ktorý umožňuje jej upevnenie na zakrivený povrch alebo valec. Vážia oveľa menej ako sklenené moduly, čo znižuje moment v hornej časti tyče a môžu byť pripevnené k hriadeľu, kde by pevný rám nebol možný. Kompromisy sú vyššie náklady na watt, kratšia realistická životnosť v drsnom UV prostredí a väčšia citlivosť na poškodenie spôsobené manipuláciou počas inštalácie.

Flexibilné panely sú miestom, kde sa integrovaný dizajn solárnych stĺpov stáva zaujímavým: zakrivený alebo zabalený povrch odstraňuje problém s orientáciou, znižuje plachtenie vetra a umožňuje dizajnérovi umiestniť výrobnú kapacitu tam, kde by plochý modul vyzeral zle. Pre bližší pohľad na to, kde sa tento prístup vypláca, o tom písal náš tím výhody flexibilných solárnych stĺpových svietidiel v reálnych inštaláciách.

Valcové a ovíjacie panely

Obalenie buniek okolo hriadeľa poskytuje čiastočné generovanie takmer z každého smeru, čo je užitočné pre stĺpy, ktoré sa nedajú otáčať – napríklad výmeny na existujúcom základe. Pokuta je skutočná: zakrivený povrch dostáva menej priameho žiarenia na jednotku plochy ako dobre naklonený plochý modul a efektívna plocha je obmedzená obvodom pólu. Valec s priemerom 140 mm predstavuje približne 0,44 m² na meter výšky pri plnom zabalení, takže zabalená časť s dĺžkou 3 m poskytuje približne 1,3 m² povrchu - nie všetko je produktívne pri danom uhle slnka.

DDK-GN003 Obojstranné integrované solárne hliníkové stĺpové svietidlo Obojstranné integrované hliníkové stĺpové svietidlo s možnosťami 20W/30W lampy, 80W solárnym panelom, 40Ah batériou a krytím IP65 pre vonkajšie stĺpové osvetlenie. Zobraziť produkt →

Tolerancia sklonu, orientácie a tieňovania

Pevný sklon by mal byť približne zemepisná šírka lokality pre celoročný výkon alebo zemepisná šírka mínus 10 stupňov, kde najviac záleží na zimnom zbere. Tienenie je tichý zabijak: jediný kábel alebo vetva pokrývajúca jeden reťazec článku môže znížiť výkon modulu o 40 percent alebo viac a na stĺpe je zdrojom tienenia často samotné rameno svietidla. Pred schválením rozloženia skontrolujte dráhu slnka oproti ramenu, stĺpu a akýmkoľvek priľahlým stromom.

Batérie a ovládače: Dve časti, ktoré rozhodujú o životnosti systému

Batérie a ovládače spôsobujú väčšinu zlyhaní v solárnom osvetlení a sú to tiež diely, ktoré sa najčastejšie zmenšujú na dosiahnutie cieľovej ceny.

Chémia batérií v praxi

• LiFePO4 — 2 000 až 6 000 cyklov v závislosti od hĺbky vybitia a teploty, 80 – 90 percent využiteľnej kapacity, plochého vybíjacieho napätia a dobrého správania v teple, ak je kryt vetraný. Nabíjacie okno 0–45 °C, vybíjacie okno asi -20 až 60 °C. Vyžaduje BMS s vyrovnávaním buniek a nadprúdovou ochranou.
• Gél / AGM — lacné a zhovievavé v chlade, ale 500 – 800 cyklov pri 50-percentnej hĺbke vybitia v dobrých podmienkach, oveľa menej, ak sú cyklované silnejšie alebo vybité. Ťažký, na čom záleží na krabici namontovanej na stĺpe.
• Lítium NMC — vyššia hustota energie, ale užšia hranica tepelnej bezpečnosti. Pre vonkajšie stožiare vystavené priamemu slnku je LiFePO4 bezpečnejšou konštrukčnou voľbou.

Trieda ovládačov

MPPT regulátory získavajú o 10 – 30 percent viac energie ako PWM v chladnom počasí a podmienkach s nízkou intenzitou žiarenia, pretože oddeľujú napätie panela od napätia batérie. V systéme s 320 W poľom je tento rozdiel často celou zimnou rezervou. PWM je prijateľné na malých záhradných a chodníkových systémoch, kde je panel už veľkoryso predimenzovaný.

