Tarka päikesepaistelisvalgustus: Kuidas see toimib ja kuidas seda valita

Neli komponenti ning millist rolli igaüks neist süsteemis täidab

Fotovoltailised paneelid püüavad ja muudavad päikesekiirgust kogu päeva vältel – isegi hämaras valguses. Need on ainsa sissetulekuallikas süsteemile. Akku säilitab selle sissetuleku öiseks kasutamiseks. Valik akutüüpi on inseneriline otsus, millel on reaalseid kompromisse, mida käsitletakse allpool. LED-valguslambi optika tagab madala helkusega, suunatud valguse, mis vastab avalike teede standarditele. Optika määrab, kuhu valgus suunatakse; LED-valguslambi komponentid otsustavad, kui palju valgusest jääb valgusena kasutamiseks ning kui palju soojuseks. Energiahaldussüsteem (EMS – Energy Management System) on süsteemi „aju“ – see mõõdab toodetavat energiat, akutäitumust ning koormust ning teeb otsuseid selle kohta, kuidas energiat kasutada.

Ükski neist komponentidest ei toimi iseseisvalt: Liiga suur paneel võrreldes akuga raiskab toodetud energiat; liiga väike akku ei toimi talvel; LED-valguslambi halb optika suunab osa valgusest puude lehtede peale. Energihaldussüsteem hoiab kõik need komponendid tasakaalus.

Mida energihaldussüsteem tegelikult teeb

Neli funktsiooni, järjestuselt nende energiasäästuvõime järgi:

1. Dynamilised valgustusprofiilid. Valgusintensiteet muutub vastavalt ööajanle: täis võimsus pärast hämarant, vähemintensiivne valgus öisin, kui jalakäijaid on vähem, ning tõus enne koidut. Profiilid sõltuvad ööaegast, ümbrusvalgusest või tuvastatud liikumisest. See on suurim energiasäästemeetod – see määrab, kas valguslämp püsib täis laadimisel 11 tundi või vaid 6 tundi.

1. Akukaitselogika. EMS (Energy Management System) takistab sügavat tühjendamist ning ülelaadimist, mis on kaks peamist põhjust, miks akud kiiresti kuluvad. Laadimis- ning tühjenduspiirangute järgimine pikendab akulaeke; ülelaadimisvigu ennetamine aitab vältida tulekahjusid.

1. Energiaprognoosimine. EMS kasutab paikaga seotud päikesekalendriandmeid, et planeerida valgusväljundit ning varuvara enne päikesevaheperioode. See on igapäevaselt arvutatav energiabudget.

1. Automaatne taastumisrežiim. Pärast järjestikusi pilviseid päevi vähendab süsteem valgusintensiiti ning taastub järk-järgult, selle asemel et ootamatult pimedaks minna. Valgus ei kustu täielikult – see lihtsalt sumbub, et säilitada toimimist.

Tark vs tavaline: see, mis on tõesti oluline

Tavaline päikeselampu koosneb ainult paneelist, akust ning lülitist. Teoreetiliselt toimib see hästi, kuid reaalses kasutuses ebaõnnestub see, kui tingimused muutuvad, akud vananevad või ilm muutub – sest selles pole midagi, mis neid mõõdaks ega kohandaks. Tarka päikeselampane eelis ei seisne selles, et see annab eredamat valgust, vaid selles, et see toimib ka halvadel öödel.

Akukeemia: aus kompromiss

Päikeselampude akud jagunevad kaheks erinevasse gruppi, mille käitumine on väga erinev.

Nikkel-metallihüdriid (NiMH) on termiliselt vastupidav – normaalsel käitamisel ei esine ohtlikke termilisi reakcioone ega tulekahjusid – ning on samuti väga taaskasutatav (ligikaudu 98% materiaalist saab taas kasutada). Selle puudusteks on kõrge iseeneslik tühjenemine ning väike energiatihedus, mis suurendab akumulaatorite suurust ning hinna. NiMH-akumulaatorite kasutusiga on võimalik saavutada kuni 12 aastat; kuid pidage selliseid väiteid tootjate väideteks ning küsige andmeid nende akumulaatorite tsüklilise eluea kohta teie paigi temperatuurivahemikus.

LiFePO4 (liitium-rauti-fosfaat)

suudab taluda 2000–6000 laadimis-/tühjendustsüklit 80% laadimisastmes (tüüpiline vahemik erinevate akumulaatorite puhul) ning omab palju suuremat energiatihedust. Selle jaoks on vaja akumulaatori haldussüsteemi (BMS – Battery Management System), mis tagab nõutavad laadimis- ning tühjenduspiirangud. LiFePO4-akumulaatorid ei ole täiesti riskivabad, kuid just nende pika tsüklilise eluea tõttu on 10-aastane garanti võimalik.

