Vysvětlení hodin největší sluneční intenzity pro určení velikosti solárních pouličních světel
Vysvětlení hodin největší sluneční intenzity pro určení velikosti solárních pouličních světel
Hodiny největší sluneční intenzity (Peak Sun Hours – PSH) jsou doby během dne, kdy sluneční záření – množství energie dopadající ze Slunce na jednotku plochy – dosahuje alespoň 1 000 W/m², což je standardní podmínka pro hodnocení výkonnosti solárních panelů. Místo s 5 hodinami největší sluneční intenzity nemá tedy 5 hodin „dobrého slunečního světla“ a 19 hodin tmy; spíše se zde během dne nahromadí energie odpovídající energii, která by byla produkována za 5 hodin plného výkonu panelu. Každé rozhodnutí o velikosti solárního pouličního světla začíná právě touto hodnotou, protože na základě ní se výkon panelu převádí na denní počet watt-hodin.
Proč při návrhu solárních světel rozhodují hodiny největší sluneční intenzity, a ne doba denního světla?
Dva různá místa mohou mít stejnou dobu denního světla, ale lišit se o 40 % v hodinách největší sluneční intenzity. Faktory, které tento počet ovlivňují, zahrnují:
– Poloha (geografická šířka) : Čím blíže k rovníku, tím vyšší roční množství sluneční energie (PSH – Photovoltaic Solar Hours). – Klima : Trvalý oblačností pokrytý vzduch výrazně omezuje příjem sluneční energie; nejvýhodnější jsou pouště a polopouštní oblasti. – Roční období : Většina oblastí vykazuje rozdíl v příjmu sluneční energie mezi létem a zimou ve výši 30–50 %. Pro výpočet kapacity baterie je však důležitý minimální příjem energie v zimě, nikoli roční průměr. – Výška nad mořem : Nižší hustota atmosféry způsobuje vyšší intenzitu slunečního záření při stejném úhlu slunce. – Stínění : Stromy, budovy a dokonce samotný stojan solárního panelu mohou omezit příjem energie během období od 10 do 16 hodin, kdy se produkuje většina denní energie.
Vzorec pro výpočet ročního výnosu solárního systému – s korekcí Odhad z učebnic je: Energie (kWh/rok) = PSH × Výkon panelu (watt) × Počet dní v roce (365) × Účinnost systému
Příklad: Solární panel o výkonu 100 W při 5 hodinách slunečního záření denně a s účinností systému 0,85 produkuje: 5 × 100 W × 365 × 0,85 = 155,125 kWh ročně . (Původní verze tohoto textu uváděla hodnotu 155,375 kWh – jedná se o aritmetickou chybu; správná hodnota je 155,1 kWh.)
Nyní přeskočíme části textu, které se věnují určování velikostí komponent. Ten faktor 0,85 se vztahuje na zátěže připojené k elektrické síti nebo přímo napojené na zdroj energie. Na pouličních světlech na bázi baterií se tento faktor vůbec nepoužívá. Mezi solárním panelem a LED diodou se nachází řídicí zařízení pro nabíjení baterie, samotná baterie, řídicí zařízení pro LED diodu a kabely – všechny tyto komponenty mají svůj vlastní dopad na celkový výkon systému. Při určování velikostí komponent pro konkrétní projekt používáme faktor snížení výkonu, který je výrazně nižší než 0,85; přesný hodnoty tohoto faktoru závisí na součástech použitých v projektu. Výsledek výpočtu pomocí tohoto vzorce by měl být považován pouze za horní hranici, a poté je třeba tento výsledek upravit podle skutečné architektury systému.
Typické hodnoty výkonu solárních systémů podle regionů
Níže uvedená tabulka obsahuje stejné referenční údaje jako na původní stránce – jedná se o roční průměry výkonu solárních systémů. Pravá kolona ukazuje ideální výkon solárních panelů v kilowatt-perech (kWp) za standardních testovacích podmínek, ještě před odečtením všech systémových ztrát.
| Region | Průměrný počet hodin slunečního záření | Referenční výkon (kWh/kWp/rok) |
|---|---|---|
| Severní Amerika (průměr) | 3,5 – 5,5 | 1 278 – 1 980 |
| Evropa (průměr) | 2,5 – 4,5 | 913 – 1 643 |
| Asie (průměr) | 3,0 – 6,0 | 1 095 – 2 190 |
| Austrálie | 4,5 – 6,5 | 1 643 – 2 373 |
| Blízký východ | 5,0 – 7,0 | 1 825 – 2 555 |
| Jižní Amerika (průměr) | 4,0 – 6,5 | 1 460 – 2 373 |
K tomuto tabulku patří dvě důležité upozornění: Prvně, průměry skrývají velké rozdíly mezi jednotlivými lokalitami – lokalita na pobřeží a lokalita v poušti vzdálená 300 km se mohou lišit o celý počet hodin slunečního záření. Druhě, sloupec „výkon“ uvádí ideální hodnoty v přímém proudu (DC); to však není to, co bateriový systém skutečně uchovává. Při výpočtu doby autonomního provozu použijte počet hodin slunečního záření v zimních měsících, nikoli roční průměr. Pokud nemáte specifická data pro danou lokalitu, náš kalkulačka výkonu solární energie provede potřebné výpočty s využitím slev, které můžete sami nastavit.
Pravidla umístění solárních systémů, která na místě skutečně hrají roli
– Orientace: Na severní polokouli se jedná o skutečný jižní pól, na jižní polokouli o skutečný severní pól. Chyba o 15° způsobí pouze malý pokles výkonu panelů; chyba o 90° (kdy jsou panely celý den orientovány směrem na východ nebo západ) má však mnohem větší dopad, než si většina lidí myslí. – Sklon panelů: Sklon panelů by měl odpovídat místní zeměpisné šířce. U pevných, integrovaných montážních systémů je sklon již předem nastaven – před objednávkou se proto ujistěte, že sklon odpovídá vaší zeměpisné šířce; systém nastavený pro sklon 30° nebude fungovat optimálně při sklonu 50°. – Prohlídka stínění před založením základny: Prohlédněte si místo instalace v 10 hodin ráno a v 15 hodin odpoledne v nejkratším dni roku. Tato dvacetiminutová prohlídka zabrání typickým problémům – např. stromům, které byly malé při instalaci, ale do pátého roku rostou a začnou blokovat sluneční záření. Podrobnější informace o vlivu stínění na výkon solárních panelů naleznete v článku Jak stín ovlivňuje výkon solárních panelů.
Co tato stránka nezahrnuje:
Tato stránka definuje pojem „PSH“ (Power Supply Head) a ukazuje výpočetní postupy pro určení jeho rozměrů. Nezabývá se vlivy teploty panelů, výpočtem autonomie baterií ani výstupy softwarů určených k návrhu osvětlení. Pro kompletní modelování fotometrických vlastností osvětlení a autonomie baterií využijte naši službu simulace osvětlení, nebo nám pošlete souřadnice místa, kde se projekt nachází – my pro vás provedeme studii výkonnosti systému osvětlení.