Conversion AC à DC pour l'éclairage public
-- Guide d'ingénierie
Conversion AC à DC pour l'éclairage public: Guide d'ingénierie
see our shading guide La conversion d'un circuit de lampadaire à courant alternatif en lampadaire solaire à courant continu est un changement d'architecture, et non un échange de composants. La version originale de cette page a présenté le travail comme un exercice d'électronique de puissance-redresseurs, filtres, inverseurs. vous retirez l'alimentation du réseau d'un circuit d'éclairage et le remplacez par une source DC autonome à chaque pôle.Ce guide couvre ce que cela implique, quels sites il convient, et l'économie honnête.
Ce que la conversion implique réellement
Un circuit d'éclairage public AC a trois parties: l'alimentation de la grille, l'engrenage de commande Le panneau génère directement du courant continu; un régulateur de charge régule le flux dans une batterie LiFePO4-phosphate de fer au lithium, la chimie que nous utilisons car elle tolère le cycle à l'état partiel et maintient la capacité beaucoup plus longtemps que le plomb-acide à la même fonction; et le luminaire à LED puise dans la batterie. Rien dans cette chaîne n'a besoin d'un redresseur.
L'explication du rectificateur et du filtre de la page d'origine décrit une alimentation AC/DC alimentée par le réseau. Ce matériel conserve exactement un rôle dans l'éclairage: alimenter des charges DC telles que des caméras de vidéosurveillance, des écrans d'information ou des modules de communication à partir d'un circuit AC sans batterie entre les deux. Si c'est votre cas d'utilisation, vous voulez un redresseur-pas un système solaire.
Les quatre problèmes qui motivent ces rénovations
La plupart des demandes de rénovation que nous recevons commencent par l'un des quatre problèmes avec le circuit AC existant.Ils ne sont pas aussi graves, et il est utile de les classer avant de dépenser de l'argent:
- Appareils vieillissants et faible puissance. Les anciens luminaires à sodium haute pression ou à LED de première génération dérivent en dessous des normes d'éclairage actuelles. Un luminaire à LED DC restaure la puissance, mais la première étape honnête est un calcul d'éclairage par rapport à la classe routière (EN 13201 en Europe, directives IES en Amérique du Nord) avant que tout matériel ne soit commandé.
- Circuits complexes et non documentés. Lorsque des zones ont été câblées au cours de différentes décennies par différents entrepreneurs, la recherche de défauts coûte souvent plus cher que l'énergie qu 'elle protège.Les unités solaires autonomes suppriment complètement le circuit en série: la défaillance d'un pôle ne se répercute pas en cascade sur la ligne.
- Remplacement de la tête de lampe. Les modèles mixtes et les pilotes incompatibles transforment un échange de 20 minutes en un exercice d'approvisionnement. La standardisation sur une famille de luminaires DC avec des pilotes appariés met fin à cela. Il s'agit d'une solution d'approvisionnement, pas d'une solution technologique.
- Minuterie ou contrôle manuel. Photocell et le contrôle basé sur le temps sont standard sur chaque appareil DC que nous construisons.C'est le plus petit des quatre problèmes et ne devrait pas porter l'analyse de rentabilité à lui seul.
Où la conversion s'inscrit-et où elle ne s'inscrit pas
La première chose que nous demandons sur une demande de rénovation est une enquête sur les poteaux avec des photos d'ombrage et le tarif des services publics. Avec ces deux entrées, nous retournons un calcul d'éclairage et un calcul d'autonomie. Le tableau de décision que nous appliquons:
| critère | Conversion à DC Solar Fits | Restez sur AC |
|---|---|---|
| Réseau Feed | Absent , ou creuser des tranchées pour l'atteindre est le coût dominant du projet | Présent au pôle , tarif bas |
| Le pole shading | Gestionnable ou résoluble avec un montage de panneau à distance | Canopée lourde - résolvez d'abord le problème de l'ombre ( voir notre guide d'ombrage ) |
| Pole conditionnée | Sound , ou réutilisable après un contrôle de charge | Poteaux en fin de vie - budgétisez de nouveaux poteaux dans les deux cas |
| Niveaux de lumière | Classe de route/parc rencontrée par un appareil de 20 - 100 W DC | Mât haut ou route très large , où les unités DC cessent d'être économiques |
Un site avec une alimentation en courant alternatif existante , des poteaux sonores et des tarifs bas peut toujours valoir la peine d'être mis à niveau - avec un meilleur luminaire sur l'alimentation existante , pas avec l'énergie solaire .