Nad rámec triedy hľadajte tri funkcie: programovateľný profil nabíjania, ktorý presne zodpovedá špecifikácii článku, výstup záťaže s programovateľným stmievaním a nízkonapäťovým odpojením a teplotnou kompenzáciou alebo diaľkovým snímačom teploty. Ovládače, ktoré sa dodávajú s pevným profilom olovenej kyseliny a bez používateľsky prístupných nastavení, skracujú životnosť článkov spôsobom, ktorý inštalačný technik nikdy nevidí.

Dimenzovanie krytu

Skriňa na batérie je tepelná ako aj mechanická. Utesnená oceľová krabica na priamom slnku v horúcom podnebí môže zvýšiť teplotu bunky o 15–20 °C nad okolitú teplotu a každých 10 °C trvalo zvýšenej teploty skracuje životnosť približne na polovicu. Zatiente krabicu, vyvetrajte ju alebo zakopte batériu do trezoru s drenážnou nádržou – ale rozhodnite sa o tom skôr, než sa naleje základ, nie až potom.

Základy, inštalácia a tolerancia lokality

Práca na základoch je miesto, kde projekty strácajú harmonogram, a je to tiež miesto, kde sú štrukturálne predpoklady buď overené, alebo v tichosti porušované.

Hĺbka a rozmery

Pre 6 m solárny stĺp je typickým východiskovým bodom základ 1,2–1,5 m hlboký s prierezom 500 × 500 mm v pevnej pôde; väčšie panely, vyššie stožiare, piesčité pôdy alebo vyššie veterné zóny posúvajú tieto čísla nahor. Široko používaným plánovacím pravidlom je hĺbka rovnajúca sa asi 10 percentám výšky stĺpa plus 0,6 m, následne overená vzhľadom na únosnosť pôdy a skutočný moment prevrátenia. V mäkkej alebo expanzívnej hline je odpoveďou zvyčajne skôr širšia základňa ako hlbšia.

Betón a vytvrdzovanie

Špecifikujte C25/30 alebo lepšiu, umiestnite kotevnú klietku so šablónou a skontrolujte vyčnievanie skrutiek skôr, ako betón stuhne. Vytvrdzovanie nie je voliteľné: betón dosiahne väčšinu svojej projektovanej pevnosti do 7 dní a v podstate plnú pevnosť za 28 dní. Nastavenie pólov a napínacích panelov na druhý deň je jednou z najčastejších príčin pohybu základnej dosky a prípadného praskania zvaru. Ak je harmonogram prísny, použite zmes s vysokou ranou silou a overte si to, alebo naplánujte erekciu palice ako samostatnú návštevu.

Inštalačné tolerancie, na ktorých záleží

• Vertikálnosť kotevnej skrutky do 1 stupňa; naklonená klietka znamená naklonenú tyč a panel, ktorý smeruje do nesprávneho azimutu.
• Základová doska je pred škárovaním vyrovnaná do 2 mm cez platňu; vyrovnávacie matice pod doskou to umožňujú.
• Utiahnite kotevné matice podľa špecifikácií výrobcu stĺpa, zvyčajne v postupnom poradí, a znova skontrolujte po 48 hodinách.
• Azimut panelu do 10 stupňov od skutočného juhu (alebo severu na južnej pologuli) pre ploché moduly.
• Vetranie priestoru pre batérie bez stojacej vody a minimálne 200 mm nad hotovou úrovňou terénu.
• Kábel jednosmerného prúdu je chránený vo vedení s poistkou alebo ističom do 300 mm od kladného pólu batérie.

Prepätie a blesk

Stĺpy sú vysoké, odkryté a spojené s elektronikou. V oblastiach s vysokou kerbaunickou aktivitou pridajte zariadenie na ochranu proti prepätiu jednosmerným prúdom na strane panelu a správne uzemnenie na stĺp a základovú výstuž. Jediné indukované prepätie stojí regulátor; priamy úder stojí celú hlavu a na blesk sa nevzťahuje žiadna záruka.

Kvalita svetla, optika a zhoda

Keď je energetický rozpočet zabezpečený, návrh osvetlenia rozhodne, či je inštalácia akceptovaná klientom a komunitou.

