Solární sledovače pro pouliční osvětlení
-- Kdy se sledování vyplatí
Solární sledovače pro pouliční osvětlení: Kdy se sledování vyplatí
Stručná odpověď: Sledovače jsou správným řešením ve solárních elektrárnách, ale špatným řešením na sloupích pouličního osvětlení. Zvýšení výkonu o 20–30 % je skutečné, avšak u pouličních svítidel lze stejné zvýšení dosáhnout použitím panelů s o 20–30 % větší plochou – a to pasivními, levnými metodami, přičemž tyto metody nevyžadují žádné složité mechanické komponenty, které by mohly selhat. Nejčastěji se nás ptají, zda lze do pouličního svítidla instalovat sledovač, a naše odpověď je téměř vždy „ne“. Níže je vysvětlení tohoto rozhodnutí, stejně jako případy, kdy by odpověď mohla být jiná.
Jak funguje solární sledovač
Solární sledovač udržuje panel nastavený směrem ke slunci během jeho pohybu. Tento systém se skládá ze čtyř hlavních částí:
Senzory měří intenzitu a směr světla. Pokročilější modely obsahují také senzory naklonu a azimutu – azimut označuje horizontální úhel panelu – což zvyšuje přesnost sledování pohybu slunce. Ovladač čte signály ze senzorů, vypočítá polohu slunce a určí úhel, ve kterém by panel měl být nastaven. Pohonný systém (motor a převodovka) přenáší tuto rotaci na montážní hřídel. Podpůrná konstrukce , obvykle vyrobená z hliníkové slitiny nebo oceli, udržuje celou soustavu na místě a musí odolávat vlivům počasí.
Ve srovnání s pevnou instalací umožňuje systém sledování pohybu slunce zvýšit výkon solárních panelů o 20 až 30 %, protože panel během dne zůstává ve svém optimálním úhlu namísto toho, aby byl nastaven v nějakém pevném kompromisu. Tento systém se také automaticky přizpůsobuje sezónním změnám pohybu slunce.
Kde se zvýšený výkon vyplatí Zvýšený výkon solárních panelů opravdu stojí za investici do technologií, zejména pokud je půda hlavním omezením pro jejich instalaci.
Elektrárny využívající solární energii v komerčním měřítku: Sestavy solárních panelů umístěných na otevřeném prostranství produkují více energie na hektar a jejich řízení je centralizované. Náklady na motory však představují výzvu z hlediska rozpočtu projektu. Systémy umístěné na střechách v prostorách s omezeným prostorovým rozsahem: Tam, kde je každý metr čtvereční střechy vzácný, lze z téhož prostoru získat o 20–30 % více energie než při použití běžných solárních panelů.
V obou případech již existuje potřebná infrastruktura (střecha, mechanické prvky apod.), personál pro údržbu tyto systémy pravidelně kontroluje a výrobená energie může být připojena do elektrické sítě nebo do velkých baterií.
Proč to nefunguje u solárních lamp na ulicích?
Solární lampy na ulicích představují odlišný typ zařízení, a slabá místa solárních panelů se nacházejí právě v místě, kde tyto lampy jsou umístěny. Právě tyto slabiny omezují efektivitu využití solární energie.
„Pohyblivé“ části počasí… Motor, převodovka a rotující spoje jsou příklady poruch, kterým pevný držák nevystaven je. Tyto části jsou umístěny na sloupu a jejich údržba vyžaduje využití speciálních zařízení (např. vysokozdvižného vozíku), nikoli pouhého vstupu do technické místnosti.
Lepší alternativa… Přidání 20–30 % více solárních panelů na pevném držáku sice zvyšuje náklady, ale ty se týkají pouze samotných panelů, nikoli dalších mechanických komponent. Cena solárních panelů na watt klesá; náklady na jejich provoz zahrnují pouze samotný hardware a údržbu.
Spotřeba energie a režim pohotovosti… Samotný solární panel spotřebovává energii při přemisťování a musí si udržet svou polohu i během noci. Pro malé, nezávislé energetické systémy je to nevýhodné rozhodnutí.
Vliv úhlu na větrný zatížení… Solární panel s pohyblivým nastavením během dne vystavuje větru různé ploše, a konstrukční výpočty musí zohlednit nejhorší možné situace ve všech možných úhlech – viz náš kalkulační nástroj pro větrné zatížení. Pevný solární panel je naopak navržen tak, aby fungoval v jediném možném scénáři.
Výpočty… Pevný solární panel, o velikosti o 25 % větší než pohyblivý panel, je výhodnější z hlediska nákladů, spolehlivosti a počtu servisních zásahů – při stejném denním energetickém výkonu.
Upřímné výjimky… Existují dvě situace, kdy bychom na osvětlovacích produktech doporučili použití solárních panelů s pohyblivým nastavením:
- Velké osvětlovací věže fungující mimo síť – u kterých je samotná konstrukce již vysoká, dostupná pro údržbu, a zatížení je natolik velké, že plocha solárních panelů je příliš omezená.
- Demonstrační nebo představovací instalace , kde je viditelný systém pro pohyb panelů součástí designu a to je požadováno rozpočtem.
Pro běžná osvětlení na ulicích, silnicích a chodnících je technickým řešením pevný držák nastavený podle zeměpisné šířky místa (s větším úhlem náklonu v zimních obdobích), přičemž velikost solárních panelů a baterií je vhodně sladěna. Právě taková osvětlení dodává naše řada kompletních solárních světel pro ulice. Pro výpočet optimálních rozměrů řadiče a baterie použijte náš kalkulačku.
Co tento průvodce nezahrnuje
Tento průvodce se zaměřuje na systémy pro pohyb solárních panelů v rámci osvětlení na ulicích. Nezabývá se detailním návrhem takových systémů pro rozsáhlé elektrárny, optimalizací úhlu náklonu pevných držáků, ani výběrem baterií a řadičů (viz náš průvodce MPPT vs PWM).