Solkraftsdrivna reklampannor: Hur vi dimensionerar dem

Börja med belastningen, inte solmängden

De flesta köpare börjar med frågan “Hur många solpaneler behöver vi?” Vi svarar istället med två frågor: Hur många watt drar displayen från nätet, och hur många timmar drar den igår natten?

En statisk reklampann upplyst av LED-lampor har en låg belastning – vanligtvis några hundratals watt för en stor display. Denna värde bör dock hämtas från displayleverantörens datablad, inte från några uppskattningar. En digital reklampann med rörliga delar har en mycket högre belastning (flera kilowatt) och drar strömmen dygnet runt, inte bara på natten. Om man dimensionerar solpanelerna utifrån fel antaganden blir prissiffran avsevärt fel.

Korrekt dimensionering kräver noggrann information om belastning och solmängd

Tillfällighetsfrekvensen (duty cycle) är lika viktig som effekten (wattage). Reklampaneler som endast används för belysning är igång från skymning till gryning, eller från skymning till mitten av natten – om det finns lokala regler som begränsar belysningstid. Digitala skärmar däremot är igång dygnet runt. Den dagliga energiförbrukningen, i kWh, beräknas genom att multiplicera effekten med antalet timmar. Varje efterföljande beslut beror på just denna siffra.

Tre siffror bestämmer systemet

När den dagliga energiförbrukningen är fastställd handlar dimensioneringen om tre viktiga faktorer:

1. Batterilivslängd – i dagar: Vi anser som standard att batteriet ska ha tillgång till energi för 3 dagar på de flesta marknader, och 5 dagar på monsunområden eller tropiska platser där molniga vädorer är vanligt. Detta är vårt ingenjörskrav, inte en krav enligt någon specifik standard. En köpare som insisterar på att batteriet ska ha tillgång till energi endast under 1 dag för att spara kapitalkostnader byter på längre displaytidsperiod mot ett mindre batteri.

1. Användbar batterikapacitet: Ta den energi som behövs under hela batterilivslängden och dela den med den användbara nedladdningsgraden (DoD – Depth of Discharge). För LiFePO4-batterier (lithiumironphosphat) utformar vi batterier med en nedladdningsgrad på cirka 80 % – vilket är konservativt med tanke på batterietekniken och ger även utrymme för kapacitetsförsämring över tid.

1. Panelens effekt (i watt): Dela den dagliga energiförbrukningen med antalet soltimmar på platsen, och lägg sedan till 25–35 % för verkliga förluster: batterietemperatur, smuts på panelen, ledning, kontrollen samt omvandlingseffektivitet.

Här är ett exempel med runda siffror för att beräkningarna ska vara enklare att följa. Detta är en illustrativ exempel, inte en faktisk prissats.

Visning: Sex 120 W LED-strålkastare som är igång 10 timmar om natten → 7,2 kWh per dag. Batteri: 7,2 kWh × 3 dagar ÷ 0,8 (DoD – Depth of Discharge) → En batteribank med kapacitet på 27 kWh. Solpaneler: 7,2 kWh ÷ 4,5 timmar med hög solintensitet ≈ 1,6 kW i minsta fall; med en avdrag för energiförluster på 30%, blir det cirka 2,1 kW. Vi skulle använda sex solpaneler med varje en kapacitet på 400 W (totalt 2,4 kW).

Kontrollern: Kontrollern sammanför alla delar i systemet. När förhållandet mellan spänningen på solpanelerna och batteriet överstiger cirka 1,5 anvisar vi en MPPT-kontroller (Maximum Power Point Tracking); under detta värde är en PWM-kontroller (Pulse Width Modulation) den mest lämpliga lösningen ur teknisk synvinkel. Vår kalkylator för kontrollerns storlek för kontrollerns storlek beräknar detta utifrån angivna värden, och vår kalkylator för energibalans kalkylator för energibalans hanterar den dagliga energiproduktionen.

De fem delarna i systemet – och vad var och en måste hålla ut under 15 år Ett solpanelssystem består av fem funktionella delar: solpaneler, batteri, kontroller, visningen samt det övergripande styrsystemet. Det som listan inte anger är vad var och en av dessa delar måste hålla ut under 15 år, särskilt om systemet placeras vid en motorvägkant eller på ett tak.

