Alimentation solaire pour panneaux d'affichage: comment nous la dimensionnons

Commencez avec la charge, pas le soleil

La plupart des acheteurs ouvrent avec "combien de panneaux avons-nous besoin?" Nous ouvrons avec deux questions à la place: combien de watts l'écran consomme-t-il et combien d'heures par nuit fonctionne-t-il?

Un panneau d'affichage statique éclairé par des projecteurs LED est une charge modeste, généralement quelques centaines de watts pour un visage grand format, bien que vous devriez prendre le nombre de la fiche technique du fournisseur d'affichage plutôt que d'une règle empirique. Un panneau d'affichage numérique en mouvement complet est une machine différente: plusieurs kilowatts, fonctionnant 24 heures sur 24 plutôt que seulement la nuit. Taille à la fois sur la même hypothèse et la citation est erronée par une large marge.

Le cycle de service compte autant que la puissance en watts. Les panneaux d'affichage à éclairage uniquement fonctionnent du crépuscule à l'aube ou du crépuscule à minuit, où une ordonnance locale limite les heures d'éclairage; les écrans numériques fonctionnent 24 heures sur 24. L'énergie quotidienne, en kWh, est en watts multipliés par heures. Chaque décision ultérieure dépend de ce seul nombre.

Trois nombres décident du système

Une fois que l'énergie quotidienne est fixée, le dimensionnement se résume à trois entrées:

1. Autonomie de la batterie, en jours. Nous utilisons par défaut 3 jours d'énergie stockée pour la plupart des marchés et 5 pour les sites de mousson ou tropicaux où plusieurs jours de couvert sont courants. C'est notre règle d'ingénierie, pas une exigence de code. Un acheteur qui insiste sur 1 jour pour économiser des dépenses d'investissement échange le temps de disponibilité de l'affichage pour une batterie plus petite.
2. Capacité utilisable de la batterie. Prenez l'énergie nécessaire à travers la fenêtre d'autonomie et divisez-la par la profondeur de décharge utilisable (DoD). Avec les cellules LiFePO4 (phosphate de fer au lithium), nous concevons environ 80% DoD, conservateur pour la chimie et laissant la marge de progression pour la capacité s'estompe.
3. Puissance du panneau. Divisez l'énergie quotidienne par les heures de pointe d'ensoleillement du site, puis ajoutez 25 à 35% pour les pertes réelles: température de la cellule, salissure, câblage, contrôleur et efficacité de conversion.

Un exemple travaillé avec des nombres ronds, de sorte que l'arithmétique est facile à suivre.Ceci est illustratif, pas une citation:

• Affichage: six projecteurs LED de 120 W fonctionnant 10 heures par nuit → 7,2 kWh par jour.
• Batterie: 7,2 kWh × 3 jours ÷ 0,8 DoD → une banque de 27 kWh.
• Panels: 7,2 kWh ÷ 4,5 heures de pointe d'ensoleillement ≈ 1,6 kW minimum; avec une perte de 30%, environ 2,1 kW, que nous construirions en six modules de 400 W (2,4 kW au total).

Le contrôleur lie la chaîne ensemble. Lorsque le rapport de tension panneau/batterie dépasse environ 1,5, nous spécifions un contrôleur MPPT (suivi du point de puissance maximale); en dessous, PWM est la réponse d'ingénierie honnête. Notre calculateur de taille du contrôleur exécute cette logique avec vos chiffres, et le calculateur de bilan énergétique couvre le côté de la génération quotidienne.

Les cinq parties, et ce que chacun doit survivre

Un système de panneau d'affichage solaire a cinq blocs fonctionnels, et le brief original sur cette page les énumère correctement: modules, batterie, contrôleur, l'écran lui-même et le système de contrôle.Ce que la liste ne dit pas, c'est ce que chaque bloc doit survivre pendant 15 ans sur une autoroute ou un toit.

