Päikeseteenindus reklaamtahvlite jaoks: Kuidas me selle mõõdame

Alustage energiatarvetest, mitte päikesepaistumisest

Enamik ostjaid alustab küsimusega „Kui palju paneele me vajame?“ Me aga esitame kaks küsimust: kui palju vatti näitaja tarbib ning mitu tundi öösel see töötab?

Staatiline reklaamtahvel, mida valgustavad LED-valgustid, nõuab vähese energiat – tavaliselt mõni sada vatti suureformaadilise tahvli puhul. Siiski tuleks energiatarve võtta otse näitaja tootja andmetest, mitte järgida üldisi reegleid. Digitaalne reklaamtahvel, mille ekraan liigub, nõuab aga märkimisväärselt rohkem energiat ning töötab ööpäevaringselt. Kui mõõtmed arvutatakse valesti, on hinnangud oluliselt ebatäpsed.

Tööcyklus on sama oluline kui võimsus. Ainult valgustuslevitavad reklaampannid töötavad hämarantundist kuni koidutunnini – või hämarantundist kuni keskööni, juhul kui kohalik seadus määrab piiranguid valgustustundide arvule; digitaalsed ekraanid aga töötavad 24 tundi päevas. Päevane energiatarve (määratletud kilovattitundides, kWh) saadakse võimsuse korrutamisega tööaegade arvuga. Kõik edasised otsused sõltuvad just sellest numbrist.

Kolm numbrit määravad süsteemi toimimise

Kui päevane energiatarve on määratletud, siis suuruse valik sõltub kolmest parameetrist:

1. Akun autonoomia – päevien määrä: Me lähtume vaikimisi 3 päevade säilitatud energiast ennekui akku on tühi, mida kehtib enimmistel marktidele. Monsoonipiirkondade või troopiliste paikade puhul on see 5 päeva, kus pilvade olemasolu on tavapärane. See on meie insenerinorm, mitte kodeksinähtus. Ostja, kes nõuab ainult 1 päeva autonoomiat, jääb ilma suurema akukapaciteta ning peab kompromisse tegema ekraani tööaja ja akun käitumise vahel.

1. Kasutatav akukapacitet: Võtke energiavajadus autonoomia ajavahemiku jooksul ning jagage selle kasutatava tühjenemisvõime (DoD – Depth of Discharge) väärtusega. Kasutades LiFePO4 (liitium-raua-fosfaat) akumulle, kavandame me akusid nii, et nende kasutatav tühjenemisvõime oleks umbes 80% – see on konservatiivne arvutus, mis võtab arvesse akumuliidi keemilisi omadusi ning võimalikku kapacitetti vähenemist aja jooksul.

1. Paneeli võimsus: Jagage päevane energiavajadus paikan päikesevalguse tippaegade arvuga ning lisage 25–35% reaalseks energiakaduks: akumuliidi temperatuuri, saastumise, juhtmete, kontrolleri ning muundusseadme efektiivsuse tõttu.

Siin on näide arvutust, kasutades ümardatud numbreid, et aritmeetika oleks lihtne mõista. Tegemist on illustratiivse näitega, mitte täpse hinnanguga.

Kuvain: Kuus 120 W LED-valgustit, johtuvad öösel 10 tundi → 7,2 kWh päevas. Akku: 7,2 kWh × 3 päeva ÷ 0,8 (akumulaatori töövõime kadu) → Akumulaatorin maht on 27 kWh. Paneelid: 7,2 kWh ÷ 4,5 tipppäikesetundi ≈ 1,6 kW minimaalne vajalik võimsus; arvestades 30% energiakadu, on vajalik 2,1 kW. Me valmistame seetõttu kuus 400 W paneele (kokku 2,4 kW).

Kontroller: Kontroller ühendab kõik komponendid omavahel. Kui pingevahemik paneeli ning akku ületab umbes 1,5, kasutame MPPT-kontrollerit (Maximum Power Point Tracking); alla selle väärtuse puhul on PWM (Pulse Width Modulation) tehniliselt optimaalne valik. Meie kontrolleri suuruse arvutusriist arvutab vajaliku kontrolleri suuruse teie andmete põhjal, ning energiatasakaalu arvutusriist hoolitseb päevase tootmise arvutamise eest.