Moduler: Monokristallina kiselpaneler har den högsta omvandlingseffektiviteten per kvadratmeter, vilket är viktigt när panelerna konkurrerar med annan utrustning om plats på taket. En vinkelning av panelerna som anpassas till platsens latitud maximerar den årliga produktionen; i cyklonområden begränsar vi däremot vinkeln och lägger istället till fler rader av paneler, eftersom större vinklar också ökar den yta som utsätts för vind och vatten. Föroreningar är en dold nackdel: damm från motorvägar kan minska den årliga produktionen med några procent inom några veckor, och kostnaden för rengöring är lägre än kostnaden för ytterligare paneler som skulle behövas på grund av föroreningarna.

Batteri: Vi använder LiFePO4-batterier för lagring av energi från panelerna: de har lång livslängd, kräver ingen underhåll och har en mycket mer stabil termisk funktion jämfört med äldre litiumbatterietyper. Batterihanteringsystemet (BMS) balanserar batteriet och stoppar laddningen vid överskridna temperaturer. Reservkapacitet för kontinuerlig regnig vädret är ingående i konstruktionen, och batteriutrymmen behöver värmebehandling i varma klimat, där temperaturerna på takmonterade batterier kan överstiga 45 °C under sommaren.

Kontrollen: Den reglerar laddningen och skyddar batteriet. Montera den i en ventilerad, skuggad hölje – den vanligaste feltypen är att kontrollen har försvärmts inuti en förseglad låda som sitter på en vägg som vetter mot syden.

Visning och styrning: En ljussensor som registrerar när det blir mörkt skalter automatiskt belysningen; dimmningssystemen anpassar ljusstyrkan beroende på tid och omgivningsljus. fjärrövervakning rapporterar systemets status via mobilnätverket, och varningsmeddelanden når underhållsgruppen innan en mörk reklamplatta gör det. För digitala displayer överförs även telemetrikdata via samma kanal – det är på detta sätt som operatören får veta att skärmen stängdes av klockan 02:10, istället för vid den morgonliga kontrollen på platsen.

Struktur och plats: Det som köpare ofta förbiser

En reklamplatta fungerar som en “segel” – både panelerna och displayytan tar emot vind. Fackverksmaterialet (braketet) är det strukturella elementet som ofta förbises att uppskatta, förrän ingenjörskontrollen har ägt rum.

Vindbelastning först, överskridande krafter som näst. Designen av stödkonstruktionerna måste kunna hantera både den vindbelastning som påverkar solpanelerna och den som kommer från displayerna. I våra projekt är detta ofta den aspekt som gör att ekonomiska beräkningar blir ogiltiga när upptäckterna sker för sent. Korrosionsskydd är också avgörande – platser vid kusten och på motorvägar utsätts för salt och isavvisande medel, därför använder vi vanligtvis stålkonstruktioner galvaniserade med en ytbeläggning som standardlösning, utan att detta betraktas som en extra kostnad.

Markning och blåsskydd. Reklamkonstruktioner är höga och utsatta för omgivningarna, och ett korrekt markningskoncept skyddar den elektronik som finns bakom dem. Enligt vår erfarenhet är detta ofta den första delen som tas bort från billiga kostnadsuppskattningar – och även den första delen som felar under blåskostnadssäsongen.

Inträdesskydd. Förbindningsboxar, kontroller och anslutare finns utomhus under hela 15 års tid. Vi kräver minst IP65-nivå av skydd mot stoft och vatten; annat kräver regelbunden underhåll.

Skuggskydd. En ny byggnad, en rad träd eller själva billboardmasten kan skapa skuggor över delar av solpanelerna under stora delar av dagen. Planera geometrin noggrant innan stål beställs – vårt skugganalysverktyg hjälper till med denna analys, även för säsongsmässiga förändringar.

Redundans och underhåll: Viktiga komponenter (kontroller, BMS, sensorer) förvaras som reservdelar på flera platser. Ett fel i en kontroller på en avlägsen plats innebär att en hel lastbil måste skickas för att byta ut den komponenten – det är inte möjligt att bara byta ut den på plats. Tvååriga inspektioner som omfattar anslutningar, vridmoment, smuts och batterihälsa säkerställer att den 15-åriga designlivslängden uppfylls.

Urbana digitala reklampaneler: Kombination av solenergi och elnät överträffar enbart solenergi

För en dygnsvis digital visning i en stad blir det snabbt dyrt att använda enbart solenergi utan anslutning till elnätet: Det yta som krävs för att systemet ska fungera dygnet runt konkurrerar med det utrymme som finns på takten, och varje storm utgör en risk för intäkterna. Den konfiguration vi rekommenderar för urbana områden är en hybridlösning som är ansluten till elnätet. Solenergin täcker den dagliga energibehovet och kompenserar för kostnaderna för elnätet, batteriet säkerställer strömförsörjning under avbrott, och anslutningen till elnätet garanterar att reklampanelen aldrig blir outecknad. En outecknad digital reklampanel innebär förlorade reklamintäkter – och anslutningen till elnätet är ett billigt försäkringsskydd mot just detta.

