Hybridní osvětlovací systémy na bázi větru a solární energie
-- Kdy si turbína zaslouží své místo
Hybridní osvětlovací systémy na bázi větru a solární energie: Kdy si turbína zaslouží své místo
Stručná odpověď: Hybridní osvětlovací systémy na bázi větru a solární energie mají své uplatnění pouze na omezených místech – na otevřených plochách, kde pravidelně vítr vane, a kde dlouhá období zatažené oblohy omezují výkon solárních panelů. Na většině městských ulic přidává montáž malé turbíny na sloupu náklady, komplikace spojené s pohyblivými částmi a další možnosti poruch; navíc poskytuje pouze zlomek výkonu, který by systém mohl produkovat pouze na bázi solární energie. My vyrábíme takové systémy, ale stále doporučujeme většině zákazníků koupit pouze solární osvětlení. Tato stránka vysvětluje technické důvody tohoto rozhodnutí.
Co vlastně znamená hybridní osvětlovací systém?
Jediný sloup nese malou větrnou turbínu, fotovoltaický panel, bateriovou sadu, řídicí jednotku a LED svítidlo. Oba zdroje energie (větrná turbína a solární panel) nabíjejí stejnou baterii prostřednictvím této řídicí jednotky. Baterie je uzavřená a určena k častému vybíjení a následnému nabíjení – přesně to vyžaduje systém osvětlení fungující mimo síť. Tato baterie je navržena tak, aby nevyžadovala žádnou údržbu.
Ovladač zajišťuje správu celého systému: automatické zapínání/vypínání a řízení času provozu, nastavování úrovně okolního osvětlení, programovatelná doba činnosti systému, a také ochranná opatření, která jsou zvláště důležitá u hybridních systémů, kde větrný generátor může způsobit neočekávané výkyvy napětí. Tato ochranná opatření zahrnují ochranu před přebitím, před přebitím baterie a ochranu před opačným připojením elektrozařízení. LED diody zajišťují stabilní výkon systému i za větrných, deštivých nebo písečných podmínek. Stojan systému je vyroben z oceli pozinkované metodou horkého potažení – to je nezbytné, protože na něm je umístěna turbína; odolnost stojanu vůči vlivům počasí je tedy klíčová. Náš průvodce ohledně odolnosti systému vůči vlivům počasí vůči vlivům počasí se detailně věnuje problematice konstrukce stojanu a základny.
Kdy větrný systém skutečně pomáhá…
K fungování systému jsou potřebné tři určité podmínky; každý projekt musí splňovat alespoň dvě z nich…
Skutečný zdroj větrné energie ve výšce stožáru. Roviny, zemědělské plochy a pobřežní nebo ostrovní lokality mají stálý průtok větru. Uvnitř měst však větr je narušován budovami, což vede k vzniku turbulentního vzduchu; malá větrná turbína v takových podmínkách produkuje nepravidelný výkon a rychle se opotřebovává. Dlouhá sezóna s nízkým množstvím slunečního záření. Důležitá je sezónní variabilita: větr fouká nejsilněji za oblačného počasí, takže turbína pokrývá dobu, kdy solární panely nedokáží produkovat dostatek energie. Vysoké náklady na opravy nebo doplnění paliva. V odlehlých oblastech, kde alternativou je použití dieselového paliva, jsou náklady na údržbu turbíny oprávněné. To však neplatí pro místa napojená na elektrickou síť.
Kdy to nefunguje – naše doporučení:
V takových případech doporučujeme použít jiné zdroje energie, např. solární panely nebo dieselové motory.
Pro parkoviště, městské ulice, kampusy a jakékoli místa s blízkou elektrickou sítí doporučujeme pouze solární systémy. Důvod je jednoduchý: Větrná turbína umístěná na běžné výšce sloupu se nachází v pomalém, turbulentním proudu vzduchu, takže její nominální výkon je v nejlepším případě hodnota, které skutečné místo jen zřídka dosahuje. Kromě turbíny jsou potřeba ještě ložiska, lopatky a další mechanické části, které vyžadují pravidelnou údržbu – a to vždy za použití lezeckých prostředků. Proto je obvykle levnější a jednodušší zvětšit velikost solárních panelů a baterií, než přidávat ještě i turbínu.
Naše doporučení: Kupujte pouze hybridní systémy, pokud jsou k dispozici měřená data o větrných podmínkách na konkrétním místě. Pokud taková data neexistují, nehádejte – větší solární systém je v tomto případě správnou volbou.
Kde se hybridní systémy hodí: Na farmách a venkovských cestách, pro osvětlení pobřeží a ostrovů, pro bezpečnostní a telekomunikační zařízení mimo elektrickou síť, stejně jako v oblastech s dlouhými obdobími mlhy. V každém případě je společným faktorem náklady na dopravu paliva nebo rozšíření elektrické sítě – proto se náklady na údržbu větrné turbíny vrátí.
Co tato stránka nezahrnuje:
Tato stránka se věnuje situacím, kdy je využití hybridních systémů vhodné, nikoli však způsobům výběru velikosti turbíny – pro to je potřeba posouzení větrných podmínek na místě. Nezabývá se také ovladači hybridních systémů propojenými s elektrickou sítí ani architekturami využívajícími střídavý proud. Pokud zvažujete využití hybridních systémů oproti pouze solárním systémům, začněte s údaji o osvětlení a autonomii v našem nástroji pro návrh osvětlení (lighting design tool) a s výběrem velikosti ovladačů a baterií v našem kalkulačním nástroji (controller sizing calculator). Pro standardní instalace jsou naše integrovaná solární pouliční svítidla ve výchozím nastavení dodávána pouze s solárními částmi; použití hybridních systémů je volitelné a nepředstavuje základní variantu.