Solární pouliční osvětlení pod stromy: Řešení s oddělenými solárními panely

Proč zastínění stojí víc, než se na první pohled zdá

Solární modul se skládá ze série článků, a proud v této sérii odpovídá hodnotě proudu nejslabšího článku. Pokud některé články zůstanou v stínu, celá série bude fungovat pouze na úrovni jejich výkonu; pokud stín přetrvává, tyto články přeměňují energii na teplo, což v konečném důsledku způsobí selhání modulu. Bypass diody omezují poškození části modulu, kterou chrání, ale energii ztracenou v důsledku stínu nenahrazují – stín na několika článcích může snížit výkon celého modulu až o třetinu.

Řadič typu MPPT pomáhá systému maximálně využít energii, kterou solární panely produkují. Nicméně nemůže odstranit stín z jednotlivých článků. Stálezelené rostliny poskytují stín po celý rok, zatímco listnaté rostliny stín mění v závislosti na období ročního cyklu; právě v těchto obdobích, kdy je výkon solárních panelů již nízký, je dopad stínu nejvýraznější.

Co skutečně zahrnuje instalace solárního systému:

Je nutné oddělit samotné solární panely od příslušných zařízení – panely by měly být umístěny na místech s dostatkem slunečního světla, přičemž kabely by měly vést k místům, kde je potřeba energie využít. Rozhodnutí spojená s konstrukcí a instalací solárního systému mohou mít zásadní vliv na jeho efektivitu.

1. Pokles napětí v průběhu kabelové trasy: Stejnosměrný proud (DC) při napětí baterie ztrácí svou sílu s rostoucí vzdáleností. Příklad: Sestava o výkonu 300 W nabíjející baterii o napětí 24 V vyžaduje průtok proudu přibližně 13 A. Při vzdálenosti 20 m (celková délka kabelu 40 m) je nutné použít měděný kabel o průřezu přibližně 16 mm², aby byl pokles napětí nižší než 0,5 V (což odpovídá ztrátě přibližně 2 %). Při stejné vzdálenosti a napětí 12 V je potřeba čtyřikrát více mědi, protože průtok proudu se zdvojnásobí. Právě tyto technické parametry určují, jak daleko může být sestava umístěna od svítidla.

1. Specifikace kabelu: Izolace odolná vůči UV záření, kabel musí být pohřben přímo do země nebo uložen v kabelovém vedení; v místech, kam mohou dosáhnout hlodavci nebo sekačky, je nutné použít kabel opatřený ochranným pláštěm. Pohřebený kabel vyžaduje stejnou péči jako jakýkoli jiný kabel – správnou hloubku pohřbení, vhodné podložení a jasně určenou trasu.

1. Připojení na obou koncích: Právě zde často dochází k problémům u rozdělených systémů v praxi – nikoli v samotném kabelu. Připojovací prvky musí splňovat požadavky na odolnost vůči vnějším vlivům (např. IP67 nebo vyšší klasifikace), musí být vybaveny zařízeními na zmírnění napěťových šoků a používat konektory vhodné pro venkovní použití.

1. Zemnění a ochrana proti přepětím: Jak rám sestavy, tak i svítidlo musí být připojeny k zemi v souladu s místními předpisy.

Dlouhý běh na venkovním prostoru funguje jako „anténa“ pro přechodné jevy vyvolané bleskem; proto je zařízení na ochranu proti výbojům na straně ovladače standardní součástí našich konstrukcí – není to žádný dodatečný produkt, který by byl nabízen za příplatek. 5. Dálkový vysílací systém tvoří samostatnou strukturu – jedná se o „plachtu“ umístěnou na speciálním podvozku, jejíž rozměry jsou vypočteny na základě stejných kritérií jako u běžného stožáru. Náš kalkulační nástroj pro výpočet větrného zatížení bere v úvahu plochu systému, výšku jeho umístění a místní rychlost větru a poskytuje potřebné údaje pro výrobu.

Pravidlo rozhodování, které používáme

Když dojde k problému se zastíněným místem, postupujeme podle následujícího pořadí:

1. Nejprve se postaráme o řešení problému s vegetací – buď jejího odstranění, nebo dohody o jejím úpravě. Jedná se o nejlevnější možnost. Vyžadujeme písemný závazek, protože neformální dohody o úpravě vegetace mohou být zrušeny při první změně smlouvy o údržbě pozemku.
2. Pokud je zastínění trvalé, zvážíme obě možnosti: přemístění zařízení na slunné místo nebo rozdělení soustavy solárních panelů. Rozdělení soustavy je vhodné, pokud geometrie silnice určuje, kde musí světlo dopadat, a pokud je vzdálenost mezi místy přemístění krátká. Přemístění zařízení je vhodné, pokud je blízko dostatečné množství slunečního světla a výkopové práce jsou nákladné.
3. Před provedením výkopových prací zvážíme možnost použití vyššího stožáru pro instalaci solárních panelů. Někdy stažením panelů na výšku 4–5 metrů nad úroveň zastínění problém úplně zmizí, což je často levnější než instalace kabelů a související stavební práce.

Co nám rozdělení soustavy solárních panelů ušetří – upřímně…

Hlavní náklady spočívají ve výzkumu, vytváření příkopů nebo kanálů pro umístění kabelů, samotných kabelech a pracích na jejich spojích na obou koncích. Výhodou tohoto řešení není počet návštěv uživatelů ani lepší obraz společnosti, ale delší životnost baterií a méně servisních zásahů. Baterie typu LiFePO4 (lithium-iron-phosphate), která se vyznačuje dlouhou životností, ztrácí svou použitelnou kapacitu mnohem dříve, než by měla, a náklady na její výměnu jsou vyšší než náklady na samotné kabely. Tato investice se vyplatí, protože prodlužuje dobu mezi dvěma až třemi výměnami baterie na více než pět let – to je celý ekonomický argument pro toto řešení, a to stačí.

Co tato stránka nezahrnuje:

Tato stránka se věnuje konstrukcím solárních pouličních svítidel s napájením pomocí stejnosměrného proudu (DC). V těchto konstrukcích je solární panel napájen přímo na baterii svítidla prostřednictvím speciálního stejnosměrného vedení. Nezabývá se však obvody osvětlení napájenými střídavým proudem (AC), hybridními systémy kombinujícími elektřinu z sítě a solární energii, ani projekty, kde samotné svítidlo je pohyblivé – přemístění takového svítidla vyžaduje nové fotometrické parametry, nikoli pouze změny v zapojení elektrických vedení. Pro výběr vhodného řadiče a pouzdra pro baterii v takových systémech slouží náš kalkulačka pro výběr řadiče, která zohledňuje parametry solárního panelu, délku vedení a požadovanou dobu činnosti svítidla. Naše řada integrovaných solárních pouličních svítidel nabízí komplexní řešení, které slouží jako referenční standard pro porovnání s konstrukcemi s oddělenými komponentami.