På avlägsna platser längs motorvägar är situationen omvänt: Utbyggnad av elnät kan kosta mer än själva solenergisystemet, så den versionen som är utan anslutning till elnätet är ekonomiskt mer fördelaktig. Samma princip gäller för busshöljare, flygplatsområden och bensinstationer – där energibehovet är lågt, platserna är soliga och det finns inga praktiska hinder för anslutning till elnätet.

Var solenergireklampaneler passar in

Applikationskartan är bredare än vägspjälten. Vägspjälten finns på avlägsna, soliga platser där utbyggnad av elnätet är dyrt – därför drar de störst nytta av solenergi. Busshyser har låga energibehov i kombination med mycket trafik och begränsad utrymme, vilket gynnar kompakta, integrerade lösningar. Flygplatser och transportcentra har både höga krav på tillförlitlighet och energi; deras stora takytor ger plats för solpaneler. Bensinstationer, snabbmatsbutiker, skönlitterära skyltar, stadioner och evenemangsorter upprepar detsamma mönster: låga energibehov, exponerade, soliga platser, och ingen praktisk möjlighet till anslutning till elnätet. I varje fall förändras metoden för att bestämma storleken på solpanelerna inte; endast listan över energibehov varierar.

Vad solenergi sparar – och var den inte gör det…

Elektricitet och anslutningskostnader: Solceller minskar eller eliminerar behovet av att köpa elektricitet från nätet för belysningsändamål, och undviker därmed kostnader för grävningar samt transformatorer på avlägsna platser. På en vägplats som ligger 20 km från den närmaste elnätanslutningen kan dessa kostnader ofta överstiga hela priset för solcellssystemet. Koldioxidutsläpp: Varje kWh som produceras med solceller är en kWh som annars skulle ha producerats av ett elnät eller en dieselgenerator. I situationer där en dieselgenerator används istället för ett elnätslutning kvantifierar vår jämförelse mellan solceller och dieselgeneratörer solceller och dieselgeneratörer hur mycket koldioxid som sparas. Störningar på platsen: Ingen behov av grävningar, inga transformatorer, inga kabeler längs vägkanten. Solcellssystemet och batterier placeras direkt på byggnaden – vilket är viktigt på vackra vägar samt i miljövänliga områden, där ett anslutning till elnät skulle kräva extra tillstånd. Intäktsbeskydd: Oavbruten drift är värre för ett reklamföretag än den energibilan som sparas. Solceller i kombination med batterilagring innebär dessutom en förbättrad kvalitet på elnätet.

Återbetalningen beror på en enda jämförelse: kostnaden för utbyggnad av elnätet plus elkostnaden under 15 år, jämfört med installationskostnaden för solsystemet. Där elnätet är nära och elpriset är lågt minskar skillnaden, och då måste koldioxidaspekterna vara avgörande för beslutet. Politiskt stöd, intäkter från koldioxidhandel samt grönkvalificeringspoäng för reklamanläggningar utrustade med solceller är viktiga faktorer som kan påverka beslutet positivt. Där elnätet är långt bort vinner solenergi vanligtvis helt klart. Vår ekonomiska analyskalkylator gör denna jämförelse med dina priser och investeringskostnader.

Vi säger “nej” till köpare i tre situationer:

1. Vid platser med låg solbelystning där det inte finns någon reservkälla till elnätet och där en 24-timmarsdigital display krävs;
2. Vid platser där skuggning från omgivande objekt inte kan elimineras genom konstruktionella åtgärder;
3. Vid projekt där vindbelastningen inte har granskats och godkänts av en kvalificerad strukturingenjör.

De två första fallen beror på ekonomiska aspekter, medan det tredje fallet handlar om säkerhet.

Vad denna sida inte täcker:

Denna sida behandlar den fotovoltaiska strömförsörjningen för billboards: belastning, lagring, produktion, konstruktion och styrning. Den omfattar inte inköp av displayer, behov av tillstånd för belysningstid, villkor för markhyresavtal eller logistik för batterirecyling, och den kan inte ersätta en platsspecifik strukturell beräkning. Skicka oss displaydatabladet samt platskoordinaterna, så kan vi samarbeta med dig för att beräkna behovet av strömförsörjning. För belysningen runt en plats (parkeringsområden, åtkomstvägar, områdens perimetrar) använder våra all-in-one-solcellslampor samma ingenjörsmetoder, men i mindre skala.