Modules. Les panneaux de silicium monocristallin offrent la plus grande efficacité de conversion par mètre carré, ce qui est important lorsque le tableau est en concurrence avec la face du panneau d'affichage pour la surface de montage. Tilt près de la latitude du site maximise le rendement annuel; dans les régions cycloniques, nous plafonnons l'inclinaison et ajoutons des rangées à la place, car l'inclinaison est également la zone de voile. La poussière des routes peut réduire de quelques pour cent la production annuelle en quelques semaines, et un programme de nettoyage coûte moins cher que les panneaux supplémentaires que la saleté vous obligerait à acheter.

Batterie. LiFePO4 est notre stockage par défaut pour les panneaux d'affichage: durée de vie élevée, aucun entretien et un profil d'emballement thermique beaucoup plus domptable que les anciens produits chimiques au lithium. Le système de gestion de la batterie (BMS) équilibre les cellules et coupe la charge aux limites de température. La capacité de réserve pour un temps pluvieux continu est conçue, et non boulonnée, et l'enceinte nécessite une gestion thermique dans les climats chauds où les berges montées sur le toit peuvent dépasser 45 ° C en été.

Contrôleur. Il régule la charge et protège la batterie. Montez-le dans une enceinte ventilée et ombragée; la défaillance que nous voyons le plus souvent est un contrôleur cuit à l'intérieur d'une boîte scellée sur un mur orienté au sud.

Affichage et contrôle. Un capteur de lumière du crépuscule à l'aube commute automatiquement l'éclairage, la gradation ajuste la luminosité à l'heure et à la lumière ambiante, la surveillance à distance rapporte l'état du système sur le réseau cellulaire et les alarmes de défaut atteignent l'équipe de maintenance avant un panneau d'affichage sombre. Pour les écrans numériques, le même canal transporte la télémétrie du contenu, c'est ainsi qu 'un opérateur apprend que l'écran est devenu sombre à 02: 10 plutôt que lors de la visite du matin.

Structure et site: la partie que les acheteurs sautent

Le panneau d'affichage et la face de l'affichage attrapent le vent, et le support est l'élément structurel que personne ne prix jusqu'à l'examen technique.

• La charge de vent d'abord, le rendement en second. La conception de support doit supporter la charge de vent du réseau et de l'écran; dans nos projets, c'est l'élément de ligne qui tue autrement une bonne économie lorsqu 'elle est découverte tardivement. Protection contre la corrosion le long: les sites côtiers et autoroutiers voient du sel et des pulvérisations de dégivrage, et les supports en acier galvanisé à chaud avec une couche de finition sont notre défaut, pas une vente incisive.
• La mise à la terre et la foudre. Les structures publicitaires sont hautes et exposées, et une conception de mise à la terre appropriée protège l'électronique derrière elles. Dans notre expérience, c'est le premier élément coupé des devis bon marché et le premier élément qui échoue pendant une saison d'orage.
• Protection contre les entrées. Les boîtes de jonction, les contrôleurs et les connecteurs vivent à l'extérieur pendant 15 ans. IP65 est le plancher que nous acceptons; tout ce qui est moins est un contrat de maintenance.
• Ombrage. Un nouveau bâtiment, une rangée d'arbres ou le mât du panneau d'affichage peuvent projeter une ombre sur une partie du tableau pendant des heures par jour. Exécutez la géométrie avant que l'acier ne soit commandé; notre outil d'analyse d'ombres en fait la version saisonnière.
• Redondance et maintenance. Les composants clés (contrôleur, BMS, capteurs) sont stockés comme pièces de rechange sur des sites multi-cartes, car un contrôleur défaillant sur un site autoroutier éloigné est un rouleau de camion, pas un échange.

Panneaux d'affichage numériques urbains: solaire plus réseau bat solaire seul

Pour un affichage numérique 24 heures sur 24 dans une ville, l'énergie solaire pure hors réseau devient rapidement coûteuse: la surface du réseau nécessaire pour un fonctionnement 24 heures sur 24 est en concurrence avec l'espace disponible sur le toit, et chaque front de tempête est un risque de revenu. La configuration que nous recommandons pour les sites urbains est un hybride raccordé au réseau. Un panneau d'affichage numérique sombre est une perte de revenus publicitaires, et la connexion au réseau est une assurance bon marché contre cela.

