Solar Light Tower
-- Autonomy on Rainy Days – The Math Behind Its Energy Efficiency
Solar Light Tower: Autonomy on Rainy Days – The Math Behind Its Energy Efficiency
Maikling sagot: Ang aming standard na tower ay maaaring gumana nang halos 7 gabi ayon sa mga pagkalkula sa label nito, ngunit sa antas ng pagkakarga kung saan talagang kayang tumagal ang mga gel battery, dapat asahan natin na maaari lamang itong gumana nang 3–4 gabi. Sa isang 12-oras na gabi sa taglamig, maaari lamang itong gumana nang halos 3 gabi. Ang pagkakaiba sa mga numero na ito ang dahilan ng karamihan sa mga dissatisfied na bumili. Narito ang buong detalyadong pagkalkula, kasama ang lahat ng mga ipinagpalagay.
Mga komponente at kanilang gamit:
| Komponente | Standard spec | Gamit |
|---|---|---|
| Solar panels | 3 × 440 W monocrystalline | Pagtitipon ng enerhiya mula sa araw |
| Battery | 6 × 12 V 200 Ah gel lead-acid | Pag-iimbak ng enerhiya |
| Lamp heads | 4 × 50 W LED | Nagbibigay ng liwanag |
Pagtitipon ng enerhiya:
Ang tatlong 440 W na solar panel ay nagbibigay ng kabuuang 1,320 Wp ng enerhiya mula sa araw. Sa average na 4 oras ng pinakamalakas na sinag ng araw (peak sun hours, PSH), ang enerhiyang nakakolekta ang mga panel ay:
1.32 kW × 4 h ≈ 5.3 kWh kada araw
Ang numero na iyon ay bago ang mga pagkakataong may pagkawala ng enerhiya (losses). Kapag ang enerhiya ay dumadaan sa mga kontroler, resistensya ng mga kable, at proseso ng konversyon, karaniwang nababawasan ito nang 10–20%. Kaya, ang wastong pagkalkula para sa araw-araw na paggamit ng enerhiya sa isang lugar na may taglay na 4-PSH (Power Supply Hours) ay mga 4.3–4.8 kWh. Ang mga lugar sa timog na may taglay na 4–5 PSH ay nasa pinakamataas na banda ng pagkalkula; habang ang mga lugar sa hilaga sa panahon ng taglamig na may taglay na 3–4 PSH ay nasa pinakamababang banda.
Sa aspekto ng pag-iimbak ng enerhiya:
Isang baterya ng tipo gel na may taglay na 12 V at 200 Ah ay kayang magimbak ng 12 V × 200 Ah = 2.4 kWh ng enerhiya. Anim na bateryang ganitong uri ay kayang magimbak ng 14.4 kWh ng enerhiya.
Dito ang totoo: Ang mga baterya ng tipo gel-lead-acid ay nagbibigay ng kanilang itinakdang buhay ng paggamit (cycle life) kapag ang antas ng pagkawala ng enerhiya (depth of discharge, DoD) ay mga 50%. Kung papagurin ang mga ito hanggang sa lubusang pagkawala ng enerhiya, ang buhay ng paggamit ng mga ito ay magiging napakababa. Kaya, ang aktwal na reserbadong enerhiyang maaaring magamit ay halos:
14.4 kWh × 50% ≈ 7 kWh na maaaring magamit.
Sa aspekto ng paggamit ng enerhiya:
Apat na ilaw na gumagamit ng teknolohiya ng LED, bawat isa ay may kapangyarihan na 50 W, at tumatakbo nang 10 oras kada gabi ay gumagamit ng 4 × 50 W × 10 h = 2 kWh ng enerhiya kada gabi. Kapag ang mga gabi sa taglamig ay tumatagal hanggang 12 oras, ang paggamit ng enerhiya ay tataas na sa 2.4 kWh kada gabi.
Ang sagot tungkol sa katatagan ng sistema (autonomy):
Kapag walang enerhiyang nagmumula sa solar, ang aktwal na oras na maaaring mapaglaan ng sistema ay kinakalkula sa pamamagitan ng paghihiwalay ng reserbadong enerhiyang maaaring magamit sa pang-araw-araw na paggamit ng enerhiya.
- 7 kWh ÷ 2 kWh = halos 3.5 gabi kapag tumatakbo nang 10 oras kada gabi
- 7 kWh ÷ 2.4 kWh = halos 3 gabi kapag tumatakbo nang 12 oras kada gabi sa panahon ng taglamig
Ang orihinal na bersyon ng pahinang ito ay binaggit na 7 araw sa timog at 6 araw sa hilaga. Ang mga numero na iyon ay kinakalkula sa pamamagitan ng paghihiwalay ng 14.4 kWh (kapasidad ng baterya) sa pang-araw-araw na paggamit, na ipinapalagay na ang baterya ay nababawasan nang lubusan sa kapasidad nito at hindi kailanman pinupunong muli sa panahon ng paggamit. Sa teorya, iyan ay posible; ngunit sa praktika, ang baterya ay maaaring mawalan ng kapasidad sa loob ng maikling panahon. Ang pagbabago sa oras ng pinakamalakas na pagkakaroon ng liwanag sa bawat rehiyon ay nakaaapekto sa bilis ng pagpapuno ng baterya sa panahon ng tag-ulan. Subalit, ang oras na kinakailangan upang mabawi ang kapasidad ng baterya ay hindi nagbabago, at ito ay nakadepende sa kapasidad ng baterya mismo.
Kapag nagbabago ang mga kinakailangan:
- Kailangan ng 5 o higit pang magkakatuloy na gabi na walang liwanag → Dapat palakasin ang baterya o gumamit ng bateryang uri ng lithium, dahil ang bateryang lithium ay may mas matagal na tagal ng paggamit bago mawalan ng kapasidad.
- 24-oras na operasyon → Ang pang-araw-araw na paggamit ay tataas sa halos 4.8 kWh kada gabi, at walang bateryang uri ng lead-acid ang makakayang tumagal nang dalawang gabi, lalo na limang gabi. Dapat gumamit ng kombinasyon ng baterya at generator bilang backup.
- Sa malalamig na lugar → Ang kapasidad ng baterya ay nagbababa habang bumababa ang temperatura; kaya dapat ibawasan ang inaasahang oras ng pagpapuno ng baterya, hindi ang kapasidad nito ayon sa label.
Ano ang hindi nasasaklaw ng pahinang ito
Ang pahinang ito ay nakatuon sa mga mobile solar light tower na may nakapirmi nang pagkakayari (fixed configuration). Hindi ito sumasaklaw sa mga lighting tower na nakakabit sa mga trailer, mga variant na gumagamit ng lithium batteries, o mga portable na unit na nakakonekta sa grid, na mayroong ibang mga panuntunan. Upang makalkula ang kinakailangan para sa iyong sariling lugar sa panahon ng pinakamalakas na pagkakaroon ng araw (peak sun hours) at mga kinakailangan para sa awtonomiya (autonomy) ng sistema, gumamit ng aming solar autonomy calculator at energy balance tool. Para sa mga nakapirmi nang pagkakabit (fixed installations) sa halip na mga mobile towers, tingnan ang aming linya ng all-in-one solar street lights.