Ciele účinnosti a lumenu

Moderné LED svietidlá vo vonkajších svietidlách dodávajú 130 – 160 lm/W na úrovni systému, takže 60 W svietidlo by malo produkovať zhruba 8 000 – 9 500 lúmenov. Čokoľvek pod 120 lm/W berte ako znak starších čipov alebo poddimenzovaného chladiča. Pretože solárne systémy sú výkonovo obmedzené, slabá účinnosť sa priamo premení na väčší panel a batériu, čo je najdrahší spôsob kompenzácie lacného svietidla.

Optika a jednotnosť

Distribúcie typu II a typu III pokrývajú väčšinu cestných a cestných aplikácií. Riadiaca metrika je rovnomernosť: pomer priemerného k minimálnemu osvetleniu 3:1 alebo lepší na vozovke, s rozstupom stĺpov vo všeobecnosti 3 až 4-násobkom montážnej výšky pre osvetlenie cesty a bližšie pre pešie zóny. Svetlý hotspot pod pólom a tmavá škvrna v polovici cesty k ďalšiemu pólu nevyhovujú špecifikácii, aj keď priemerný lux spĺňa cieľ.

Teplota farby a oslnenie

3000 K je bežnou voľbou pre obytné cesty; 4000 K vyhovuje hlavným cestám a komerčným oblastiam. Nad 5000 K sa nepríjemné oslnenie zvyšuje bez užitočnej vizuálnej výhody pre vodičov. Tienená optika alebo svietidlá s plochým sklom redukujú svetlo smerom nahor, čo je dôležité v jurisdikciách s požiadavkami na tmavú oblohu a tiež udržuje panel čistejší, ak je umiestnený pod svietidlom.

Ingress and impact ratings

Uveďte IP65 alebo IP66 pre svietidlo, IP67 pre kryt batérie v exponovaných polohách a IK08 alebo IK09 tam, kde je faktorom vandalizmus alebo zariadenie na odstraňovanie vegetácie. Certifikačné referencie, o ktoré sa oplatí požiadať: IEC 60598 pre svietidlá, IEC 61215 a IEC 61730 pre FV moduly, IEC 62619 pre lítiové články a súhrny testov UN 38.3 pre prepravu.

Priradenie systému k aplikácii

Rovnaké kľúčové slovo zahŕňa záhradný stĺpik a 12 m diaľničný stožiar a jazyk špecifikácie by nemal byť pre oba identický. V tabuľke nižšie sú uvedené východiskové body na základe typických projektov; každý rad stále potrebuje svoj vlastný energetický rozpočet.

Dve poznámky k žiadosti, ktoré sa len zriedka dostanú do súťažných podkladov. Po prvé, k dennému rozpočtu na watthodinu pri ich skutočnom pracovnom cykle je potrebné pripočítať záťaže vybavenia – CCTV, prístupové body WiFi, nabíjanie cez USB, senzory, nie ich výkon na štítku. 10 W kamera bežiaca 24 hodín denne spotrebuje 240 Wh, čo je 40 percent svetelnej záťaže v príklade vyššie. Po druhé, v dedinách a pohraničných oblastiach je cieľom krádeže priehradka na batérie, nie panel. A Solárne stĺpové svietidlo DDK-VILLAGE pre dedinu a montáž na stenu Plne solárne napájané vonkajšie svetlo pre vidiecke ulice, chodníky a exteriéry budov, podporné stĺpové alebo nástenné inštalácie, kde je elektrická sieť obmedzená. Zobraziť produkt → s balením uzamknutým vo vnútri tyče a sadou skrutiek odolných voči neoprávnenej manipulácii rieši viac problémov ako upgrade na väčší panel.

Nákladové faktory, celkové náklady na vlastníctvo a kontrolný zoznam obstarávania

Solárne stĺpy sa zvyčajne porovnávajú s alternatívou pripojenou k sieti a porovnanie sa mení v závislosti od vzdialenosti k najbližšiemu napájaciemu bodu.

Kam vlastne idú peniaze

• Batéria — 20 – 35 percent nákladov na systém a prvý komponent, ktorý sa má vymeniť.
• FV panel a montáž - 15-25 percent.
• Palica, rameno a koniec — 15–30 percent, v závislosti od výšky, hrúbky steny a náterového systému.
• Svietidlo a ovládač - 10-20 percent.
• Ovládač — 5 – 10 percent a najlacnejšie miesto na zničenie zvyšku investície.
• Založenie a inštalácia — 10 – 25 percent na mieste, vyššie v skale alebo tam, kde sa vyžaduje nočná práca.

