Zonnepanelen voor straatlicht: Wat moet worden gemeld

Waarom verlichting een topprioriteit is na een disaster

Als het elektriciteitsnet uitvalt, zijn de meeste verzoeken die we krijgen gericht op water, stroom en licht – meestal in die volgorde. Het probleem met het licht kan echter al in dezelfde week worden opgelost. Na de orkaan Maria in 2017 was een groot deel van Puerto Rico maandenlang zonder stroom. Het licht dat beschikbaar was, speelde een belangrijke rol: het zorgde ervoor dat schuilen, veldhospitalen en distributiepunten ’s nachts nog konden functioneren, en het verlaagde ook het aantal ongelukken op wegen waar geen verkeerslichten waren.

Er zijn nog twee andere voorbeelden die onze denkwijze over noodverlichting bepalen. Na de orkaan Dorian in 2019 waren afgelegen gemeenschappen wekenlang afhankelijk van zonnepanelen voor basisdiensten, omdat de bevoorrading van brandstof trager verliep dan de beschikbare zonnestraling. Na de tyfoon Haiyan in 2013 hielpen zonnepompen bij het opwekken van drinkwater, waar diesel niet kon worden geleverd. Hoewel dit laatste voorbeeld niet onder onze productlijn valt, illustreert het wel het belang van technologieën die onafhankelijk van brandstof zijn: na een disaster is de technologie die geen logistieke problemen met brandstof veroorzaakt, de beste optie.

De vier technische vereisten die bepalen of een eenheid de missie kan voltooien

1. Autonomie: aangepast aan de duur van het weersfenomeen – niet aan een gemiddelde nacht

Op de originele specificaties staat: ‘Maak de batterij zo groot dat deze langdurig kan werken zonder op te laden.’ Dat klopt, maar is niet handig om in de praktijk te toepassen. Hier is de regel die we hanteren: bereken de behoeften op basis van het slechtste mogelijke weersfenomeen zonder zonlicht, meestal drie tot vijf dagen met stormen tijdens het orkaanseizoen. Als een apparaat met een vermogen van 40 W 10 uur per nacht werkt, verbruikt het ongeveer 400 Wh per nacht. Voor vier dagen zonder zonlicht zijn dus circa 1.600 Wh aan bruikbare energie nodig. Op een lithiumbatterij betekent dit dat een batterij met een capaciteit van 2.000 Wh nodig is. De meeste producten in de catalogus worden geleverd met een batterij die maar een derde van deze capaciteit heeft; ze zijn dus voldoende voor een enkele bewolkte dag, maar niet voor een noodhut.

2. Corrosiebescherming voor het water dat daadwerkelijk in contact komt met de batterij

Het is belangrijk om de batterij te beschermen tegen corrosie, vooral wanneer water erbij komt.

Het water van overstromingen in kustgebieden is zout water, en dit water vindt elke opening of verbinding die niet is afgesloten. De standaard in de industrie is IP65 (bescherming tegen stof en waterstralen), maar dit is slechts een uitgangspunt, geen eindpunt. Voor noodsituaties bieden we een hogere beschermingsniveau aan: IP66-huisingen waarbij het mogelijk is om door het water te waden, 316-roestvrije bevestigingsmaterialen in plaats van standaard-zinkplaatstalen onderdelen, en gecoateerde of maritiem gekeurde batteriehuisingen. We hebben ook units onderzocht waarbij de buitenhuising nog intact was, maar de montagemonturen zich hadden samengevoegd met de paal. De apparaten voldeden aan de beschermingsvereisten, maar faalden toch in hun functioneren.

3. Windbescherming: rekening wordt gehouden met de volgende storm, niet met de laatste

De hulpapparaten worden geïnstalleerd wanneer het weer wat kalmer is, en ze moeten het volgende weersysteem overleven. Het ontwerp van de panelen en monturen moet voldoen aan de lokale regelgeving met betrekking tot windbelasting; in de VS wordt hiervoor meestal de ASCE 7-norm gebruikt, waarbij de windgeschwindigheden op de specifieke locatie worden gemeten. Onze windbelastingcalculator berekent de benodigde windbelasting voor de constructie; gebruik deze calculator al voordat u de bestelling plaatst, niet pas nadat de beton is uitgehard.

4. Verstelings snelheid: geen behoef aan grondwerkploegen of kraanen

De installatie van de apparaten kan zonder extra hulp van grondwerkploegen of kraanen worden uitgevoerd.

Snelheid is belangrijk bij de keuze van de juiste lichtarmatuur. De armaturen die het snelst in Puerto Rico arriveerden waren zo simpel dat ze door twee personen in één middag konden worden vervaardigd. Dit wijst op armaturen die aan een paal of muur worden gemonteerd, voorzien van snelle aansluitingen en een batteriekast die op bereikbare hoogte hangt – in plaats van armaturen die een grondverwerking vereisen. Een onder de grond geplaatste batteriekast is op de lange termijn een beter ontwerp voor openbare wegen; dit past echter niet bij een schuilplek die vandaag avond wordt geopend.

