Valtotyyppi muutmine AC-lt DC-valtotüübiks tänavavalgustuse jaoks
-- Insenerijuhend
Valtotyyppi muutmine AC-lt DC-valtotüübiks tänavavalgustuse jaoks: Insenerijuhend
Valtotyyppi muutmine AC-lt DC-valtotüübiks tänavavalgustuse jaoks tähendab arhitektuurilist muutust, mitte komponentide vahetamist. Alguine versioon selle lehekülje sisaldas teavet elektritehnika kontekstis – kasutati näiteks läätseid, filtreid ning invertere. Tööpäeval on olulisem teha järeldus, et tänavavalgustusüsteem loobutab võrguvarustusest ning asendab selle iseseisvate DC-väljunditega igas valgustuspostis. See juhend selgitab, mida see muutus hõlmab, millistel paikadel see on asjakohane ning millised on selle majanduslikud aspektid.
Mida muutus tegelikult hõlmab
AC-tänavavalgustussüsteem koosneb kolmest osast: võrguvarustusest, juhtimisseadmetest (näiteks draiverist või ballastist) ning valgustusseadmest. DC-tänavavalgustus asendab kõik kolm osa. Päikesepaneel toodab otse DC-voolu; laadimiskontroller reguleerib voolu liitiumraudfosfaatakummi (LiFePO4) akusse – just seda ainet kasutame, sest see talub korduvat laadimist ning säilitab oma võimsuse palju kauem kui pliihappeakumid samas töökoormuses. LED-valgustusseade toimib akust. Selles ahelas pole vaja ühtegi läätset.
Originaalsele leheküljel olev selgitus korrektori- ja filtrejärjestuse kohta käsitleb võrku toetatud AC/DC-toiteallikat. See riistvara täidab ainult üht ülesannet valgustussüsteemides – see toidab DC-voolu nõudvaid seadmeid, nagu turvakaamerad, infodispleidid või kommunikatsioonimoodulid, otse AC-vooluringist, ilma vahelise akuta. Kui see on teie kasutusjuhtum, vajate korrektorit – mitte päikesesüsteemi.
Neli probleemi, mis ajendavad neid moderniseringuid
Enamik päringuid moderniseringute kohta, mida saame, tuleneb ühest neljast olemasoleva AC-vooluringi probleemist. Need probleemid ei ole kõik võrdselt tõsised, ning enne raha kulutamist on kasulik neid järjestada.
– Vananenud valgustusseadmed ning nõrk valgusintensitet: Vanad, kõrgrõhulise naatriumi-põhised või esimese põlvkonna LED-valgustusseadmed ei vasta enam tänapäevastele valgustusstandarditele. DC-põhised LED-valgustusseadmed võivad valgusintensiteeti parandada, kuid enne ostu on esmalt oluline teha valgustusarvutused vastavalt sõiduteele (Euroopas EN 13201, Põhja-Ameerikas IES-juhised). – Keerulised, dokumenteerimata elektrisüsteemid: Kui erinevad töövõtted paigaldasid elektrijuhtmed erinevatel aastakümnetel, võib rikke leidmine sageli maksma minna rohkem kui see energiat, mida see säästab. Iseseisvad päikesepaneelid kõrvaldavad täielikult selle jadavalgustussüsteemi – ühe poli rike ei mõjuta teisi seadmeid. – Sageli vahetatavad lambipirnid: Erinevad mudelid ning mitteühilduvad draiverid muudavad 20-minutilise vahetuse keeruliseks hankimisprotsessiks. Standardiseerimine ühele DC-valgustusseadmete perekonnale koos sobivate draiveritega lahendab selle probleemi. See on pigem hankimislik lahendus kui tehnoloogiline. – Taimer- või manuaalne juhtimine: Fototuumad ning ajapõhine juhtimine on standardiks igas meie valmistatud DC-valgustusseadmes. See on kõigist neljast probleemist kõige väiksem ning ei tohiks iseenesest olla põhjusks otsustele teha.