Alternatíva siete má svoju vlastnú štruktúru nákladov: výkopové práce a obnova bežne stoja 30 – 80 USD za meter v závislosti od povrchu, plus kábel, ochranné zariadenia, kapacita transformátora a opakujúci sa účet za elektrinu. Osvetľovací stožiar solárnej energie tomu všetkému predchádza, a preto je medzná vzdialenosť pre jeden stožiar proti predĺženiu siete často len 15–30 m výkopu – a oveľa nižšia, ak sa chodník nedá prerezať.

Desaťročný pohľad

Predpokladajme výmenu LiFePO4 v rokoch 8–10 pri bežnom cyklovaní, výmenu ovládača v rokoch 5–7 vo vlhkom podnebí, čistenie panela dvakrát ročne a výmenu jedného ovládača svietidla v roku 6–8. Pripočítajte ich k kúpnej cene a porovnajte so stĺpom pripojeným k sieti s 25-ročnou životnosťou a mesačným účtom za energiu. Porovnanie zvyčajne uprednostňuje solárnu energiu, kde sa hĺbenie týka, a zvyčajne uprednostňuje sieť, kde je odberný bod do 10 metrov a elektrina je lacná.

Čo uviesť v žiadosti o cenovú ponuku

1. Súradnice lokality, špičkové slnečné hodiny v najhoršom mesiaci a návrhová rýchlosť vetra s dobou návratu.
2. Požadované denné watthodiny vrátane profilu stmievania a akejkoľvek záťaže vybavenia.
3. Požadované dni autonómie a minimálna hĺbka vybitia.
4. Príkon svietidla, svetelný tok, farebná teplota, typ distribúcie, IP a IK.
5. Výška tyče, konfigurácia ramena, materiál, hrúbka steny, náterový systém a referenčná farba.
6. Výpočet zaťaženia vetrom pre kompletnú zostavu vrátane projektovanej plochy panelu.
7. Chémia batérie, nominálne napätie, kapacita, životnosť cyklu pri špecifikovanej hĺbke vybitia a funkcie BMS.
8. Typ ovládača, programovateľnosť a ochranné funkcie.
9. Výkres základu s triedou betónu, špecifikáciou kotevných skrutiek a hodnotami krútiaceho momentu.
10. Záruka rozdelená podľa komponentov a zoznam náhradných dielov s jednotkovými cenami.
11. Skúšobná dokumentácia: FV blesková správa, súhrn batérie UN 38.3, IP skúšobná správa a vzorový energetický rozpočtový list.

Požiadanie o hárok energetického rozpočtu je jediným najefektívnejším filtrom v tendri. Dodávatelia, ktorí to nevedia vyrobiť, robia odhad a pri 60-pólovej zákazke je chyba odhadu väčšia ako cenový rozdiel medzi dvoma vážnymi záujemcami.

Výkon v teréne, údržba a päťročná kontrola reality

Solárne osvetľovacie systémy nezlyhajú náhle. Degradujú pozdĺž predvídateľnej krivky a operátor vidí symptóm – kratší čas prevádzky – dlho pred príčinou.

Bežné spôsoby zlyhania a ako vyzerajú

• Batéria capacity loss — svetlá bežia štyri hodiny namiesto desiatich, potom sa po slnečnom dni čiastočne obnovia. Spôsobené chronickým čiastočným stavom nabitia, vysokou teplotou alebo nezhodným profilom nabíjania.
• Znečistenie alebo zatienenie panelov — produkcia postupne klesá, najhoršie v období sucha. Častým vinníkom sú stromy vysadené po uvedení do prevádzky.
• Vniknutie vody do ovládača — prerušované správanie v daždi, korózia na svorkách, prípadne výstupná záťaž.
• Korózia na základni — tvorba pľuzgierov na zvare základnej dosky, zvyčajne problém s prípravou povlaku. Najprv kozmetické, v desiatom roku štrukturálne.
• Uvoľnené kotviace skrutky — stĺp viditeľne sa pohybujúci v nárazoch, objavený až pri kontrole. Znovu utiahnite po prvých 48 hodinách a znova po 12 mesiacoch.
• Stavba hniezda pod panelom — znižuje výkon, zadržiava vlhkosť a dá sa tomu ľahko zabrániť pomocou sieťoviny alebo uzavretého držiaka.

