Levinumad vead päikeselampude puhul (ja kuidas neid vältida)

Viga 1: Lampi suuruse määramine päevavalguse tunnide järgi, mitte päikesekiirguse tippaegade järgi

Päevavalgusaeg tähendab aega päikesetõusu ja päikeseloojangu vahel. Kõrgeim päikesetugevuse tunnid (peak sun hours, PSH) määravad tegelikku päikesetugevust, millel põhineb süsteemi suurus määratlemine. Näiteks kell 9 hommikul võib päikesepaneel toota vaid 10% oma nimisvõimsusest; keskpäeval aga 100%. Päeva koguenergia vastab teatud arvule täisvõimsuse tundidele, mis on alati väiksem kui päevavalgusaeg. Põhjapoolsetes piirkondades võib disainimiseks kasutatav kuu sisaldada umbes 1–2 PSH; päikeselisemates piirkondades see arv on aga tavaliselt suurem kui 5 PSH. Võrguga ühendatud süsteemide suurus määratakse aastaste keskmiste väärtuste põhjal; võrgust eraldatud süsteemide puhul see aga ei ole võimalik, sest akku peab taluma kõige raskemaid olukordi, mitte keskmisi.

Vigade tagajärjed ilmnevad hooajaliselt – mistõttu neid ostuajal sageli märgata ei lähe. Süsteem, mille suurus on määratud 5 PSH põhjal, toimib suvel hästi, kuid sügisel hakkab juba järele jääma ning talvel lõpuks täielikult rikki minema. Täielikult tühjendatud akud vananevad kiiresti; lisaks on turvalampli väljalükkamine jaanuari öösel ohtlik, mitte aga mugavusprobleem.

Töönpäevane näide: 60 W LED-lamppu, joka töötab öösel 10 tundi, tarbib 600 Wh energiat. Lisades umbes 10–15% kaotustele draiveris ning juhtmetes, peab paneel päevas tarvitama umbes 680 Wh energiat. Kui arvutame energiavajaduse projekteerimiskuul keskpäeval kell 15, saame: 680 ÷ 3 ≈ 230 W – seega oleks vaja osta 230 W võimsusega paneeli. Kui selle asemel arvestaksime 6-tunnist „päikeselist päeva“, oleksime ostnud 110 W võimsusega paneeli, mis juba esimesest päevast lähtuvalt sisaldaks vähemalt teatud vigu. Lohista oma paika energiavajadused ise meie energiabilanssikalkulaatoriga.

Viga 2: Osta vattide asemel lumenite järgi Vatt määrab, kui palju energiat seade tarbib; lumen määrab, kui palju valgust see eraldab. Kaks 30 W valgustust võivad olla kahe korda erineva valgusväljundiga, sõltuvalt LED-lamppide efektiivsusest ning optikast. Seetõttu annavad kolm erinevat tootjat kolme erineva 30-wattise valgustuse varianti. Küsi lumenite arvu ning ka LED-lampide efektiivsust – nimelt lumenite arvu watt kohta.

Kaks muutujat määrab, kas need luumenid jõuavad sinna, kuhu neid vaja on. Optika määrab valguskiirte mustrit – tihe valguskiir laial alal tekitab kuumapunkte paigalduse all ning pimedust paigalduste vahel, olenemata sellest, kui suur on koguluminensite arv. Värvitemperatuur (CCT) ning värviedastus (CRI) määravad, kuidas valgusstseen tajutakse: 3000–4000 K ning CRI-väärtus ylempi 70 on sobiv valik ennekõike välistele paikadele; soojem valgus ning kõrgem CRI on parem inimeste kogunemise korral. Kui võrdled andmelehti, küsi LM-79-testiaruannet (IES-standard valgusseadme koguluminensite mõõtmiseks) ning LM-80-andmeid LED-pakettide kohta (standard valgusnivoo püsivuse mõõtmiseks aja jooksul). Müüja, kes ei suuda neid andmeid esitada, annab lihtsalt eesmärgiväärtused, mitte tegelikke mõõtmistulemusi.

