מרכיבי מערכת תאורה סולארית: פאנל, שליט, בטריה, נורה

הארבעה מרכיבים הבסיסיים

פאנל סולארי

הפנלים מהווים את מקור האנרגיה, וכוחם, גודלם וכמותם נקבעים על ידי שני גורמים: הדרישות של מערכת התאורה והכמות של אור השמש הזמין באזור. באזורים צפוניים, שבהם זווית השמש נמוכה רוב ימי השנה, נדרשים בדרך כלל פנלים בעלי עוצמת פליטה גבוהה יותר או מספר פנלים נוספים כדי להשיג את אותו סך אנרגיה המבוקש. חוק אחד שלעתים קרובות מתפספס בהתקנת מערכות סולאריות הוא: כאשר הפנלים מחוברים ברצף או במקביל (במיוחד במערכות שנמצאות על גגים), חיוני להשתמש בפנלים בעלי גודלים אחידים. שימוש בפנלים בעלי גדלים שונים עלול לפגוע בביצועים של המערכת, והביצועים יהיו תלויים בחלש ביותר מבין הפנלים.

מתגלל (Controller)

המתגלל מנהל הכל מהפנלים ועד הסוללה: הוא מטען את הסוללה באופן יעיל ויציב, ושולט בהפרשת האנרגיה מהסוללה לנורות. פונקציות ההגנה שלו – הגנה מהטעינה היתרית והפריקה היתרית – מאריכות את תקופת שירותה של הסוללה והנורות, והן הסיבה שמערכת סולארית יכולה לעמוד בשבוע של מזג אוויר ענני או שבוע של שימוש מתואם ללא נזק.

חוק ההתאמה: פרמטרי המתח והזרם של השליט (controller) חייבים להתאים לפרמטרי המתח והזרם של מערכת הפאנלים, ובחירת השליט משתנה בהתאם למספר הפאנלים ולעומס הנורות. מחשבון הגדלת השליט שלנו מבצע את החישובים הנדרשים; השתמשו בו במקום להסתמך על הערכות כוח חשמליות בעין בלבד.

סוללה

הסוללה מאחסנת את האנרגיה שנוצרה במהלך היום ומספקת אותה לנורות בלילה או כאשר האור השמשי לא מספיק. קיבולת הסוללה מקבעת באופן ישיר את משך פעולת התאורה – בחרו את גודל הסוללה בהתבסס על הצריכה היומית בלילה, ולא על הפקודה המרבית של הפאנלים. חומר הסוללה משפיע על התנהגותה בטמפרטורות שונות: סוללות על בסיס חומרי עופר וליתיום מתנהגות בצורה שונה בטמפרטורות שונות, וכל אחת מהן כוללת מספר מחזורי טעילה שונה. חובה לקבוע את פרמטרי הסוללה לפני הקנייה, ולא לאחר החורף הראשון.

נורה

הנורה מפוך אנרגיה מאוחסנת לאור, ובבחירתה נפגשים הפרמטרים הפוטומטריים (כמות האור באופן יחסי לכמות האנרגיה המשמשת) עם השיקולים הנוגעים לסביבה שבה היא מותקנת. חשוב להשוות בין יעילות התאורה (כמות הלומנים לוואט), אינדקס ההצגת צבעים (CRI – מידת הדיוק בהצגת הצבעים) ואופן הפצה האור. אופן הפצה האור יכול לגרום לבעיות: לנזק לחלונות או לרכוש הסמוך אם הנורה מפציע אור בטווח רחב מדי; בנוסף, אין דרך לתקן בעיות שנוצרו עקב בחירה לא נכונה של חלקי הנורה. חשוב להתאים את הנורה לצרכים הספציפיים של האזור – למשל, להשתמש בנורה עם מגל תנועה למסלולים עם תנועה מתכופה, או בנורה עם אור יציב לשימוש קבוע.