L'extension du réseau peut coûter plus cher que le système solaire lui-même, de sorte que la version hors réseau de la même architecture gagne uniquement sur le plan économique. Les abribus, les parvis d'aéroport et les auvents de stations-service suivent la même règle en miniature: petites charges, positions exposées au soleil, pas de chute de réseau pratique.

Où les panneaux d'affichage solaires s'adaptent

La carte d'application est plus large que l'affiche de l'autoroute. Les panneaux d'affichage de l'autoroute sont situés dans des endroits éloignés et ensoleillés où l'extension du réseau est l'option coûteuse, et ils tirent le meilleur parti de l'énergie solaire. Les abribus associent de petites charges à un trafic piétonnier important et à un espace restreint, ce qui favorise des conceptions intégrées compactes. Les aéroports et les centres de transit ajoutent une exigence de fiabilité en plus de l'exigence de puissance, Les stations-service, les dépanneurs, la signalisation panoramique, les stades et les lieux d'événements répètent le modèle: une charge modeste, une position ensoleillée exposée, aucune chute de grille pratique. Dans chaque cas, la méthode de dimensionnement ci-dessus ne change pas; seule la liste de charge le fait.

Ce que le solaire économise, et où il ne le fait pas

Trois bons boutons:

• Coût de l'électricité et du raccordement. L'énergie solaire réduit ou élimine l'achat au réseau pour la charge d'éclairage et élimine les coûts de tranchées et de transformateurs sur les sites éloignés. Sur un site autoroutier à 20 km du point d'alimentation le plus proche, ce deuxième chiffre dépasse souvent le prix total du système solaire.
• Carbone. Chaque kWh généré sur la structure est un kWh que le réseau, ou un groupe électrogène diesel, n'a pas produit. Lorsque la base est un groupe électrogène diesel plutôt qu 'une connexion au réseau, notre comparaison diesel-vs-solaire CO2 quantifie l'économie par litre de carburant évité.
• Interruption du site. Pas de tranchée, pas de coussinet de transformateur, pas de câbles à travers le bord. Le réseau et la batterie reposent sur la structure elle-même, ce qui est important sur les routes panoramiques et dans les couloirs sensibles à l'environnement où une chute de grille aurait besoin de sa propre lutte pour les permis.
• Protection des revenus. Une disponibilité ininterrompue vaut plus pour une société de publicité que la facture d'énergie qu 'elle économise. Le stockage solaire plus est, entre autres, un achat de qualité d'énergie.

Le retour sur investissement se résume à une comparaison: le coût de l'extension du réseau plus 15 ans d'électricité par rapport au coût installé du système solaire. Là où le réseau est proche et l'électricité est bon marché, les mathématiques se rétrécissent et l'histoire du carbone doit porter le cas; Le soutien politique, les revenus du commerce du carbone et le crédit de certification verte pour les installations publicitaires équipées d'énergie solaire sont de véritables vents arrière qui appartiennent au modèle. Notre calculateur d'analyse économique effectue la comparaison avec votre tarif et vos dépenses d'investissement.

Nous disons « non » aux acheteurs dans trois situations: un affichage numérique 24 heures sur 24 sur un site à faible irradiance sans sauvegarde de grille; un site dont l'ombrage ne peut pas être éliminé par ingénierie; et tout projet où le cas de charge de vent n'a pas été approuvé par un ingénieur en structure qualifié.

Ce que cette page ne couvre pas

Cette page couvre l'alimentation électrique photovoltaïque pour les panneaux d'affichage : charge , stockage , génération , structure et contrôle.Il ne couvre pas l'achat d'affichage , l'autorisation des heures d'éclairage , les conditions de location foncière ou la logistique de recyclage des piles , et il ne remplace pas un calcul structurel spécifique au site.Envoyez-nous la fiche technique d'affichage et les coordonnées du site et nous effectuerons le dimensionnement avec vous.Pour l'éclairage qui entoure un site (aires de stationnement , voies d'accès , périmètres) , nos lampadaires solaires tout-en - un exécutent la même chaîne d'ingénierie à plus petite échelle .