Paramètres système typiques pour l'éclairage DC autonome
Les gammes ci-dessous sont les enveloppes typiques de notre pratique produit , pas un devis . Le dimensionnement final provient des calculs d'éclairage et d'autonomie :
| paramètre | Rango typique | notes |
|---|---|---|
| Système de voltage | 12 V ou 24 V DC | 24 V de préférence pour des courses au-delà de~15 m ou des charges supérieures à~60 W |
| LED fixation load | 20 - 60 W (voie) , 30 - 100 W (route) | Réglé par le calcul de l'éclairage , pas par la puissance de l'ancienne lampe |
| Module PV | 60 - 150 W tout-en - un ; 100 - 400 W partagé | Les systèmes Split permettent le placement à distance des panneaux loin de l'ombre |
| batterie | 30 - 100 Ah LiFePO4 à 12 V | Taille pour 3 - 5 nuits sans soleil à la charge de conception |
| Contrôleur de charge | Téléchargement : 10 - 20 A | MPPT gagne son coût lorsque le panneau Vmp (tension de puissance maximale) est bien au-dessus de la tension de la batterie |
La règle de chute de tension que la page originale omet
Au niveau des pôles , c'est vrai - une boucle DC ne porte pas de transformateur ou de pertes réactives - mais la revendication est livrée avec une condition que l'original n'indique jamais : à 12 V , le courant est élevé , Une charge de 60 W à 12 V consomme 5 A . Envoyez ces 5 A sur une longueur de câble de 30 m et le luminaire s'atténue visiblement .
Un exemple calculé , en utilisant la résistivité standard du cuivre : 5 A sur une course de 30 m (60 m de boucle) sur un câble de 4 mm ² donne environ 1,3 V de chute - environ 11% d'un système de 12 V , et suffisamment pour pousser un pilote vers sa coupure .
- Maintenez les courants 12 V sous environ 15 m , ou passez le système à 24 V.
- Calculez la baisse à partir de l'horaire réel du câble avant de commander le câble , pas après .
- Utilisez MPPT lorsque les courses sont longues : il permet au panneau de fonctionner à une tension plus élevée et convertit vers le bas près de la batterie , coupant le courant dans le câble . Notre calculateur de dimensionnement du contrôleur (1) fait cette arithmétique pour un panneau , une batterie et une longueur de course donnés .
Quand vous avez réellement besoin de l'onduleur (DC → AC)
Certaines rénovations nécessitent une alimentation en courant alternatif au pôle : une caméra , un écran , un capteur avec un adaptateur secteur . Ensuite , vous ajoutez un onduleur entre la batterie et la charge , qui ajuste la fréquence et la tension de sortie comme le note la page d'origine . Trois règles de nos constructions :
- Ondes sinusoïdales pures pour l'électronique . Les onduleurs carrés modifiés perturbent certains drivers et alimentations en mode commutateur .
- Taille à la charge continue , pas au pic . Un onduleur évalué pour une surtension qu ' il ne voit jamais est de l'argent dépensé en pertes inactives .
- Comptez la consommation au ralenti . Un onduleur de 200 W brûlant 5 - 10 W sans charge peut vider une petite batterie pendant la nuit.Sur un système autonome de taille étroite , cette consommation au ralenti est la différence entre une autonomie de 3 nuits et une autonomie de 4 nuits .
Le véritable avantage de l'AC est la transmission à longue distance à haute tension , ce qui n'est pas pertinent à un seul pôle . Là où une alimentation stable du réseau existe déjà , l'alimentation de l'équipement AC bat directement l'ajout de pertes d'onduleur au-dessus des pertes aller-retour de la batterie .
L'économie honnête
Trois lignes portent l'affaire , et chacune a une hypothèse attachée :
- Pas de facture d'électricité mensuelle pour l'éclairage . Vrai pour une unité CC autonome . La ligne de compensation est une réserve de remplacement de batterie : les packs LiFePO4 en service extérieur doivent généralement être remplacés entre les années 5 et 8 , en fonction du climat et de la profondeur de décharge . Budget comme dépense d'exploitation , pas comme une surprise .
- L'économie par rapport à rester sur AC dépend du tarif et de la tranchée . Lorsque l'alimentation en réseau atteint le pôle et que la tranchée n'est pas nécessaire , le retour sur investissement de la conversion s'étend sur une décennie . Là où l'alternative consiste à creuser des tranchées sur 300 m de route pavée , l'unité solaire gagne rapidement .
- **Les systèmes à LED DC durent plus longtemps que les appareils à sodium AC principalement parce que les sources à LED se dégradent lentement , mais les pièces limitant la durée de vie sont le pilote et la batterie - deux éléments de ligne remplaçables , pas des appareils scellés .
Ce que cette page ne couvre pas
Cette page couvre l'architecture CC pour la rénovation de l'éclairage des routes et des parcs . Elle ne couvre pas les onduleurs PV raccordés au réseau , les lampadaires hybrides avec alimentation de secours en courant alternatif , les centrales de redressement de télécommunications -48 V ou les onduleurs industriels . Pour dimensionner une rénovation spécifique , commencez par le calculateur de dimensionnement du contrôleur ; pour voir le matériel , parcourez la ligne d'éclairage public solaire tout-en - un . Si le vrai problème sur votre site est l'ombre plutôt que l'alimentation en courant alternatif , notre approche d'installation de panneau séparé est généralement la solution la moins chère , et le fond du contrôleur est dans MPPT vs PWM : comment choisir .