Lampu Jalan Tenaga Suria di Bawah Pokok: Penyelesaian Menggunakan Panel Berstruktur Terpisah (Split-Array)

Mengapa Masalah Akibat Peneduhan Lebih Serius Daripada Yang Kelihatan

Modul suria terdiri daripada siri sel-sel, dan arus yang mengalir dalam siri tersebut adalah sama dengan arus yang dihasilkan oleh sel yang paling lemah. Jika beberapa sel terlindung daripada cahaya matahari, sel-sel tersebut akan menghabiskan tenaga dalam bentuk haba, yang akhirnya menyebabkan kerosakan pada modul tersebut. Diod bypass berfungsi untuk mengurangkan kerosakan pada bahagian modul yang dilindungi olehnya, tetapi mereka tidak dapat mengembalikan tenaga yang hilang. Kerosakan pada beberapa sel dalam modul suria yang mempunyai tiga diod boleh mengurangkan output modul tersebut sebanyak satu pertiga.

Kontroler MPPT membantu sistem untuk memanfaatkan sepenuhnya tenaga yang dihasilkan oleh modul suria. Namun, kontroler tersebut tidak dapat menghilangkan pengaruh faktor penutupan sel-sel akibat peneduhan. Kanopi yang hijau sepanjang tahun akan menutupi sel-sel suria, manakala kanopi yang berdaun gugur akan menutupi sel-sel suria secara berperingkat mengikut kitaran pertumbuhan daunnya. Pada bulan-bulan di mana pengeluaran tenaga sudah rendah, masalah akibat peneduhan ini akan menjadi lebih serius.

Apa sebenarnya yang terlibat dalam pemasangan modul suria yang terpisah (split installation)?

Pemasangan modul suria yang terpisah melibatkan pemisahan panel-panel suria daripada sistem penangkapan cahaya (fixture). Panel-panel suria diletakkan di tempat yang mendapat cahaya matahari yang cukup, dan kabel digunakan untuk menghubungkannya dengan sistem penangkapan cahaya tersebut. Keputusan reka bentuk yang dibuat akan menentukan kejayaan atau kegagalan pemasangan tersebut.

1. Penurunan voltan sepanjang jarak kabel. Arus searah (DC) pada voltan bateri mengalami kehilangan tenaga seiring dengan peningkatan jarak. Sebagai contoh: Satu panel suria berkuasa 300 W yang mengecas bateri 24 V menghasilkan arus sekitar 13 A. Untuk jarak 20 meter (40 meter kabel, perjalanan bolak-balik), untuk memastikan penurunan voltan kurang dari 0.5 V (kira-kira 2%), diperlukan kabel tembaga dengan luas penampang sekurang-kurangnya 16 mm². Jika menggunakan voltan 12 V, jumlah kabel tembaga yang diperlukan adalah empat kali ganda, kerana arusnya meningkat dua kali ganda. Pengiraan matematik inilah yang menentukan jarak maksimum antara panel suria dan lampu yang akan dinyalakan.

1. Spesifikasi kabel. Kabel perlu dilapisi bahan insulasi yang tahan terhadap sinar UV, ditanam secara langsung di tanah atau dimasukkan ke dalam saluran khusus, dan dilengkapi dengan lapisan pelindung di kawasan yang mungkin dijangkau oleh haiwan atau mesin pemotong rumput. Kabel yang ditanam di bawah tanah perlu dirawat dengan sama teliti seperti kabel biasa: perlu ditanam pada kedalaman yang sesuai, dilapisi dengan bahan pelindung, dan jalurnya perlu mudah ditemui.

1. Sambungan di kedua hujung kabel. Inilah bahagian yang sering menjadi masalah dalam sistem yang digunakan di lapangan—bukan kerana kualiti kabel itu sendiri. Komponen sambungan perlu memenuhi spesifikasi IP67 atau lebih tinggi, dilengkapi dengan mekanisme pengurangan tegangan (strain relief) di setiap titik sambungan, dan menggunakan konektor yang berkualiti tinggi. Kami menetapkan spesifikasi ini seperti yang digunakan untuk peralatan pencahayaan luar ruang, kerana memang itulah fungsinya.

1. Pengapian dan perlindungan terhadap lonjakan voltan. Baik rangka panel suria mahupun tiang lampu perlu dihubungkan ke sistem pengapian tempatan dan dilindungi dari lonjakan voltan mengikut peraturan setempat.

