Förklaring av toppsoltimmar för dimensionering av solcellsbaserade gatulampor
Förklaring av toppsoltimmar för dimensionering av solcellsbaserade gatulampor
Toppsoltimmar (Peak Sun Hours, PSH) är de timmar under dagen då solstrålning – det energimängd som når en yta från solen per ytedel – uppgår till minst 1 000 W/m², vilket är det standardiserade testförhållandet för att bedöma effektiviteten hos solpaneler. En plats med 5 toppsoltimmar har inte nödvändigtvis 5 timmar med “gott solsken” och 19 timmar mörker; istället sammanförs ungefär 13 timmars dagsljus till en energimängd som motsvarar 5 timmar med full effekt från solpanelerna. Varje beräkning för dimensionering av solcellsbaserade gatulampor börjar med denna siffra, eftersom den omvandlar panelernas effekt (i watt) till dagliga watttimmar.
Varför toppsoltimmar, inte dagsljus timmar, avgör designen?
Två platser kan ha samma lång dagslängd men skilja sig med 40 procent i antalet toppsoltimmar. Faktorer som påverkar detta antal inkluderar:
Breddgrad – Ju närmare ekvatorn, desto mer solstrålning per år (PSH – Peak Solar Hours). Klimat – Ständig molnighet minskar solstrålningen kraftigt; öknar och halvtorra områden har fördelar. Säsong – De flesta regioner har en variation på 30–50 procent mellan solstrålningen under sommar och vinter. Det är den vintermässiga nivån, inte den årliga genomsnittsnivån, som avgör hur mycket energi som kan produceras. Höjd – En tunnare atmosfär innebär högre solstrålning vid samma solvinkel. Skuggning – Träd, byggnader – till och med själva panelens stolpe – kan minska mängden energi som produceras under den tidsperiod från klockan 10 till 16, då mest energi genereras.
Formeln för årlig energiproduktion – med korrigering
Den vanliga uppskattningen i läroböckerna är: Energi (kWh/år) = PSH × Panelvattensantal × 365 × Systemeffektivitet
Exempel: En panel med 100 W och 5 PSH samt en systemeffektivitet på 0,85 ger 5 × 100 W × 365 × 0,85 = 155 125 Wh, vilket är cirka 155,1 kWh per år . (Den ursprungliga versionen av denna sida visade 155 375 Wh – ett räknfel; 155,1 kWh är det korrekta talet.)
Nu förbiser vi delstorleksguiden. Den 0,85-faktorn är avsett för laster som är anslutna till ett elnät eller direkt kopplade till en källa. En strålkälla som drivs av batterier använder aldrig denna faktor. Mellan solpanelen och LED-lampan finns en laddningskontroller, batterier, en LED-drivare samt kabeler – var och en av dessa komponenter tar upp en del av den totala effekten. När vi dimensionerar ett projekt använder vi en faktor som är lågre än 0,85 för att beräkna effekten från solpanelen till lampan, och den exakta faktorn beror på de komponenter som ingår i projektets lista över material och komponenter (BOM – Bill of Materials). Betrakta resultatet från formeln som en övre gräns, och anpassa därefter beräkningarna enligt din faktiska konstruktion.
Typiska PSH-värden per region
Tabellen nedan innehåller samma referensdata som publicerats på den ursprungliga sidan – årliga genomsnitt. Den högra kolumnen visar det ideala referensavkastningen per kWp (kilowatt-peak, panelens nominella effekt under standardtestförhållanden) innan eventuella systemförluster tas hänsyn till.
| Region | Maks antal soltimmar per dag | Referensproduktivitet (kWh/kWp/år) |
|---|---|---|
| Nordamerika (genomsnitt) | 3,5 – 5,5 | 1.278 – 1.980 |
| Europa (genomsnitt) | 2,5 – 4,5 | 913 – 1.643 |
| Asien (genomsnitt) | 3,0 – 6,0 | 1.095 – 2.190 |
| Australien | 4,5 – 6,5 | 1.643 – 2.373 |
| Mellanöstern | 5,0 – 7,0 | 1.825 – 2.555 |
| Sydamerika (genomsnitt) | 4,0 – 6,5 | 1.460 – 2.373 |
Två varningar angående denna tabell: För det första döljer genomsnittswärdena stora skillnader inom en och samma region – en plats vid kusten och en plats i hög öken, 300 km bort från varandra, kan ha en helt annan solproduktivitet. För det andra anger kolumnen “produktivitet” den ideala DC-värdet; detta är inte vad ett batterisystem faktiskt lagrar. Vid beräkning av autonomi bör du använda den solproduktivitet som råder under vintermånaderna, inte det årliga genomsnittet. Om du inte har specifika data för din plats kan vår solenergiproduktivitetsberäkningsverktyg hjälpa dig – du kan där själv ange relevanta faktorer som påverkar produktiviteten.
Placeringregler som verkligen spelar roll vid installationen
Orientering: Det riktiga sydets ligger på norra halvklotet, det riktiga nordets ligger på södra halvklotet. En fel av 15° kostar bara några procent av effektiviteten; en fel på 90° (att vända panelerna mot öster eller väster hela dagen) kostar mycket mer än de flesta människor förväntar sig.
Tillning: Anpassa panelernas tillning enligt den lokala latituden. På fasta, integrerade monteringar är tillningen redan inbyggd – kontrollera denna information mot din latitud innan du beställer, eftersom en panel som är justerad för 30° fungerar dåligt vid en tillning på 50°.
Skuggövervakning innan grunden läggs: Gå runt platsen klockan 10 på morgonen och 15 på eftermiddagen under årets kortaste dag. Denna 20-minutersövervakning förhindrar en klassisk fel: att ett träd som var litet vid installationen har blomstrat fullt ut efter fem år. Vi tar detaljerat upp hur skuggor påverkar solpaneler i artikeln Hur skuggor påverkar solpaneler.
Vad denna sida inte täcker:
Denna sida definierar PSH (Power Supply Head) och visar hur storleken beräknas. Den tar inte hänsyn till effekterna av paneltemperatur, beräkning av batteriets autonomi eller utdata från belysningsdesignprogram. För fullständig fotometrisk modellering samt beräkning av batteriets autonomi, använd vår belysningssimuleringstjänst – eller skicka oss platsens koordinater så att vi kan genomföra en utvärdering av belysningsystemets prestanda tillsammans med dig.