Sturing van energieverbruik bij zonnepanelen voor straatlicht: waarom verschillen de lichtintensiteiten van de lichtarmatuuren op dezelfde plek?

Wat doet de sturing van het energieverbruik in de regelaar?

De sturing van het energieverbruik is de logica die de accu beschermt na zonsondergang. De regelaar bepaalt hoe veel energie de LED’s mogen verbruiken en wanneer de verlichting volledig uitgeschakeld moet worden.

Een PWM (Pulse Width Modulation)-controller doet dit met een vaste scherpteniveau. Een Low Voltage Disconnect (LVD)-circuit sluit de load af wanneer de batterijspanning onder een vooraf ingesteld waarde komt; deze waarde wordt meestal één keer tijdens de inrichting vastgesteld. Het nadeel hiervan is dat de batterijspanning slechts een grove indicatie is van de ladingstoestand. Een vaste scherpteniveau kan dus niet onderscheiden tussen een goede 100 Ah-batterij en een slechte 50 Ah-batterij die dezelfde spanning hebben.

Een MPPT (Maximum Power Point Tracking)-controller meet de batterijspanning, stroom en temperatuur, en berekent op basis van deze gegevens de nog resterende capaciteit. De vermogenstoestelling van de load wordt vervolgens aangepast aan deze schatting. Wanneer de geschatte capaciteit onder ongeveer 20% komt, verlaagt de controller het vermogen van de verlichting, zodat de lichtarmatuur langer kan branden. Op onze all-in-one-apparaten is de dimmingscurve een instelbare parameter; deze staat niet vast in het firmware.

Waarom twee lichtarmatuurs op dezelfde straat ’s nachts verschillende resultaten geven

Er zijn vier mogelijke oorzaken, in de volgorde waarin we deze op de plek waarnemen:

1. Onovereenkomstige batterijen: Verschilende merken, chemische samenstellingen, capaciteiten of leeftijden zorgen voor verschillende afstootcurven van de batterijen. Een gelijke spanning op een nieuwe batterij en een drie jaar oude batterij betekent dat er nog verschillende hoeveelheden energie over zijn; hierdoor dimmen de lichtarmatuurs op verschillende tijden.

1. Schaduwing en oriëntatie: Zelfs als de panelen maar enkele meters uit elkaar liggen, verzamelen ze verschillende hoeveelheden energie wanneer een muur, een rij bomen of een nabijgelegen gebouw één van de panelen schaduwt. Deze verschillen in de opgeladen energie zorgen voor verschillende lichtniveaus tegen de avond.

1. Onafhankelijk besturing: Elke lichtarmatuur wordt apart bestuurd; er wordt geen communicatie gevoerd met de andere armaturen, waardoor er geen samenwerking is in het regelen van het dimmen van het licht.

1. Veranderingen in de prestaties van de batterijen met de tijd: De capaciteit van de batterijen vermindert niet gelijkmatig en de relatie tussen spanning en capaciteit verandert naarmate de batterijen ouder worden. Een installatie waarbij de batterijen aanvankelijk op elkaar zijn aangepast, is na drie jaar nog steeds niet meer optimaal geoptimaliseerd.

Als de sitemanager meldt dat de lichtsterkte onevenwijd is, moet eerst de batterij worden gecontroleerd, niet de lichtarmatuur zelf. Meten je de rustspanning van elke batterijpakket bij zonsondergang en vergelijk deze met elkaar. De lichtarmatuur die het minst licht geeft, zit bijna altijd in een lagere ladingstoestand; de reden daarvoor ligt meestal in de manier van opladen, de capaciteit van de batterij of de leeftijd van de batterij.

Hoe we installaties met meerdere lichtarmatuurs ontwerpen zodat de lichtsterkte gelijkmatig blijft

• Een merk batterijen, één lading, één capaciteit per project. Bij grote installaties gebruiken we LiFePO4-batterijen uit dezelfde productielading. Het mengen van verschillende ladingen kan ertoe leiden dat de prestaties van de lichtarmaturen na enkele jaren verslechten.
• Identieke controllers met dezelfde instellingen. Ze gebruiken dezelfde firmware, dezelfde scherminstellingen en dimmingsregels, en worden allemaal opgesteld volgens dezelfde template. Op een locatie met drie verschillende generaties controllers zal het lichtverbruik daardoor verschillen.
• Groepcoördinatie wanneer het budget dit toelaat. IoT-capabele controllers rapporteren de ladingstoestand en kunnen zich aan een groepsschema voor dimmen houden; zo dimmt het licht automatisch naar de armatuur met de laagste batteriencapaciteit, in plaats dat elke armatuur dit zelf bepaalt. Dit is de enige oplossing wanneer de batterijen niet op elkaar aangepast kunnen worden, maar dit kost meer per armatuur.
• Een vaste monitoringcyclus met vervanging van batterijen in sets. Batterijen worden op een vastgestelde tijd gecontroleerd en vervangen in sets wanneer de capaciteit afneemt, in plaats van per armatuur. Eén nieuwe batterij in een set met oude batterijen kan echter opnieuw tot onbalans leidden.

Wat deze pagina niet behandelt:

• Mogelijke alternatieve oplossingen wanneer de batterijen niet op elkaar aangepast kunnen worden.
• De kosten van deze alternatieve oplossingen.
• De impact van verschillende batterijtypen en -merken op de totale prestaties van het lichtsysteem.

Deze pagina gaat over het beheer van de elektrische belasting in losstaande zonneparkverlichtingscontrollers. Het behandelt geen systemen voor het beheer van verlichting die zijn verbonden aan het elektriciteitsnet, centrale AC-schakelingen, noch hybride systemen voor het opladen met wind- en zonnenergie. Als u een locatie ontwerpt en een gelijke verlichting tussen alle lichtarmaturen wilt bereiken, kunt u beginnen met ons verlichtingsontwerpstool: de afstand tussen de armaturen en de lumenuitstoot bepalen de basisvoorwaarden, terwijl het energiebeheer alleen de batterijen reguleert. Om de grootte van de controller en de batterijen per lichtarmatuur te bepalen, kunt u de controller-sizing-calculator gebruiken. Onze all-in-one-zonneparkverlichtingen worden geleverd met een dimmingscurve die is aangepast aan de geïnstalleerde batterijen, waardoor de meest voorkomende onovereenstemmingen worden vermeden.