Larian jarak jauh di luar ruangan merupakan “antena” yang mudah terjejas oleh fenomena elektrik sementara yang disebabkan oleh petir; oleh itu, peranti perlindungan terhadap lonjakan voltan (surge protection device) merupakan komponen standard dalam reka bentuk kami, dan bukan merupakan produk tambahan yang dijual secara berasingan.

1. Array jarak jauh tersebut merupakan struktur yang berdiri sendiri – ia dipasang pada sokongan khusus, dan saiznya ditentukan berdasarkan pengiraan kekuatan angin yang sama seperti tiang yang digunakan. Alat pengira beban angin kami beban angin kami akan mengambil kira luas array, ketinggian pemasangan, dan kelajuan angin setempat, kemudian memberikan maklumat yang diperlukan oleh pembuat produk tersebut.

Peraturan keputusan yang kami gunakan

Apabila kawasan yang terlindung oleh bayangan muncul, kami akan mempertimbangkan pilihan-pilihan berikut dalam urutan ini:

1. Pertama, potong atau rundingkan dengan pihak yang berkenaan mengenai penanaman tumbuhan tersebut. Ini merupakan penyelesaian yang paling murah. Pastikan komitmen tersebut ditulis dalam bentuk dokumen, kerana janji untuk memotong tumbuhan yang tidak tertulis akan hilang sekiranya terdapat perubahan dalam kontrak penyelenggaraan kawasan tersebut.
2. Jika bayangan tersebut bersifat kekal, pertimbangkan kedua-dua pilihan: pindahkan peralatan tersebut ke tempat yang terkena sinar matahari, atau pecahkan susunan panel tersebut. Pilihan untuk memecahkan susunan panel lebih menguntungkan apabila geometri jalan memungkinkan panel tersebut diletakkan di tempat yang mendapat sinar matahari, dan jarak pemasangan panel tidak terlalu jauh. Pilihan untuk memindahkan peralatan lebih menguntungkan apabila terdapat kawasan terbuka yang mendapat sinar matahari dan kerja penggalian menjadi mahal.
3. Pertimbangkan penggunaan tiang yang lebih tinggi sebelum melakukan kerja penggalian. Kadangkala, penggunaan tiang setinggi 4–5 meter dapat mengangkat panel tersebut di atas garis bayangan, yang biasanya lebih murah berbanding dengan pemasangan kabel beserta kerja sivil yang diperlukan.

Apa yang dapat dijimatkan dengan pilihan untuk memecahkan susunan panel tersebut… sejujurnya

Kos awal termasuk kos pengukuran, pembinaan saluran atau konduktor, kabel, serta kerja penyambungan di kedua-dua hujung. Manfaat yang diperoleh bukanlah peningkatan jumlah pengunjung atau imej positif terhadap komuniti, tetapi jangka hayat bateri dan pengurangan keperluan untuk memanggil perkhidmatan teknikal. Bateri jenis LiFePO4 (lithium iron phosphate) yang sering kekurangan cas akan kehilangan kapasiti penggunaannya lebih awal daripada yang dijangka, dan kos untuk menggantinya lebih mahal berbanding kos pembelian kabel tersebut. Penggunaan sistem ini mampu memanjangkan kitaran penggantian bateri dari dua hingga tiga tahun menjadi lebih dari lima tahun. Itulah keseluruhan analisis kewangan yang dilakukan, dan itu sudah cukup untuk menjustifikasikan penggunaannya.

Apa yang tidak dibincangkan dalam halaman ini…

Halaman ini membincangkan reka bentuk lampu jalan solar dengan sistem pengumpulan tenaga menggunakan konsep “split-array” yang disambungkan secara terus (DC). Dalam reka bentuk ini, panel solar mengisi bateri lampu melalui kabel DC khusus. Reka bentuk ini tidak meliputi sistem pencahayaan yang disambungkan melalui arus AC, lampu jalan yang menggunakan gabungan tenaga grid dan solar, atau lampu jalan yang boleh bergerak; perpindahan lokasi lampu tersebut memerlukan reka bentuk semula dari segi aspek fotometri, bukan kerja penyambungan kabel. Untuk pengiraan saiz kawalan dan pembungkus bateri bagi reka bentuk jenis “split-array”, anda boleh menggunakan kalkulator saiz kawalan kami yang mengambil kira faktor seperti jumlah panel solar, panjang kabel, dan jangka masa operasi lampu. Sementara itu, siri lampu jalan solar all-in-one kami menawarkan alternatif terintegrasi yang dapat dibandingkan dengan reka bentuk “split-array”.