Meie enda tooted kasutavad LiFePO4-akumulaatoreid koos BMS-iga. Kui teie spetsifikatsioon nõuab NiMH-akumulaatoreid, esitame teile hinnapakkumise, kuid kõigepealt soovime näha andmeid nende akumulaatorite tsüklilise eluea kohta.

Miks traditsioonilised päikesevalgustid ebaõnnestuvad

Nelja erinevat rikke on võimalik päikesevalgustite puhul – ning me näeme neid kõiki ka renoveerimisprojektides.

1. Liiga väikesed paneelid või akud. Kõige levinum rike. Süsteem, mis on mõeldud keskmise päikesepaistuse tingimustele päikeselistel päevadel, ei suuda toime tulla pilvisel nädalal – esimene talv toob selle probleemide esile.
2. Puuduv energiahaldus. Ilma energiahaldussüsteemita tühjeneb akku nii, et selle töövõime lõpeb, ning valgus kustub keskööl iga pilvisel perioodil, kuni keegi akupaketi asendab.
3. Halva kvaliteediga komponendid. Odavad akud lagunevad kiiresti, eriti äärmuslikes temperatuuritingimustes. Pakett, mis talub kahte suvet laboris, ei pruugi taluda viit suhet välitingimustes.
4. Ühtne disain kõigile. Seade, mis on mõeldud ühele kliimatiipile, kasutatakse igal pool. Varjutus, laiuskraadid ning aastaaegud erinevad oluliselt erinevates paikades; seega peab ka disain vastama nendele erinevustele.

Kuidas me mõõdame ning testime

Iga projekt algab päikeseenergia- ning fotomeetrilise uuringuga, milles kasutatakse 10 aasta pikkust kohalikku ilmateavet – mitte lihtselt keskmisi andmeid, sest halvim öö on just see öö, mitte tüüpiline. Paneelide ning akude suurus määratakse vastavalt valgusvajadustele ning paika kõige halvemale võimalikule päikesepaistuse olukorrale.

Komponentid lähevät seejärel kliimakambri testimisele – kuumuse-, külmetus-, niiskus- ning korrosioonikyklite käigus, joid simuleerivad reaalse maailma tingimusi, enne kui seade jõuab paika. Iga lähetav systeem on varustatud kaugseiremehhanismidega, mistä kaudu varumajanduse haldajad saavad teavet akude seisundist ning hoiatusi ilma paikakülastusteta.

Paigaldus ja hooldus: kas disaini kestab kokkupuute korral paikatingimustega

Professionaalne paigaldus ei ole lihtsalt valikuline element. Paneelide orienteerimine ning kalle vastavalt paikalsele laiuskraadile, akukastide asetamine vee- ning otsese päikesevalguse vältimiseks ning juhtmete suletamine niiskuse eest on asjad, mis võivad hea disaini töövõime kohapeal hävitada. Hoolduskava tuleks koostada enne paigaldust: inspektsioonikorrad, ajad akude vahetamiseks (tavaliselt 6–8 aastat LiFePO4-akude puhul, kuumemates kliimatasemetes juba varem) ning iga seadme kohta eraldi hooldusdokument, et järgmine tehnikas teaks, mida ning millal tehti.

Uppgradiputid on samuti olulised. Kontroller, mida saab uuute profiilidega uuendada, akukasti, mille suurus on mõeldud tulevaseks, suuremaks akupaketiks, ning valgusti, millel on standardne konektor – just need asjad aitavad sellel 10-aastasel seadmel mitte muutuda 10-aastaseks vigaks.

Elutsükli kulu

Tarkad päikesepaistvalgustid vähendavad kaevamistöid ning juhtmeid, mis moodustavad suuren osa kuludest seoses võrguga ühendatud valgustussüsteemide paigaldamisega. 10-aastase perioodi jooksul on kulude võrdlus järgmine:

• Võrguga ühendatud valgustus: alguses kuluvad kaevamistööd, juhtmed, elektrijuhtmed ning ühendustasud; seejärel kulub kümne aasta jooksul elektrikulu ning hooldustööd.
• Tarkad päikesepaistvalgustid: alguses kõrgem seadme hind; seejärel on vaja vahetada ühte või kahte akut ning hooldustöid tehakse vaid vajadusel.

Kostnädsed sõltuvad kaevamistavast ning elektrihindadest – seetõttu esitame hinnad mõlemale variantile iga projekti kohta, ega väida, et päikeseenergia alati on parim valik. Päikeseenergia on alati parem valik seetõttu, et see ei põhjusta kahjustusi olemasolevatele maastikele, ei nõua käitamiskulusid ega seosta end võrgu katkestustega. Keskkonna- ning sotsiaalsed eelised tulenevad samadest põhimõtetest: nullilised käitamiskulud, puudub vajadus kaevata pargi juurvööndides ning valgustus on saadaval seal, kus võrgu laiendamine poleks majanduslikult otstarbekas.