Viga 3: Akude suuruse valimine ainult ühe selge öö jaoks

Akku peab katkema öised energiatarbeajakorrad ning autonoomiaajad – just neid pilvisi päevi, mille suhtes te projekteerite – ning seejärel tuleb see jagada akumuliatori kasutatavast mahtudest. Just siin tekivad erinevused spetsifikatsioonides: laadimisjääk (Depth of Discharge, DoD) on osa akumuliatori nimekirjalisest mahtust, mida tegelikult saab kasutada. Liitiumraudfosfaat-(LiFePO4)-akumulaatoritel on see tavaliselt umbes 80% nimekirjalisest mahtust normaalse kasutusiga, samas kui plii-happeakumulaatorid kaotavad ligikaudu poole oma nimekirjalisest mahtust, kui soovitakse, et need kauem kestaksid.

Jätame näite jätkuvalt: 680 Wh öösel × 3 autonoomiapäeva = umbes 2040 Wh kasutatavat energiat. Kui laadimisjääk on 80%, siis nimekirjalisest mahtust on umbes 2550 Wh – see vastab 24 V 100 Ah akumulaatorile või sellele võrdsele. Alakvalifitseeritud akku ei tööta korrektselt; iga pilvisel nädalal läheb see sügavamalt laadimis- ning tühjendusprotsesside kaudu, mistõttu lüheneb ka selle kasutusigaaja. Ka ülekvalifitseeritud akku ei ole soovitav – maksate selle eest mahtu, mida kunagi ei kasuta. Õige lahendus on teha täpne arvutus, mida meie akumuliatori suuruse arvutusriist teeb vaid minutiga.

Autonoomiaaja sobitamine rakenduse vajadustele

Autonoomiapäevad on nii poliitiline otsus kui ka matemaatiline arvutus. Tööstuslik tavapära on väärt selgelt väljendamist: kaks päeva varuvõimsust on reserveeritud sekundaarsetele objektidele, nagu teed ning dekoratiivne valgustus; kolm päeva üldisele tänava- ning parkimisvalgustusele; viis päeva või rohkem neil paikadel, kus valgustus on turvalisuse seisukohast kriitiline – näiteks väravad, kütuselaod, haiglate sissepääsud jne. Märgi need numbrid juba spetsifikatsiooni; ära avasta neid alles pärast esimest pilvast kuud. Enam autonomiat ei tähenda tasuta – sest see suurendab aku mahtu ning kulusid ligikaudu proportionaalselt. Kui aga varustust liiga vähe ostetakse, muutub iga torm teenindusnõudeks – ning valgus, mis kustub, on viga, mida keegi ei andesta.

Viga 4: temperatuuri ignoreerimine

Temperatuuri mõjutab mõlemat süsteemiotsa. Kõrge ümbrustemperatuur lühendab akude eluiga – iga 10 °C üle toatemperatuuri vähendab akude keemilist eluiga ligikaudu pooleks; seetõttu lagunevad akud kiiremini, kui neid hoitakse lõunapoolse poolel. Madal ümbrustemperatuur vähendab akude võimsust ning liitiumakude puhul tekitab see laadimisohu: alla umbes 0 °C võib laadimisel tekkida liitiumi kate anoodile, mis põhjustab püsiva võimsuskaotuse ning halvimal juhul sisemise lühise. Usaldusväärsed liitiumakupaketid külma ilmastikuks sisaldavad akuhaldussüsteemi (BMS), mis takistab laadimist alla jäätumistemperatuuri ning lõpetab laadimise madalatel temperatuuridel. Pakett ilma sellise süsteemita on tõsine tuleoht talvel.

Panelin efektiivsus muutub samuti sõltuvalt temperatuurist – väljundvõimsus väheneb, kui panelin elemente kuumenevad, mistõttu on kuumades kliimatasemetes kasutatavate paneelide suurus määratletud arvestades temperatuurilisi mõjusid. Samamoodi tuleb kohandada ka kontrolleri pingesätteid: temperatuurikompensatsioon reguleerib laadimispinget vastavalt akumuliatori temperatuurile; ilma selle kompensatsioonita võib kontroller kuumas kliimas akumulaatori ülelaadida ning külmas alalaadida. Meie reegel on järgmine: vaadake toote määratletud töötemperatuurivahemikku vastavalt teie asukoha tegelikele tingimustele, mitte andmelehe andmetele koduturult, ning külgedes eelistage akumulaatoripakke, millel on olemas funktsioon, mis piirab laadimist madalatel temperatuuridel.

