Układy sterujące położeniem paneli słonecznych w lampach ulicznych
-- kiedy takie rozwiązanie się opłaca
Układy sterujące położeniem paneli słonecznych w lampach ulicznych: kiedy takie rozwiązanie się opłaca
Krótka odpowiedź: Układy sterujące położeniem paneli są dobrym rozwiązaniem w przypadku farm słonecznych, ale niekoniecznym w lampach ulicznych. Zwiększenie wydajności energii o 20–30% jest faktyczne, ale w lampach można uzyskać ten sam efekt poprzez zainstalowanie większych, stało umieszczonego paneli słonecznego – co jest tańsze i nie wymaga żadnych dodatkowych elementów, które mogłyby się uszkodzić. Najczęściej pytani jest, czy można dodać takie urządzenie do lampy, a nasza odpowiedź jest niemal zawsze negatywna. Poniżej znajdziesz wyjaśnienia oraz wyjątkowe przypadki, w których takie rozwiązanie może się okazać przydatne.
Jak działa układ sterujący położeniem panela
Układ sterujący położeniem panela słonecznego przemieszcza panel wraz ze słońcem. Składa się z czterech elementów:
Sensory mierzą intensywność i kierunek światła. Zaawansowane modele wyposażone są w dodatkowe sensory położenia (tilt) i azymutu – azymut odnosi się do poziomego kąta, pod jakim znajdują się panele słoneczne – co poprawia dokładność ich sterowania. Kontroler odczytuje sygnały z sensorów, oblicza położenie Słońca i określa kąt, w którym panele powinny być ustawione. System napędowy (składający się z silnika i transmisji) przenosi ten ruch na osię montażową paneli. Konstrukcja nośna , zwykle zrobiona z aluminium lub stali, utrzymuje całą instalację i musi być odporna na warunki pogodowe w miejscu montażu.
W porównaniu z tradycyjnymi, nieruchomymi rozwiązaniami, takie układy zwiększają wydajność paneli słonecznych o 20% do 30%, ponieważ panele cały dzień znajdują się w optymalnym położeniu, a nie w jakimś ustalonym kompromisie. Ponadto automatycznie dostosowują się do sezonowych zmian położenia Słońca.
Gdzie zysk od wartości wyposażenia przewyższa koszty Taki wzrost wydajności uzasadnia stosowanie tego typu urządzeń, szczególnie w przypadkach, gdy ograniczeniem jest dostępna powierzchnia pod montaż.
Elektrownie w skali przemysłowej: Układy paneli słonecznych na otwartych terenach generują większą ilość energii na hektar, a kontrola wszystkich elementów jest centralizowana. Koszt silników stanowi jednak znaczną przeszkodę pod względem budżetu projektu. Systemy na dachach w przestrzeniach ograniczonych: Gdy każdy metr kwadratowy dachu jest cenny, uzyskanie dodatkowej energii (20–30%) z tej samej powierzchni może być bardziej opłacalne niż montaż nowych paneli. W obu przypadkach konstrukcja dachu już istnieje, ekipy serwisowe często do niej przychodzą, a uzyskana energia jest przekazywana do sieci elektrycznej lub do dużych baterii.
Dlaczego to nie sprawdza się w przypadku słupów świetlnych na ulicach?
Słup świetlny na energię słoneczną to zupełnie inna sytuacja – słabości układów sterujących panelami są dokładnie w miejscu, w którym znajduje się sam słup.
Ruchome elementy w systemach klimatycznych: Silnik, układ przenoszenia napędu oraz elementy łączące elementy konstrukcji mogą ulegać awariom, czego nie dotyka przypadku paneli słonecznych zamontowanych na stałych oprawach. Te panele znajdują się na słupach, a ich serwis wymaga użycia specjalnych urządzeń (np. wyciągarek), a nie możliwości bezpośredniego wejścia do pomieszczeń, w których znajdują się elementy instalacji.
Lepsza alternatywa do obecnego rozwiązania: Zamiast paneli słonecznych zamontowanych na stałych oprawach, można użyć tańszych alternatyw. Dodatkowe 20–30% powierzchni panela nie wpływa na koszt samego urządzenia, ale na koszt energii zużywanej. Cena panela na jednego watu cały czas spada, natomiast koszt urządzeń do sterowania panelami jest stały i obejmuje również koszty ich konserwacji.
Zapotrzebowanie na energię i stan stand-by: Samo urządzenie do sterowania panelami zużywa energię podczas zmian ich położenia, a ponadto musi utrzymywać ich w ustalonym miejscu przez noc. To nie jest korzystne pod kątem ograniczonych budżetów.
Wpływ kąta na obciążenie konstrukcji: Panele słoneczne sterowane automatycznie zmieniają swoją powierzchnię narażoną na wpływ wiatru w ciągu dnia, więc obliczenia konstrukcyjne muszą uwzględnić najgorszy scenarij dla każdego możliwego kąta (patrz nasz kalkulator obciążenia wiatrem. Panele słoneczne zamontowane na stałych oprawach są projektowane z uwzględnieniem jednego, stałego scenarija obciążenia.
Racjonalne wybory: W przypadku paneli słonecznych zamontowanych na stałych oprawach uzyskuje się korzyści pod względem kosztów, niezawodności oraz częstoty konserwacji, przy identycznym dziennym zużyciu energii.
Szczere wyjątki: Istnieją dwa przypadki, w których zdecydowanie zaleca się stosowanie paneli słonecznych sterowanych automatycznie – mowa o produktach do oświetlenia.
- Wielkie, autonomiczne wieże oświetleniowe , gdzie konstrukcja jest już wysoka, poddana regularnym konserwacjom, a obciążenie jest na tyle duże, że rozmiar paneli słonecznych staje się niepraktyczny z punktu widzenia montażu.
- Instalacje demonstracyjne lub flagowe , gdzie widoczny mechanizm sterowania ruchu paneli słonecznych stanowi element istotny w ich designie, a budżet tego wymaga.
Dla standardowych lamp ulicznych, drogowych i ścieżkowych rozwiązanie inżynieryjne polega na użyciu stałych opraw, ustawionych pod kątem odpowiednim do lokalnego położenia geograficznego (stosunkowo większy kąt ustawienia jest konieczny w obszarach o intensywnym ruchu zimą); rozmiar paneli i baterii są dostosowane do wymagań systemu. Takie lampy dostępne są w naszej linii produktów „All-in-one Solar Street Lights” [Solar Street Lights”]. Aby dokonać prawidłowego wyboru kontrolera i baterii, użyj naszego kalkulatora do ustalenia wymiarów kontrolera.
Co ten przewodnik nie obejmuje
Ten przewodnik dotyczy tylko lamp ulicznych z mechanizmami sterowania ruchu paneli słonecznych. Nie zawiera szczegółowych informacji o projektowaniu takich systemów w dużych elektrowniach, optymalizacji ustawienia opraw pod kątem lokalnego położenia geograficznego, ani o wyborze baterii i kontrolerów (patrz nasz przewodnik MPPT vs PWM).