Zonnepanelen met bewegingselektronica voor straatlantaarns: wanneer bewegingselektronica de moeite waard is

Geplaatst doorOSD-redactieteam, fabrieksingenieurs met 15 jaar ervaring in productie en service ter plaatse inkennis, Industrie nieuws op 24 januari 2025

Kort antwoord: Bewegingselektronica is de juiste oplossing op een zonnepark, maar niet op een straatlantaarnpaal. De energiebesparing van 20–30% is inderdaad reëel, maar voor een straatlantaarn kan je dezelfde energiebesparing bereiken door een grotere, statische zonnepanelenoppervlakte te gebruiken – dit is passief, goedkoop en heeft geen onderdelen die kunnen uitvallen. De vraag die we het meest krijgen is of we een bewegingselektronica kunnen toevoegen, en ons antwoord is bijna altijd nee. Hieronder wordt uitgelegd waarom, en in welke gevallen de beslissing om een bewegingselektronica te gebruiken wel mogelijk is.

Hoe een bewegingselektronica werkt

Een zonnepanel met bewegingselektronica houdt het paneel continu gericht op de zon, zelfs als deze zich verplaatst. Het systeem bestaat uit vier onderdelen:

Sensoren meten de intensiteit en richting van het licht. Geavanceerde versies zijn uitgerust met sensoren voor het meten van de hoek van het paneel ten opzichte van de horizontale as (azimut) en de hoogte (tilt), waardoor de nauwkeurigheid van de tracking verbeterd wordt. De controller leest de signalen van de sensoren, bepaalt de positie van de zon en berekent de juiste hoek waarop het paneel zich moet bevinden. Het aandrijfsysteem (bestaande uit een motor en een transmissie) zorgt voor de vereiste rotatie van het paneel. De ondersteuningsstructuur , meestal gemaakt van aluminiumlegering of staal, draagt het hele systeem en moet bestand zijn tegen de weersomstandigheden op de plaats van installatie.

Ten vergelijking met een vaste installatie leidt tracking tot een stijging van de energieopwekking met 20% tot 30%, omdat het paneel de hele dag staat onder de optimale hoek ten opzichte van de zon. Bovendien past het systeem automatisch aan de seizoensgebonden beweging van de zon aan.

Wanneer de extra kosten de moeite waard zijn De extra kosten voor dit systeem zijn gerechtvaardigd wanneer de beschikbare ruimte (landoppervlak) de beperkende factor is voor de installatie.

Grootschalige zonnepaneleninstallaties: Op open plekken leveren zonnepanelen meer energie per hectare op, en de besturing van deze panelen is centralistisch geregeld. De kosten voor de motoren die nodig zijn om de panelen te bewegen, vormen echter een belasting op het projectbudget. Daksystemen op beperkte ruimte: Op plekken waar elke vierkantmeter dakoppervlak kostbaar is, kan het opbrengen van 20–30% meer energie door het gebruik van zonnepanelen de kosten van extra panelen overwegen.

In beide gevallen bestaat de nodige structuur al, wordt de installatie regelmatig onderhouden, en de opgewekte energie kan worden opgeslagen in het elektriciteitsnet of in grote batterijen.

Waarom dit niet werkt op straatlantaarnpalen:

Een zonnelantaarn is een heel andere constructie. De beperkingen van de bewegingsmogelijkheden van de zonnepanelen (die worden gebruikt om de lantaarn richting de zon te draaien) hebben directe invloed op de werking van de lantaarn zelf.

Veranderlijke onderdelen in het weer: Een motor, een transmissie en een roterende joint zijn drie typen onderdelen die niet voorkomen bij een vast monteerde zonnepanelenbracket. Deze onderdelen zitten op een paal, en om ze te onderhouden is een hoogwerker nodig; je kunt niet zomaar het gebouw binnengaan om ze te repareren.

Een goedkoper alternatief voor de ‘toepassing’: Het plaatsen van 20–30% meer zonnepanelen op een vast monteerde bracket kost meer geld, maar dat geld gaat niet naar extra onderdelen of mechanismen. De prijs van zonnepanelen per watt blijft namelijk dalen. De kosten van een zonnepanelentracker bestaan uit het materiaal van de tracker zelf, plus de onderhoudskosten.

Energieverbruik en standby-modus: De tracker verbruikt energie om zich te verplaatsen en moet zijn positie ook ‘s nachts behouden. Voor een klein budget dat niet is verbonden aan het elektriciteitsnetwerk, is dit een nadeel.

Windbelasting varieert afhankelijk van de hoek: Een zonnepanelentracker vertoont gedurende de dag een veranderend oppervlak dat het windoppervlak is; de constructie moet hierdoor bestand zijn tegen alle mogelijke windhoeken – kijk hier onze windbelastingcalculator voor meer details. Een vast monteerde zonnepanel heeft een vaste windbelasting en is één keer goed ontworpen.

De enkele uitzonderingen: Er zijn twee gevallen waarin we wel een zonnepanelentracker zouden gebruiken in een lichtproduct:

Grote, off-grid-verlichtingstorens : Hier is de structuur al hoog, de onderhoudsmaatregelen al in place, en de energiebehoef is zo groot dat de oppervlakte van de zonnepanelen onhandig zou zijn om optimaal te benutten.
Demonstratieve of flagship-installaties : Hier is het zichtbare bewegingsmechanisme van de zonnepanelen een belangrijk onderdeel van het ontwerp, en dit is ook bepaald door het beschikbare budget.

Voor standaardstraat-, weg- en padverlichting wordt een vast montuur gebruikt dat naar de breedtegraad van de locatie is aangepast (met een steilere hoek in winters, wanneer de belasting hoger is). De grootte van de zonnepanelen en de accu wordt zo gekozen dat ze goed op elkaar aansluiten. Dit is ook het geval met onze all-in-one-zonnische straatverlichting. Voor het bepalen van de juiste afmetingen van de controller en de accu kunt u onze controller-sizing-calculator gebruiken.

Wat deze gids niet behandelt:

Deze gids beoordeelt alleen bewegingsmechanismen voor straatverlichting. Ze behandelt geen details over het ontwerp van dergelijke systemen voor grotere energiecentrales, de optimalisatie van de hoek van het vast montuur, of de keuze van accu’s en controllers (kijk hier voor meer informatie: MPPT vs PWM-gids).