Viga 5: Uskuda andmelehte, mida ei ole kunagi testitud

Tööstuses on tootjate esitatud teave väga erinev – mõnikord optimistlik, mõnikord isegi väljamõeldud. Madal hind on sageli vihje toote kvaliteedile. Olulised on sõltumatud arvustused ning klienditunnustused, mida saab küsida; sertifikaadid tunnustatud organisatsioonidelt (UL, CE ning kohalikud märgistused, sõltuvalt sihtmarktidest); testiraportid (nt LM-79, LM-80, sisendkaitseaste) ning garantiid, mis on esitatud aastate ning komponentide arvu kaudu, mitte reklaamilistel sõnadel. Võrrelge erinevate tootjate spetsifikatsioone põhjalikult – lumeni väljund, tõhusus, akukemia, IP-kaitseaste, töötemperatuur jne – sest just need andmed on sageli puudu.

Veel üks näide: küsige tootjalt, milline on nende vananemistesti ning kui kaua see kestab. Tehas, mis teeb igale partiile enne saatmist sissepruugimistestid, annab teile teavet, mida üksainus foto ei suuda näidata.

Paigaldusotsused, mida tehtakse liiga hilja

Paigaldusotsused, mida tehakse liiga hilja, võivad põhjustada probleeme toote kasutamisel. Seetõttu on oluline enne paigaldust hoolikalt toote omadusi ning tootja tõendeid analüüsida.

Kaks paigaldusparametrit määratakse kindlaks enne, kuin keegi nendele eveneksi jääb, ja mõlemad määravad, kas süsteem toimib nii, nagu on ette nähtud.

1. Paneeli suunamine ning varjutus: Paneelide jaoks on vaja takistusteta päikesevalguse teed projekteeritud päeval; paik, mis on märtsis päikeseliselt avatud, võib septembris olla varjutatud, kui puud lehvivad – kontrollige päikesevalguse teed vastavalt suvepuuvaatele, mitte talvepuuvaatele.
2. Posti kõrgus ning asukoht: Määrake need vastavalt valgustusskeemile, mitte aiajoonele, sest posti liigutamine kahe meetri võrra, et see sobiks kõnniteele, võib suunata valguskiire sinna, kuhu ühtluse arvutused ei ennustanud.

Kavandage ka hooldusjuurdepääsu: akukast peab olema kättesaadav, paneelid tuleb saada puhtaks planeeritud tõstukiga või redeliga ning kontrolleri on võimalik kasutada ilma tugirattalita.

Enne ostu tuleb kontrollida järgmist:

1. Hanki selle paikan jaoks disainikuu jooksul maksimaalne päikesetunnide arv – mitte aastlik keskmine.
2. Määra valgustusnõuded lumenite ning valguskiirte laiusena, mitte vattide järgi.
3. Arvuta ööseline koormus ning määra paneeli ning akumuliatori suuruse lähtudes halvimast kuust, võttes arvesse nii autonoomia kui ka akumuliatori tööaega.
4. Võrdle paikan temperatuurilisi äärmusseisundeid toote töövahemiku ning laadimispiirangutega.
5. Nõua testiaruandeid ning sertifikaate; võrrelda vähemalt kolme tootja tulemusi rida-reita.
6. Plani paigalduse nii, et oleks võimalik hooldust teha – paneeli asend, akumulaatorikasti ning posti kõrgus tuleb hiljem uuesti kontrollida.

Kui sa ei soovi samme 1–4 teha käsitsi, siis energiabilanssikalkulaator ning akumuliatori suuruse arvutusvahend teevad samad arvutused, mida teevad ka meie insenerid. Meie kõikehõlmavad päikesevalgustused sisaldavad juba paigaldatud paneeli, akumuliatori ning kontrollerit – ülaltoodud vead on enne valmistamist tehases parandatud, mitte paigaldusplatsil arutatud.

Mida see leht ei käsitle

(What this page does not cover…)

See leht käsitleb valikuvigu, jotka võivad esineda maavälises päikeselähtelises valgustussüsteemis. Se ei sisalda teavet võrguga ühendatud päikesepaneelide projekteerimise kohta, postide konstruktsioonilisi arvutusi ega tuulekoormuse hindamist – puhastamise ning tavapärase hoolduse kohta vaadake meie paneelihooldusjuhiseid; postide ning tuulekoormuse nõuete kohta leiate teavet meie tuulekoormuse kalkulaatorist, mis käsitleb konstruktsioonilisi aspekte.