Руководство по световому столбу солнечной энергии: определение размеров, структура и закупки проекта

Дистрибьютор в Западной Африке заказал 60 фонарных столбов с солнечной энергией для сельской дороги длиной 4,2 км. Сорок девять из них работали с первого дня. Одиннадцать потемнели через четыре часа после захода солнца не потому, что светодиоды вышли из строя, а потому, что размеры панелей были рассчитаны с учетом июльского показателя освещенности, а батареям был предоставлен один день автономной работы. Счет за ремонт — новые батареи, панели большего размера, две обратные поездки — превысил первоначальную стоимость оборудования.

Эта неудача предсказуема, и ее можно избежать. Световой столб солнечной энергии представляет собой небольшую автономную электростанцию ​​со структурным каркасом, и две половины должны быть спроектированы относительно друг друга. Если вы купите столб у одного поставщика, панель у второго, батарею у третьего и контроллер на том складе, который имеется в наличии, вы получите систему, которая удовлетворяет одному требованию и незаметно подводит другое.

Краткая версия следующего: сначала определите энергетический бюджет, затем — структуру, и только потом выбирайте конфигурацию. Все остальное — высота опоры, отделка, тип панели, химический состав батареи, класс контроллера, размеры фундамента — выпадает из этих двух расчетов. Оставшаяся часть этой статьи посвящена этим расчетам с реальными числами, диапазонами допусков, показателями ветра и формулировками закупок, которые вы можете вставить в запрос предложения.

Что включает в себя фонарный столб солнечной энергии и что на самом деле означает «полный»

Оставьте маркетинговый язык, и фонарный столб солнечной энергии представляет собой набор из восьми подсистем, которые должны работать как одна:

• Фотоэлектрический модуль — монокристаллическая жесткая панель, гибкая ламинированная панель или цилиндрическая обернутая панель, установленная сверху опоры, на боковом кронштейне или вокруг стержня опоры.
• Контроллер заряда — MPPT или PWM, отвечающие за сбор выходного сигнала панели и защиту аккумулятора от перезаряда и глубокого разряда.
• Батарейный блок — обычно ЛиФеПО4 в новых проектах, гель или AGM в системах старше пяти лет.
• Светодиодный светильник и драйвер — обычно от 30 до 120 Вт для освещения дорог и территорий, от 8 до 30 Вт для дорожек и садов.
• Полюс и рука — стальные или алюминиевые, конические или прямые, с одним рычагом, с двойным рычагом или без рычага в интегрированных конструкциях.
• Аккумуляторный отсек — короб на опоре, подземное хранилище или отсек в основании опоры.
• Фундамент и анкерный комплект — бетонное основание, встроенные анкерные болты, выравнивающие гайки, раствор и шаблон для болтов, который удерживает клетку прямоугольной.
• Проводка, предохранители и защита от перенапряжения — жгут проводов, прерыватель постоянного тока и часто небольшой ограничитель перенапряжения на стороне панели.

Таким образом, «полный» означает нечто большее, чем «все детали, включенные в коробку». Это означает, что детали подобраны: мощность панели достаточна для худшего месяца на объекте, у батареи достаточно полезных киловатт-часов для автономности, которую вы обещали клиенту, опора имеет достаточную конструктивную мощность для дополнительной проекции панели при порыве ветра 40 м/с, а контроллер имеет настройки для работы с этим конкретным химическим составом батареи, не нагревая ее летом или не отказываясь от зарядки зимой.

Самый распространенный пробел, который мы видим во входящих спецификациях, — последний. Покупатели тратят часы на люмены и цветовую температуру, а затем одобряют контроллер, профиль заряда которого по умолчанию установлен для свинцово-кислотного аккумулятора, на аккумуляторе LiFePO4. Система работает в течение сезона, а затем теряет мощность, поскольку напряжение элементов не достигло должной стадии поглощения.

«Все в одном», сплит-система и встроенный цилиндр: выбор конфигурации

Конфигурация – это решение, связанное с обслуживанием и рисками, в гораздо большей степени, чем эстетическое. Сегодня на практике используются три семейства.

Все в одном (интегрировано)

Панель, аккумулятор, контроллер и светильник расположены в одном корпусе наверху опоры. Установка быстрая, проводка минимальна, весь блок можно снять с помощью двух болтов. Компромиссы: емкость аккумулятора ограничена объемом корпуса, в жарком климате под панелью скапливается тепло, а в некоторых регионах кража всей головы представляет собой реальный риск. Типичный диапазон: светильники мощностью от 20 до 100 Вт с блоками питания 12,8 В или 25,6 В и емкостью примерно до 60 Ач.

Интегрированный в цилиндр

Фотоэлектрический материал оборачивается вокруг самого полюсного вала, обычно под углом от 270 до 360 градусов. Поскольку нет плоской панели, обращенной к небу, площадь ветрового паруса резко уменьшается, ориентация становится почти неважной, а дождь делает поверхность более чистой, чем горизонтальная стеклянная панель. Мощность на квадратный метр поверхности ниже, чем у плоского жесткого модуля, поэтому цилиндрические системы рассчитаны на умеренные нагрузки — освещение дорожек, дорог с низкой интенсивностью движения, дворов, граничное освещение — вместо шоссейных светильников мощностью 100 Вт.