Kasutajakogemus: mida inimesed tegelikult märkavad Mitmed valgustusrežiimid võimaldavad ühel seadmel teenindada erinevaid olukordi – täisvõimsus ürituste öödel, tavaline režiim tööpäevadel ning liikumistajastatud režiim hilistel tundidel. Andurid tuvastavad jalakäijate ning sõidukite liikumise, seega valgusintensiivsus kohandub tegelikule kasutusele, mitte fikseeritud ajakavale. Integreerimine linnahaldusplatvormidega võimaldab kogu pargi valgustust ühest juhtpaneelist hallata. Kontrollliides, mida hooldajad saavad kasutada, on palju olulisem kui mis tahes tehniline kirjeldus ütleb – kõige keerukam valgustusrežiim on kasutu, kui keegi seda ei saa muuta.

Kuidas valida tarka päikesepaistelist valgustit

Valikukriteeriumid, mida me järgime, on järgmised:

1. Täielik energiahaldussüsteem – mitte lihtsalt päikeselamp koos taimeriga. Küsige, mida kontroller mõõdab ning mida see mõõtmistega teeb. Kui vastus on „see lülitub hämaruse ajal sisse“, otsige edasi.
2. Komponentide kvaliteet ning tõendus sellest. Paneeli muundamise efektiivsus, akude eluiga ning temperatuurikohandusvõime, LED-lampide efektiivsus ning optiline disain – kõik need peavad olema dokumenteeritud, mitte lihtsalt kirjeldatud sõnadega.

3 Spetsifikatsioon, mis vastab paigalduspaigale. Kliima, varjutus ning valgustustase määravad valiku. Kataloogis olev toode, mida valitakse ilma paikauuringuta, on riskantne valik. 4 Kaugjälgimine. See muudab hooldustööd planeeritud sõidukitevisiididest erandipõhiseks reageerimiseks – just siit tulenevad tegelikud kokkuhoided kogu toote eluea jooksul. 5 Usaldusväärsus ning pikaajalised kokkuhoided. Päikesepaistelis on pikaajaline infrastruktuurioskus. Odav toode, mis rikkeb juba kolmandal aastal, maksab rohkem kui õige toode juba esimesel päeval.

Tarnijate kohta: projektipersonaloinfot teie piirkonna kliimatingimustes, pärastmüügiteeninduse kohustused, teadus- ja arendusvõime ning valmisolek edastada testiraporteid. Tarnija, kes ei jaga testandmeid, annab teile teatud vihjeid.

Kiired vastused

Kui kaua kestavad nutikad päikeselambid? Lambipõhid ning LED-lambid töötavad 10+ aastat; akku on kuluvoska. LiFePO4-akud, mida kasutatakse igapäevases töös, tuleb tavaliselt vahetada umbes 6.–8. aastal – kuumemates kliimatingimustes juba varem. Arvake ühte–kahe akupaketi vahetamist aastakümne jooksul.

Kas need töötavad talvel või pilvisel ilmal? Jah, kui need on dimensioneeritud vastavalt halvimatele päikesepaistmise tingimustele, mitte keskmistele. Täiustatud juhtsüsteemid vähendavad valgusintensiiti, et pikendada akulaeke; lambi valgus jääb sellest hoolimata põlema, ainult on see nõrgem. Süsteemid, mis on dimensioneeritud keskmistele tingimustele, ebaõnnestuvad just sellistes olukordades.

Mida „nutikas“ lisab tavalisele päikeselambile? Mõõtmistööd ning kohandusvõimalused: valgusintensiivi reguleerimine, akukaitse, energiaprognoseerimine ning kauged veateavitused. Valgusintensiivsus on sama; erinevus on selles, et lambi valgus on olemas ka halvematel öödel.

Mida see leht ei käsitle

See leht käsitleb nutikat päikesepaistevägivalgustust parkkides, radadel ning kõnditeedel – süsteeme, mis toimivad alalisvoolu (DC) ja kasutavad akusid. Siin ei käsitleta vägivalgustust, mis on ühendatud elektrivõrguga, kõrgetel mastidel asuvat valgustust ega turvavalgustust koos kaameratega. Konkreetse paika modelleerimiseks alustage meie valgustusdisaini tööriistaga või energiabilanssikalkulaatoriga; akude käitumise temperatuurilise mõju kohta leiate teavet meie akumooli keskkonnatemperatuuri juhendist. Täielikud lahendused: meie kõik-ühes päikesepaistevägivalgustussüsteemid.