Kus muutmine on asjakohast – ja kus ei ole
Esimese asjana, mida me nõuame renovatsiooniküsimuste korral, on poldi ülevaatus koos varjutusfotografiatega ning tarifiteavet. Nende kahe andme põhjal teeme valgustusarvutuse ning autonoomiarvutuse. Kasutame järgmist otsustustabeli:
| Kriteerium | Kas DC-päikeseenergia on asjakohane | Jääme AC-süsteemile |
|---|---|---|
| Võrguühendus | Puudub või kaevamistööd on suurim projektikulu | Olemas poldil; tarif on madal |
| Poldi varjutus | Hallatav või lahendatav kaugse paneeli abil | Tugev puu- või taimekatte – lahenda esmalt varjutusprobleemi (vaata meie varjutusjuhendit) |
| Poldi seisund | Hea või uuesti kasutatav pärast koormuskontrolli | Poldid on kasutuselõpus; uued poldid on vajalikud mõlemal juhul |
| Valgustustase | Teede/parkide nõuded täidetakse 20–100 W DC-valgustuse abil | Kõrgeid maste või väga laiade teede puhul on DC-valgustused ebamajanduslikud |
Sait, millel on juba olemas växelduvvooluvarustus, helipostid ning madalad tarifid, võib siiski olla väärt uuendamist – parema valgustusseadme abil, mitte päikeseenergia abil. Selline otsus tähendab, et me kaotame sellelt saitilt tellimuse, kuid säästame kliendile kümme aastat aega, mida kulutataks akude vahetamisele.
Tüüpilised parameetrid iseseisva alalisvooluvalgustussüsteemi jaoks
Alltoodud vahemikud on meie tootevaldkonna tüüpilised näitajad, mitte hinnapakkumised. Lõplik valik sõltub valgustus- ning autonoomsusearvutustest:
| Parameeter | Tüüpiline vahemik | Märkused |
|---|---|---|
| Süsteemipinge | 12 V või 24 V DC | 24 V on soovitatav pikemate kaablite puhul (üle 15 m) või suuremate koormuste puhul (üle 60 W) |
| LED-valgustuse koormus | 20–60 W (käiguteedel), 30–100 W (teedel) | Määratakse valgustusarvutuse põhjal, mitte vana lambi võimsuse järgi |
| PV-moodul | 60–150 W (kõik-ühes-moodulid); 100–400 W (eraldi moodulid) | Eraldiseisvad süsteemid võimaldavad panele paigutada varjutusest eemal |
| Akku | 30–100 Ah LiFePO4, 12 V | Mõõdetud nii, et akku kestaks 3–5 ööd ilma päikesevalguseta koos määratud koormuse juures |
| Laadimiskontroller | MPPT, 10–20 A | MPPT-laadimiskontroller tasub end ära, kui paneeli maksimaalvoolupinge (Vmp) on kõrgem kui akupinge |
Voltagesänkunenorm, mida algne tekst väljäjättää
Algne väide on, et alalisvoolu (DC) edastamine kaotab vähem energiat kui vahelduvvoolu (AC). See on tõsi – alalisvooluringis puuduvad transformaatorid ning reaktiivkaotused – kuid selle väite kehtivus sõltub eeltingimusest, mida algne tekst ei maini: 12 V pinge korral on vool tugev, ning vaski kaotused suurenevad voolutugevuse ruuduga. 60 W võimsusega koormus 12 V pinge all tarbib 5 A voolu. Kui see 5 A vool saadetakse läbi 30 meetri pikkuse, alakvaliteedilise kaabli, siis valgusti nähtavalt hämeneb.
Järgneb arvutuslik näide, kasutades standardset vaski takistusastet: 5 A vool 30 meetri pikkusel kaabli (kokku 60 meetrit) 4 mm² läbimõõduga kaabliga põhjustab umbes 1,3 V pingevähänkumist – mis on umbes 11% 12 V pinge süsteemist – ning see on piisav, et viia valgustuse komponentide töökorralisuse piirini. Need reeglid rakendame igale väitele, mida esitame.
- Hoidke 12 V-alaste kaabellähtekohade vahed alla umbes 15 meetri, või muutke süsteemi 24 V-voltiks.
- Arvutage kaabellaihinäitajate põhjal voolulanguse enne kaabli tellimist, mitte pärast seda.