Batterijbeheer in slecht weer: waarom MPPT-nagelscherpen belangrijker is na een storm dan voorheen Het licht na een storm is diffuus, en juist in deze omstandigheden komt het nut van een Maximum Power Point Tracking (MPPT)-regelaar goed tot uitdrukking. Een PWM-regelaar verlaagt de spanning van het zonnepaneel tot de spanning van de batterij en vernietigt de overtollige energie; een MPPT-regelaar gebruikt deze overtollige energie om de batterij op te laden, zelfs wanneer de spanning laag is. Dit verschil is voelbaar in de omstandigheden tijdens reddingsacties: een kamp met een MPPT-regelaar is ‘s nachts nog steeds verlicht, terwijl een kamp met een simpelere regelaar donker is. Een volledige vergelijking tussen MPPT- en PWM-regelaars vind je in onze gids MPPT vs PWM.

Redundante energieopslag: wat ‘redundant’ moet betekenen “Redundante energieopslag” op een technische specificatie betekent meestal een tweede batterijpakket. Volgens onze ervaring is dit de minst nuttige vorm van redundantie voor gebruik in noodsituaties. De echte redundantie zit in een combinatie van verschillende elementen: een grotere primaire batterij (die de autonomie van het systeem verlengt), een controller die het systeem kan bijtanken met een generator of van het elektriciteitsnetwerk zonder dat er nieuwe kabels hoeven te worden geplaatst, en een systeemontwerp dat de verbruikte energie optimaal reguleert (bijvoorbeeld door de lichtsterkte af te zwakken wanneer de batterij bijna leeg is en de lichtsterkte pas opnieuw te verhogen wanneer de batterij volledig is opgeladen). Een tweede batterijpakket dat alleen in een beschermde behuizing wordt opgeslagen, vormt echter alleen een extra voorraad, geen echte redundantie.

De echte beperkingen Zonnestroom is geen vervanging voor het elektriciteitsnetwerk. Elke leverancier die dit anders beweert, doet niet echt engineering, maar verkoopt alleen producten. Er zijn drie belangrijke beperkingen die moet worden meegevoerd in het plan:

Autonomie is beperkt. Zelfs een goed uitgerust systeem zal het opgeven na een langere periode zonder zonlicht. Plan dus voorzieningen voor het opnieuw bevoorzien van brandstof of een back-up-oplossing (bijvoorbeeld een generator) al vanaf de derde week, niet pas vanaf de eerste maand. Het risico van diefstal neemt toe in chaos: Batteriekasten die op palen zijn opgesteld, zijn gemakkelijk het slachtoffer van diefstal. Gebruik daarom hardware die het moeilijk maakt om met de kasten te knoeien, en voor kampeerplekken moet er een beveiligd gebied worden gecreëerd op grondniveau. Onderhoud is altijd nodig: Na een overstroming moet iemand de afdichtingen, bevestigingen en de aansluitingen controleren voordat het systeem weer in gebruik kan worden genomen.

Langtermijnwaarde: de vergelijking met diesel

De kosten van het gebruiken van zonnenergie in noodsituaties zijn eenvoudig te begrijpen, omdat de alternatief diesel is – en diesel heeft een beperking die zonnenergie niet heeft: de bevoorringsketen. Brandstofkonvooien zijn langzaam, duur en kwetsbaar voor dezelfde problemen die de oorzaak van de catastrofe zijn geweest. Zonnelichting heeft geen brandstoflogistieke vereisten meer na de installatie, heeft bijna geen onderhoudskosten en een levensduur van vele jaren. Voor permanente reconstructieprojecten (stadsverlichting, scholen, klinieken) zorgt dit ervoor dat een tijdelijk gekochte oplossing kan worden omgevormd tot een duurzame infrastructuur.

Wat deze pagina niet behandelt…

Deze pagina gaat over verlichting voor het voorkomen en herstel van catastrofen. Het behandelt geen zonnepompen voor het oppompen van water (een andere product categorie, zoals eerder gezegd), planning van het herstel van elektriciteitsnetwerken of opslagcapaciteiten op bedrijfsniveau. Als u op dit moment een pakket met noodverlichting bestelt, kunt u eerst onze windsnelheidsrekenaar gebruiken om de vereisten voor de constructie te bepalen, en vervolgens de all-in-one-zonneparkeerverlichting bekijken. De parkeerverlichting die we aanbieden voor hulpacties wordt geleverd met mogelijkheden voor autonoom werken en bescherming tegen roest; deze twee aspecten zijn vaak niet mogelijk met standaardverlichting uit catalogi.