Jak funguje kalkulačka energetických nároků solárních uličních světel

Co tento nástroj skutečně dělá

Kalkulačka provádí simulaci nepřetržitého 21denního cyklu nabíjení a vybíjení. Postupuje den po dni: výroba energie ze solárních panelů, ukládání energie do baterie v rámci jejích možností (v závislosti na stupni vybití), vybíjení energie do svítidel v noci a přenos zbývajícího stavu nabití do dalšího rána. Dynamický algoritmus sleduje skutečný stav nabití po každém cyklu, takže i pokud je úterý oblačný, energie uložená během slunečného pondělí může být použita.

To je právě ten rozdíl mezi jednodenním odhadem a 21denním výpočtem. Jednodenní výpočet vám ukáže, zda systém funguje správně „v dobrý den“. Výpočet na 21 dnů vám však ukáže, zda systém přežije i „špatné situace“ (např. dlouhé období bez slunce), což je jediná otázka, která v této oblasti skutečně má význam.

Vstupní data a jejich zdroje

Všechna data potřebná k výpočtu pocházejí z datového listu nebo návrhových výkresů:

Nejčastěji se lidé mýlí ohledně počtu hodin s největším slunečním zářením, a proto tento nástroj tyto údaje získává z vestavěné mapy: klikněte na umístění vašeho projektu a místní meteorologické údaje se automaticky načtou. Žádné ruční hledání, žádné přebírání čísel z sousedních měst.

Matematika stojící za výsledkem

Model je záměrně jednoduchý – jednoduchý model totiž můžete klientovi snadno vysvětlit, zatímco složitý model nikoli.

Denní výroba energie = výkon solárních panelů × počet panelů × počet hodin s největším slunečním zářením × úbytek energie v systému. Tento úbytek zahrnuje ztráty v řídicím systému, bateriích a vedení; jako typický rozsah používáme hodnoty 0,75–0,85. Přesnou hodnotu určují teploty na místě a vlastnosti vedení. Noční spotřeba energie = výkon osvětlovacích zařízení × počet zařízení × počet hodin osvětlení, upravený podle profilu stmívání. Profil, který po dobu čtyř hodin využívá plný výkon, po dobu šesti hodin pouze 50 % výkonu a poté opět plný výkon, spotřebuje mnohem méně energie než profil s konstantním plným výkonem po dobu jedenácti hodin. Využitelná energie v bateriích = napětí × kapacita baterie × počet baterií × hodnota DOD (Depth of Discharge). Tato hodnota je základem pro výpočty simulací. Například baterie na bázi olova s hodnotou DOD 0,6 potřebuje přibližně dvojnásobnou kapacitu oproti baterii na bázi lithia s hodnotou DOD 0,85, aby zajistila stejnou dobu autonomního provozu.

Proč 21 dní?

Pro výpočty energetické náročnosti systému je vhodné použít období 21 dní. Během tohoto období se ukáže, jak systém funguje za různých podmínek počasí, denních i nočních hodin, a lze tak získat přesnější informace o jeho efektivitě.

Solární systémy selhávají v určitých sekvencích, nikoli v průměrném chování. Tři po sobě jdoucí oblačné dny v deštném období jsou dostačujících k tomu, aby baterie byla vyčerpána – a žádný jednodenní výpočet to nikdy neukáže. Období trvající 21 dnů je dostatečně dlouhé na to, aby zahrnulo nejhorší možný scénář pro většinu klimatických podmínek, zároveň však dostatečně krátké na to, aby výpočet mohl být proveden okamžitě. Pokud simulace skončí zeleně, systém tuto sekvenci přežil; pokud skončí červeně, selhání bylo odhaleno dříve, než to udělal zákazník.

Čtení výsledků

Tabulka obsahující výsledky po 21denních obdobích je barevně kódována:

• Zelená: Baterie zůstala po celou dobu nad svou rezervní hladinou. Tato konfigurace splňuje požadavky na osvětlení.
• Červená nebo varování: Baterie byla během tohoto období vyčerpána. Řešením je obvykle jedna ze tří možností: přidání více solárních panelů, výměna baterie nebo upravení profilu stmívání. Kalkulačka ukazuje, která z těchto možností povede k požadovanému výsledku.

Co kalkulačka nezohledňuje

Upřímnost ohledně hranic a omezení systému je to, co činí tento nástroj důvěryhodným.

Teplotní ovlivnění výkonnosti: Kapacita baterie i výkon solárního panelu se mění s teplotou. Simulace využívá nominální hodnoty; chladné zimy a horké léta ovlivňují skutečné výkony systému. Znečištění a stínění: Stav solárního panelu způsobený nečistotami nebo stíněním závisí na konkrétním místě a není zohledněn v modelu. Studie těchto faktorů jsou samostatným procesem. Stárnutí baterie: Snižování kapacity baterie v průběhu let není v simulaci zahrnuto; je třeba zvážit možnost výměny baterie během její životnosti. Konečný inženýrský návrh: Pro formální předložení projektů vládám nebo velkým klientům slouží výstupy kalkulačky pouze jako výchozí informace, nikoli jako definitivní návrh systému.

Kdy to použít a kdy nás kontaktovat: Kalkulačka je vhodná pro předběžné hodnocení na místě, rychlou ověřovku navrhované konfigurace, podporu při poskytování cenových nabídek zákazníkům a pro výukové účely. Není však vhodná pro vytvoření konečného inženýrského návrhu. Pokud projekt vyžaduje formální schválení, zašlete ho našemu inženýrskému týmu, který provede kompletní odbornou verifikaci.

Začněte s kalkulačkou; pokud je potřeba upravit konfiguraci, kalkulačka pro výpočet velikosti baterie (/app-a2-battery-sizing) a kalkulačka pro výpočet solární autonomie (/app-a4-solar-autonomy) vám pomůže určit, kterou komponentu je třeba změnit. Pro kompletní systémy vyrobené pomocí stejných modelů se podívejte na naši řadu solárních uličních světel typu „vše v jednom“ (/systems-all-in-one).

Co tato stránka nezahrnuje

Tato stránka vysvětluje, jak funguje kalkulačka pro výpočet spotřeby energie a jaké jsou její hranice. Nezahrnuje však aspekty fotometrického návrhu osvětlení (úrovně osvětlení v luxech a uspořádání světel), konstrukčního návrhu ani meteorologického modelování na úrovni fotovoltaických systémů – tyto aspekty jsou zahrnuty v jiných nástrojích a spadají do různých oborů. Pro návrh uspořádání osvětlení použijte náš nástroj návrh osvětlení.