Kontrola zużycia energii w słonecznych lampach ulicznych: dlaczego lampy w tym samym miejscu świecą się inaczej?

Jak kontroler słoneczny reguluje zużycie energii?

Kontroler słoneczny wykorzystuje specjalną logikę do ochrony baterii po zachodzie słońca. Decyduje, jak dużo energii może pobierać układ sterujący diodami LED, oraz w którym momencie należy całkowicie odłączyć zasilanie.

Kontroler typu PWM (Pulse Width Modulation) realizuje to przy użyciu ustalonego progu. Układ typu LVD (Low Voltage Disconnect) odłącza obciążenie, gdy napięcie baterii spadnie poniżej ustawionej wartości, która zwykle jest określona podczas instalacji. Limitacja tego rozwiązania wynika z samej struktury układu: napięcie jest tylko przybliżonym wskaźnikiem poziomu naładowania baterii, a jeden stały próg nie umożliwia rozróżnienia w pełni sprawnej baterii o pojemności 100 Ah od słabej baterii o pojemności 50 Ah, które obie mają identyczne napięcie.

Kontroler typu MPPT (Maximum Power Point Tracking) mierzy napięcie, prąd i temperaturę baterii, a następnie na podstawie tych danych wylicza jej pozostały pojemność. Moc obciążenia jest dostosowana w zależności od wyliczonej pojemności. Gdy wyliczony pojemność spada poniżej około 20%, kontroler zmniejsza moc oświetlenia, aby uzyskać większą żywotność urządzenia, zamiast aby oświetlenie świeciło jasno przez dwie godziny i potem się wyłączyło. W naszych jednostkach typu „wszystko w jednym” krzywa zmiany jasności jest konfigurowalna – nie jest to elementem „firmware”.

Czemu dwa urządzenia znajdujące się na tej samej ulicy działają różnie w nocy?

Cztery główne powody, w kolejności ich występowania na miejscu:

1. Nieszczęśliwy wybór baterii: Różne marki, skład chemiczny, pojemność oraz wiek baterii powodują różne charakterystyki ich rozładowania. Takie same wartości napięcia na nowej baterii i trzyletniej baterii oznaczają różną ilość pozostałej energii, dlatego kontrolery odpowiedzialne za sterowanie jasności światła aktywują się w różnym momencie.

1. Zasłony i położenie paneli: Nawet gdy panele znajdują się w odległości kilku metrów od siebie, one przyjmują różną ilość światła słonecznego, jeśli są zasłonięte parapetem, liniami drzew lub sąsiadującymi budynkami. Ta różnica w ilości energii gromadzonyj powoduje różnice w poziomie naładowania baterii do wieczoru.

1. Niezależne sterowanie: Każdy kontroler pracuje samodzielnie; nie komunikuje z innymi kontrolerami, więc nie istnieje żadna koordynacja procesów sterowania jasności światła na całym obszarze.

1. Zmiany w charakterystykach baterii z upływem czasu: Pojemność baterii zmienia się nierównomiernie z upływem czasu, a zależność między napięciem a pojemnością też ulega zmianom. Obiekty wyposażone w baterie o identycznych parametrach mogą mieć już inne wartości po trzech latach eksploatacji.

Gdy menadżer obiektu zgłasza nierówną jasność oświetlenia, pierwszym krokiem jest sprawdzenie stanu baterii, a nie samej lampy. Zarejestruj napięcie baterii w każdym pakiecie o zmierzach słońca i porównaj je. Lampa, która świeci słabiej, niemal zawsze ma niższy poziom naładowania, a przyczyną tego mogą być różne faktory: proces ładowania, charakterystyki baterii lub jej wiek.

Jak projektujemy systemy oświetlenia z kilkoma lampami, aby jasność była jednolita na całym obszarze?

Jedna marka baterii, jeden lot produkcji, jedna pojemność na każdy projekt. W dużych instalacjach wybieramy baterie typu LiFePO4 (lithium iron phosphate) z jednego lotu produkcji. Mieszanie różnych lotów może doprowadzić do różnic w działaniu poszczególnych elementów po upływie kilku lat. Identyczne kontrolery z identycznymi ustawieniami. Wszystkie kontrolery używają tej samej rodziny oprogramowania, mają identyczne limity napięcia i funkcje regulacji jasności, a ustawienia są konfigurowane na podstawie jednego wzoru. Jeśli w jednej instalacji znajdują się kontrolery różnych generacji, zachowanie poszczególnych elementów może się różnić. Koordynacja grupy elementów, jeśli to jest dozwolone budżetem. Kontrolery z możliwością łączenia się w sieć IoT wysyłają informacje o poziomie naładowania baterii i mogą współpracować według ustalonego schematu regulacji jasności; wtedy cała grupa elementów zmienia jasność jednocześnie, a nie każdy element indywidualnie. To jedyny sposób na rozwiązanie problemu, gdy baterie nie mogą zostać dokładnie dopasowane pod względem parametrów. Niestety, taki rozwiązanie kosztuje więcej. Ustalony cykl monitoringu i wymieniania baterii. Baterie są sprawdzane według określonego harmonogramu i wymieniane całe, gdy ich pojemność spadnie, a nie pojedynczo. Wstawienie nowej baterii zamiast starszej może powtórzyć problem, który właśnie udało się wyeliminować.

Co na tej stronie nie jest opisane:

Ta strona dotyczy kontroli obciążenia w układach zasilania lamp ulicznych na bazie energii słonecznej. Nie obejmuje ona systemów kontroli oświetlenia połączonych z siecią elektryczną, centralnych układów zasilania na bazie prądu zmiennego ani systemów hybrydowych do zarządzania zasilaniem od wiatru i słońca. Jeśli przygotowujesz projekt instalacji i potrzebujesz jednolitego poziomu oświetlenia na wszystkich lampach, zacznij od naszego narzędzia do projektowania oświetlenia: odległości pomiędzy lampami oraz ich wydajność światła stanowią podstawę do ustalenia wymagań; kontrola mocy służy wyłącznie do zarządzania akumulatorem. Aby obliczyć wymagania dotyczące wielkości kontrolera i akumulatora dla każdej lampy, użyj kalkulatora do wyboru odpowiedniego kontrolera. Nasze lampy uliczne na bazie energii słonecznej typu „all-in-one są wyposażone w korektory jasności dostosowane do rodzaju zainstalowanych akumulatorów, co eliminuje najczęściej występujące nieszczęśliwe zdarzenia podczas ich eksploatacji.