Viis funktsionaalset bloki ning nende nõuded: Päikesepaneelide süsteem koosneb viiest funktsionaalsest blokist: paneelidest, akust, kontrollerist, kuvarist ning juhtimissüsteemist. Loendis mainitakse nende nimesid, kuid ei ole täpsustatud, millised nõuded neil blokkidel on, et nad suudaksid 15 aastat kestada kas maanteekäigul või katusel.

Moodulid: Monokristallilised ränipaneelid omavad kõrgeimat muundamistehastust ruutmeetri kohta, mis on oluline siis, kui paneelide paigaldusala on piiratud. Kalle, mis vastab paikka asuva latitudinale, maksimeerib aastast tootmist; tsüklonipiirkondades piirame kallat ning lisame selle asemel uusi rida, kuna kalle mõjutab ka paneelide „luuendusvõimet“ (st nende võimet toota energiat). Saastus on peitunud kaotus – maanteede tolm võib aastase tootmise määra mõne protsendi võrra vähendada, ning puhastustööd maksavad vähem kui lisapaneelide hinnad, mida saastus sunniks ostma.

Akku: LiFePO4 on meie valik reklaamtahvlite jaoks: see omab pikka kasutusiga, vajab vähe hooldust ning selle termiline käitumine on palju mõõdukam kui vanemate liitiumakude puhul. Akupuhastussüsteem (BMS) tasakaalustab akusid ning peatab laadimise, kui temperatuur ületab lubatud piire. Varuvõimsus on loodud pideva vihmase ilmaga olukordadeks ning ei ole lisatud hiljem; ka akukorpuse soojusjuhtimine on vajalik kuumades kliimapiirkondades, kus katusele paigaldatud akud suvel võivad ulatuda temperatuurini kuni 45 °C.

Kontroller: See reguleerib laadimist ning kaitseb akut. Paigalda see ventileeritud, varjutatud ruumi – kõige sagedasem viga on see, kui kontroller sulab kokku suletud korpuses, mis asub lõunapoolsele seinale.

Kuvar ning juhtimine: Hämarusest koidutuleni toimiv valgusandur lülitab valgustusseadmed automaatselt sisse/välja; hämaruse tugevus reguleerib ekraani heledust vastavalt kellaajale ning ümbritsevale valgusele. Kaugjälgimine edastab süsteemi oleku mobiilivõrgu kaudu, ning veateated jõuavad hooldusmeeskonnani enne, kui see juba ilmneb füüsiliselt. Digitaalsete ekraanide puhul sama kanal edastab ka andmeid, mille abil operaator saab teada, et ekraan läks välja tööle 02:10, mitte alles järgmisel päeval kohapealse kontrolli ajal.

Struktuur ning paik – see osa jääb ostjatelt tähelepanuta

Reklaampann on omamoodi „purjekile“: nii paneelide massiiv kui ka ekraanipind püüavad tuult kinni. Kinnitusklammer on struktuuriline element, mille hinnang tehakse alles insenerihinnangute käigus.

Tuulikoormus esikohal, vastupidavus teisel kohal. Sulundite disain peab vastu pidama nii paneelide kui ka display-dekoraativenuste tuulikoormusele; meie projektide puhul on just see aspekt, mis hävitab muidu hyvad ökonoomilised arvutused, kui see avastatakse liiga hilja. Korrosioonikaitse on samuti oluline – rannikualadel ning maanteedel on nähtav soola ning jäätõrjevedelikke, seega valime vaikimisi kuumvedelisgalvaniseeritud terasest sulundid, millele on lisatud pinnakate.

Maandus ning välguvastus. Reklaamstruktuurid on kõrged ning avatud ilmastikule, seega nõuab nende korrektne maanduskindlus kaitset nende sisalduvate elektronikaseadmete eest. Meie kogemuste põhjal on see esimene punkt, mida odavatest hinnakutsetest välja jäetakse, ning samuti esimene asi, mis rikub toimimise ära äikesetormi hooajal.