האביזרים שמשלימים את המערכת

קרשי התקנה

הפנלים של הנורות מותקנים על גגים, קירות, אדמה או עמודי תאורה, וכל מקום של התקנה מחייב שימוש בקרשי התקנה מתאימים; כל סוג של התקנה עלול לגרום לבעיות אחרות בעת השימוש.

מוטות הקרשים חייבים להתאים למבנה הגג ולהבטיח הגנה טובה מנזילות – מוט שאינו עובד כראוי יגרום להוצאות גבוהות יותר מאשר עלות הפנל עצמו. מוטות הקיר חייבים להיתקע בצורה יציבה לקיר; מוט שמתנתק ברוח עלול לגרום לפנל ליפול איתו. מוטות הקרקע חייבים להישאר יציבים בתנאי מזג אוויר קיצוניים, כולל רוחות עזות. מוטות עמודי האורות חייבים להתאים למפרטים של עמודי האורות ולהחזיק את הפנל בזוויה המתאימה ביותר בהתחשב בקו רוחב המקום.

כבלים ומסלולי הארכה

מפרטי הכבלים צריכים להתאים למתח ולזרימת החשמל של המערכת – כבלים קטנים מדי מהווים סיכון של שריפה וגם גורמים להפסד אנרגיה. ביצועי הבידוד של הכבלים הם חשובים מבחינה בטיחותית, ולא רק מבחינה אסתטית. כאשר הרכיבים ממוקמים במרחקים גדולים זה מזה, מסלולי הארכה עשויים להיות תקינים מבחינה חשמלית, אך לא בהכרח זולים מבחינה כלכלית: ככלל, עדיף שהירידה במתח במסלולי חשמל ישרים (DC) תהיה נמוכה כ-3% או פחות, מכיוון שכל אנרגיה נוספת שנהרסת נשלמת על ידי הסוללה אך לא מנוצלת על ידי המכשיר. במקרים של מסלולים ארוכים בין הפנל למחשב השליט, בחירת כבל בגודל גדול יותר תוך מספר שנים תהיה זולה יותר מאשר האנרגיה שנהרסת בגלל ההפסדים הנוצרים.

שלושת הטעויות הנפוצות ביותר בהתקנת המערכת

1. חוסר התאמה במתח של השליט (Controller voltage mismatch): פנל שמספק מתח של 24 וולט מחובר לשליט שמספק מתח של 12 וולט, או אספקת חשמל מסולרית מסוג ליתיום (ליתיום-אסיד) שמשתמשת בתהליך טעינה שאינו מתאים. המערכת “עובדת” עד שהבעיה מתפתחת, ובדרך כלל השליט הוא זה שנפגע.
2. כבלים בעלי קטע ארוך שאינם מתאימים למתח המערכת (Undersized cables for long distances): ההתקנה נראית מסודרת, אך האורות חלשים; לאחרים אין את האפשרות למדוד את המתח בקצוות הכבלים שמחברים את האורות למערכת. חובה למדוד את המתח באופן קבוע.
3. עדשות שמכוונות לחלונות (Lenses aimed at windows): התקנת האורות נעשתה נכון, אך השכן מתלונן על האורות שמפריעים לו. הפתרון הנכון הוא לשנות את הכיוון האורות באמצעות עדשות מתאימות, ולא להשתמש במסננים.

מה לא מכוסה בדף זה:

דף זה מספק מידע על המרכיבים והאקססורים של מערכות תאורה קטנות שאינן מחוברות לרשת החשמל הרגילה (off-grid lighting systems). הוא אינו מכסה התקנות שמחוברות לרשת, תחנות כוח סולריות גדולות, או את תהליך הגדרת המאפיינים של מערכות תאורה לרחוב באופן שלם – למטרות אלה, יש להשתמש במחשבון לבחירת השליטים המתאימים (Controller sizing calculator: /app-a7-controller-sizing) או לבדוק את המוצרים מסוג “תאורת רחוב סולרית הכול-באחד” (All-in-one solar street lights: /all-in-one-solar-street-light), שבהם ההחלטות הנוגעות להתאמה של המרכיבים כבר נעשו במפעל.