- Kasutage MPPT-tehnoloogiat, kui kaabellähtekohad on pikad – see võimaldab paneelil töötada kõrgemal pingel ning vähendab voolu kaablis. Meie kontrollerite suuruse arvutusvahend teeb selle arvutuse antud paneeli, akku ning kaabellaihe pikkuse põhjal.
Kui teil on tegelikult vaja inverterit (DC → AC)
Mõned uuendused nõuavad voolu vahetust (DC → AC) paigal, kus kaabelid ulatuvad poole kuni taulani – näiteks kaamera, ekraan või andur, millel on AC-adapter. Sel juhul lisate inverteri akku ning koormuse vahel; see reguleerib väljundsignaali sagedust ning pinget vastavalt algse juhise nõuetele. Meie ehitusjuhised sisaldavad kolme olulist reeglit.
Puhas sinusiviiva elektronikakäyttöks. Muudetud ruutvormis invertorid võivad häirida mõningaid draivereid ning lülitusrežiimis töötavaid toitejaid. Suurus peab vastama pidevale koormusele, mitte tippkoormusele. Inverter, mis on mõeldud koormusele, mida see kunagi ei koge, on raha raiskamine tühjade energiakadude peale. Arvestage tühja töötluse ajal kuluvat energiat. 200 W võimsusega inverter, mis tarbib 5–10 W energiat ilma koormuseta, võib öö jooksul tühjendada väikese akumulaatori. Tihedalt dimensioneeritud autonoomses süsteemis on just see tühja töötluse ajal kuluv energia see, mis määrab, kas süsteem töötab 3 või 4 ööd.
Vastuvõetavaks eeliseks vahelduvvoolu (AC) kasutamiseks on võimalus selle edastada pika vahemaaga kõrge pingega – see on aga ebaoluline juhul, kui on olemas stabiilne elektrivõrk. Kui juba olemas on stabiilne elektrivõrk, on parem vahelduvvoolu seadmeid otse sellele ühendada, sest see vähendab nii akumulaatori energiakadusid kui ka ümberlennu energiakadusid.
Aus majanduslik analüüs
Kolm erinevat varianti on võimalik kasutada, kuid igaüks neist eeldab teatud tingimusi…
– Ei ole kuukausittain elektriarve valgustuse jaoks. See kehtib eraldiseisva DC-seadme puhul. Vastav reserv on akupackide asendamiseks: LiFePO4-akupakid, mida kasutatakse välitingimustes, tuleb tavaliselt asendada 5.–8. aastal, sõltuvalt kliimast ning laadimise ulatusest. Arvata seda käituskuluna, mitte üllatusena. – Sääst võrreldes AC-valgustuse kasutamisega sõltub tarifist ning maandumistöödest. Kui elektrivõrk ulatub postini ning maandumistöid ei ole vaja, tasub end välja seadme kasutamine rohkem kui kümme aastat. Kui alternatiiviks on 300 meetri pikkuse asfalttee läbimurdmine, on päikeseseade kiiresti parem valik. Ärge annake mõlema variandi kohta hinnangut ilma tarifi ning kaabiliidu teabeeta. – Eluea väited vajavad samat lähenemist. DC-LED-seadmed kestavad kauem kui AC-naatriumvalgustid, peamiselt seetõttu, et LED-lambid lagunevad aeglaselt; eluea piiramisele mõjutavad aga draiver ning aku – mõlemad on asendatavad komponendid, mitte hermeetiliselt suletud seadmed.
Mida see leht ei käsitle
(What this page does not cover…)
See leht käsitleb DC-arhitektuuri teede- ja parkivalgustuse uuendustööde jaoks. Se ei hõlma võrguga ühendatud PV-invertere, hübriidtänavavalgustusi koos AC-varuväljundiga, telekommunikatsioonirakendusi (–48 V-taseme alalisvoolu muundureid) ega tööstuslikke UPS-süsteeme. Konkreetse uuendustöö suuruse määramiseks alustage kontrolleri suuruse arvutusvahendiga; riistvara nägemiseks sirvige kõikehõlmavat päikesetänavavalgustussarjat. Kui teie paigal on tegelik probleem varjus, mitte AC-varuväljundis, on meie eraldi paneelide paigaldusmeetod tavaliselt odavam lahendus. Lisateavet kontrollerite toimimise kohta leiate artiklist MPPT vs PWM: kuidas valida.