Sissetungikaitse. Ühenduskarbid, kontrollerid ning pistikud on väljaspool hooneid kasutuses 15 aastat – me aktsepteerime vähemalt IP65-tasemel kaitset; mida vähem, seda suurem on vajadus hooldusteenuste järele.

Varjutus. Uus hoone, puudirida või reklaampanni enda mast võivad tundide kaupa varjutada osa paneelide pindadest. Enne terase tellimist tuleb läbi viia varjutusanalüüs; meie varjutusanalüüsitööriist aitab hinnata varjutuse mõju erinevate aastaaegade jooksul.

Liigavaru ja hooldus: Olulised komponendid (kontroller, BMS, sensord) on varuina säilitatud mitme plokkinäitajaga paikades, sest kontrolleri rike kaugel asuvas teepaigas tähendab tervet veoautot vahetamist – mitte lihtsalt selle asendamist. Kaks korda aastas tehakse inspektionid, mille käigus kontrollitakse ühendusi, pöördemomента, saastumist ning akude seisundit. Just need inspektionid aitavad tagada, et seade säilitaks oma 15-aastase kasutusiga.

Kaupungikeskused digitaalsed reklaamtaulud: solaarenergia koos elektrivõrguga on parem valik kui ainult solaarenergia

Kaupungis, kus digitaalne reklaamtaulu peab töötama 24 tundi päevas, muutub puhas, võrgust eraldatud solaarenergia kiiresti kulukaks – päikesepaneelide pindala, vajalik pideva toimimise jaoks, konkureerib olemasoleva katusepindaga, ning iga torm on risk reklaamikassudele. Soovitatav lahendus kaupungikeskkondadele on hübriidversioon, mis on ühendatud elektrivõrguga. Päikesepaneelid katavad päevaseid energiavajadusi ning tasakaalustavad elektrivõrgust ostetav energiat; akud toetavad taulu toimimist ka katkestuste ajal, ning võrguühendus tagab, et reklaamtaulu ekraan ei jää kunagi pimedaks. Pime digitaalne reklaamtaulu tähendab kaotatud reklaamikasseid. Võrguühendus on seega odav kindlustus just selliste katkestuste vastu.

Kaugemal asuvates maanteepunktides on olukord vastupidine – võrgu laiendamine võib nendes kohtades maksma minna rohkem kui päikesepaneelisüsteemi omakorda; seega on võrgust eraldatud versioon juba majanduslikult parem valik. Sama põhimõtet võib rakendada ka bussipeitustele, lennujaamade esiplatvormidele ning bensiinijaamade katusele: väikesed energiavajadused, päikeseline paik ning puuduv vajadus elektrivõrgu toetuse järele.

Kus sobivad päikesepaneelidega reklaamtaulud?

Täiendav selgitus: “Application map” viitab paikadele, kuhu päikesepaneelid paigaldatakse – näiteks linnade, lennujaamade, bussipeatuskohtade jne. “Highway billboards” on suured reklaampaneeleid, paiknevad kaugeis, päikeselisemates paikades, kus elektrivõrgu ulatamine on kulukas. Seetõttu on päikesepaneelid nendes kohtades eriti kasulikud. Bussipeatuskohtade puhul on nõutav väike energiatarve ning piiratud ruum, mistä tähendab, et päikesepaneelid peavad olema kompaktseid ning integreeritud disainidega. Lennujaamades ning transpordikeskustes on lisaks energiavajadusele ka nõue usaldusväärsusele; suured katusealad pakuvad sobivat paika päikesepaneelide paigaldamiseks. Kütusejaamades, mugavuskauplustes, vaatamisväärses maastikus, staadionides ning ürituspaikades on olukord sarnane: väike energiatarve ning palju päikest. Igal juhul kasutatakse sama suurustemääramismeetodit – ainult energiatarve muutub sõltuvalt paigast.