Harmonogram údržby, ktorý funguje

1. 1. mesiac: znovu utiahnite kotviace skrutky a skontrolujte sklon a azimut panelu.
2. Každých 6 mesiacov: vyčistite panely, skontrolujte skrinku batérie, či neobsahuje vodu, skontrolujte káblové priechodky, skontrolujte nastavenia ovládača a zaznamenané chybové kódy.
3. Ročne: zmerajte kapacitu batérie riadeným vybíjaním, skontrolujte povrchovú úpravu na pätici, skontrolujte výkon svietidla oproti pôvodnému lúmenu.
4. Rok 5: plánujte výmenu ovládača vo vlhkom podnebí a rozpočet na výmenu batérie v rokoch 8–10.

Ak kontrolér zaznamenáva údaje – väčšina moderných jednotiek MPPT to robí – pri každej servisnej návšteve si vyžiadajte históriu nabíjania a vybíjania. Pomalý pokles úrody, skôr ako náhly pokles, poukazuje na znečistenie alebo zatienenie. Pokles uloženej energie pri nezmenenom zbere poukazuje na bunky. Toto jediné rozlíšenie ušetrí veľa zbytočnej výmeny komponentov.

Vlastné projekty solárnych stĺpov: Práca z výkresu

Väčšina projektov solárnych stĺpov nie sú katalógové nákupy. Obec chce špecifickú krivku ramena a farbu, ktorá by zodpovedala existujúcemu nábytku. Distribútor potrebuje zmeniť výšku stĺpa zo 6 m na 7,5 m bez straty veternosti. Integrátor chce, aby sa priehradka na batérie presunula z hlavy do základne a veľkosť panelu sa zväčšila o dva moduly.

Takáto práca je skôr výrobným problémom a nie problémom osvetlenia. Vyžaduje si to schopnosť prečítať výkres zákazníka, porovnať ho so štrukturálnou realitou, vyrobiť vzorku a potom držať geometriu naprieč výrobnou dávkou stoviek tyčí. Naše vlastné zázemie v DDK Tech Elefacility Yangzhou Co., Ltd. sedí presne tam: výroba oceľových stožiarov, osvetlenie hliníkových profilov, integrácia solárnych stožiarov a flexibilné solárne produkty, vyrobené buď z výkresov zákazníkov, alebo vyvinuté na základe špecifikácie, s odberom vzoriek a inžinierskou spätnou väzbou. Viac podrobností na naše výrobné možnosti a možnosti prispôsobenia je k dispozícii, ak hodnotíte dodávateľa zostavy na tlač.

Tri praktické poznámky pre každého, kto uvádza do prevádzky vlastný solárny stĺp:

• Pošlite záťažový stav, nielen výkres. Výkres ukazuje geometriu; rýchlosť vetra, plocha panelu a požadovaná autonómia rozhodujú o tom, či geometria prežije.
• Predčasne zmrazte rozhranie nadácie. Kruh skrutiek, veľkosť skrutiek a projekcia ovplyvňujú základnú dosku stĺpa aj stavebné práce a ich výmena po naliatí betónu je nákladná.
• Pred hromadnou výrobou schváľte fyzickú vzorku. Farba, úprava zvaru, poloha rukoväte a montážne konzoly na panel sa posudzujú okom a rukou na mieste, nie v PDF.

Jedenásť tmavých stĺpov na tej západoafrickej dedinskej ceste nebolo solárnym problémom. Boli problémom špecifikácie: údaj letnej ožiarenosti používaný pre celoročný dizajn a jeden deň autonómie predávaný ako tri. Každé technické rozhodnutie, ktoré nasleduje – aká hrubá je stena stĺpa, či je panel pevný alebo zabalený, či batéria sedí v hlave alebo v základni – by sa malo opierať o dva dokumenty: energetický rozpočet na najhorší mesiac a výpočet zaťaženia vetrom pre kompletnú montáž.

Urobte tieto dva správne a zvyšok projektu sa stane obyčajným obstarávaním: porovnajte nátery, porovnajte certifikácie, porovnajte záručné podmienky a vyžiadajte si protokoly o skúškach. Pomýlite sa a žiadna inovácia triedy ocele alebo značky batérie neudrží svetlá v minulom roku 5. Ak špecifikujete svetelný stĺp solárnej energie pre projekt, začnite profilom zaťaženia, zimným slnkom lokality a autonómiou, ktorú klient skutočne potrebuje – potom nechajte hardvér postupovať podľa aritmetiky.