Käesoleva teksti kokkuvõte: Päikesepaneelid säästavad energiat erinevates paikades, kuid nende kasulikkus sõltub konkreetsetest tingimustest. Näiteks lennujaamades on lisaks energiasäästele ka nõue usaldusväärsusele, samas kui bussipeatuskohtades on energiatarve väike ning ruum piiratud. Tekst selgitab ka, miks päikesepaneelid on eriti kasulikud kaugeis, päikeselisemates paikades, kus elektrivõrgu ulatamine on kulukas.

Elektricitet ning ühendustasud: Päikeseelektrisüsteem vähendab või kõrvaldab vajaduse elektrit osta võrgustikust valgustuse tarbeks ning säästab seeläbi ka kaevamis- ning transformaatorikulusid eraldatud paikades. Maanteepiirkondades, mis asuvad 20 km kaugusel lähimast elektrivõrgu pistikust, võivad ühendustasud ületada isegi kogu päikeseelektrisüsteemi hinna. Süsinik: Iga kilovatt-tund (kWh), mida päikeseelektrisüsteem toodab, tähendab, et sama energiat ei ole toodetud võrgustikust ega diiselmootoriga generaatoritest. Kui baasvariantiks on diiselmootoriga generaator, siis meie võrdlus diiseli- ning päikeseelektrisüsteemide CO2-heitmete osas näitab, kui palju süsinikku säästetakse. Paikade häirimine: Päikeseelektrisüsteem ei vaja kaevamist, transformaatoripaiku ega kaableid. Päikesepaneelid ning akud asuvad otse konstruktsioonil endal – see on eriti oluline kaunilistel radadel ning keskkonnas tundlike alade lähedal, kus võrguühenduse loomine nõuaks eraldi lubade hankimist. Tulude kaitse: Äriettevõttele on katkematu tööaeg olulisem kui energiakulu, mida see säästab. Päikeseelektrisüsteem koos akupaatide abil tagab ka parema energiataseme.

Tagasipalkamine sõltub ühest võrdlusest: võrgu laiendamise kulud pluss 15 aasta elektrikulu versus päikesesüsteemi paigaldamise kulud. Kui võrk on lähedal ja elekteri hind on odav, siis see võrdlus muutub väiksemaks ning põhjenduseks tuleb kasutada ka süsinikutekitamise aspekti; poliitiline tugi, süsinikukaubanduse tulud ning roheliste sertifikaatide aukud reklaamrajatiste puhul on olulised faktorid, mis mõjutavad otsustust. Kui võrk on kaugel, siis päikeseelekter võidab tavaliselt kindlalt. Meie majandusanalüüsi kalkulaator teeb selle võrdluse vastavalt teie tarifitele ning investeerimiskuludele.

Me keelame ostjatel projektid kolmes olukorras: kui on vaja 24-tunnist digitaalset näitikut paigal, kus päikesevalgus on nõrk ning puudub võrguvaru; kui varjutus on selline, mida ei saa tehniliselt kõrvaldada; ning kui tuulekoormuse aspekt pole kvalifitseeritud struktuurinseneri poolt heaks kiidetud. Esimesed kaks põhjusid on majanduslikud, kolmas on seotud ohutusega.

Mida see leht ei käsitle

(What this page does not cover…)

See leht käsitleb fotovoltailist energiavarustust reklaamtahvlite jaoks – koormus, säilitus, energiatootmine, konstruktsioon ning juhtimine. Se ei hõlma reklaamtahvlite hankimist, valgustusaja-lubade saamist, maakirjastuse tingimusi ega akude taaskasutuse logistikat, ega asenda ka spetsiifilist konstruktsioonikalkulatsiooni. Saatke meile reklaamtahvli andmed ning paikkoordinaadid, ning me teeme koos teiega vajalikud mõõtmised. Seoses paikade ümbruse valgustusega (parkimisalad, sissesõiduteed, perimeetrid) toimivad meie kõikehõlmavad päikesevalgustuslatid samas inseneriprotsessis, ainult väiksemas mastaabis.