DDK-SSPL-2000 Цилиндрический солнечный столб с одинарным или двойным плечом Настраиваемый цилиндрический солнечный столб для уличных светодиодных фонарей, видеонаблюдения, ландшафтного, садового и паркового освещения; встроенная панель и одиночные или двойные кронштейны подходят для использования на открытом воздухе. Посмотреть продукт →

Сплит (отдельный)

Панель монтируется над светильником, аккумулятор находится в базовом отсеке или подземном хранилище, а контроллер живет вместе с аккумулятором. Это наиболее гибкая схема: вы можете свободно увеличивать размер батареи, заменять элементы, не прикасаясь к осветительной головке, и использовать стандартные компоненты на 12 В, 24 В или 48 В. Он также требует больше времени на установку и требует защищенного от несанкционированного доступа батарейного отсека.

Практическое правило из опыта проекта: если требуемая ежедневная энергия превышает примерно 800 Втч или объекту требуется более двух дней автономной работы, используйте разделение. Отдельное размещение электроники дает место для ячеек и позволяет использовать блок питания на 25,6 В или 51,2 В, который вдвое снижает ток при той же мощности и снижает резистивные потери в жгуте проводов.

Определение энергетического бюджета перед определением размера полюса

Все в нисходящем потоке зависит от одной цифры: ватт-часов в сутки при нагрузке. Если вы ошибетесь, никакая хорошая сталь или дорогие батареи не спасут проект.

Шаг 1 — Суточная нагрузка в ватт-часах

Возьмите мощность светильника и умножьте ее на часы, в течение которых он фактически работает на полной мощности. Современные контроллеры используют профили затемнения, поэтому встраивайте профиль в арифметику, а не предполагайте плоскую прорисовку.

Пример: светодиод мощностью 80 Вт на сельской дороге. Профиль: 100 процентов на 5 часов, затем 40 процентов на 6 часов.

• Полная мощность: 80 Вт × 5 ч = 400 Втч.
• Приглушенная энергия: 32 Вт × 6 ч = 192 Втч.
• Суточная нагрузка: 592 Втч, округляем до 600 Втч для расчетного запаса

Шаг 2. Пиковые солнечные часы в худший месяц

Пиковые солнечные часы (PSH) — это эквивалентное количество часов при освещенности 1000 Вт/м². Среднегодовые значения опасно вводят в заблуждение для автономной системы. На объекте со среднегодовым значением 4,9 PSH в декабре может наблюдаться 2,6 PSH, а в декабре батареи самые холодные и наименее эффективные. Планируйте худший месяц или примите, что вам придется добавить дни автономности, чтобы покрыть его.

Приблизительные ориентировочные значения для правильно наклоненного массива, обращенного на юг:

• Пустыня на юго-западе США: 6,5–7,5 PSH летом, 4,5–5,5 зимой.
• Южная Европа: 6,0–7,0 летом, 3,0–3,8 зимой.
• Центральная и Северная Европа: 4,5–5,5 летом, 1,3–2,2 зимой.
• Прибрежная часть Западной Африки и Юго-Восточной Азии: 4,5–5,5 лет круглый год, с муссонными падениями.
• Ближневосточное побережье Персидского залива: 7,0–8,0 летом, 4,5–5,5 зимой.

Шаг 3 — Мощность панели

Разделите ежедневную нагрузку на (PSH × коэффициент снижения мощности системы). Реальное комбинированное снижение номинальных характеристик хорошо построенной наружной системы составляет от 0,65 до 0,78, включая потерю температуры панели, загрязнение, проводку, преобразование контроллера и эффективность работы батареи в обоих направлениях.

Используя 2,8 PSH зимой и коэффициент 0,72: 600 ÷ (2,8 × 0,72) = 600 ÷ 2,016 ≈ 298 Вт. Это предполагает 2 × 160 Вт или 1 × 320 Вт панели, а не 200 Вт, которые можно было бы получить при расчете только для лета.

Шаг 4 — Емкость аккумулятора

Для определения размера батареи необходимы три входных параметра: ежедневная нагрузка, дни автономной работы и полезная глубина разряда.

Пример: 600 Втч в день, 3 дня автономной работы, LiFePO4 при полезной глубине разряда 85 процентов.

• Энергия для хранения: 600 × 3 = 1800 Втч полезной энергии.
• Номинальная мощность: 1800 ÷ 0,85 ≈ 2118 Втч
• При 25,6 В: 2118 ÷ 25,6 ≈ 83 Ач, поэтому укажите аккумулятор на 100 Ач/2,56 кВтч.

При использовании геля или AGM на том же объекте требуется примерно удвоенная номинальная емкость, поскольку полезная глубина разряда приближается к 50 процентам, а срок службы после этой точки сокращается. Вот почему две системы с одинаковой мощностью светодиодов могут отличаться по стоимости на 40 процентов, а одна из них все равно выходит из строя через четвертый год.

Шаг 5 — Температурная коррекция

Две поправки обычно пропускаются. Во-первых, фотоэлектрические панели теряют мощность при повышении температуры элемента: типичный монокристаллический модуль падает примерно на 0,35 процента на градус Цельсия выше 25 °C, поэтому панель при 60 °C обеспечивает примерно на 12 процентов меньше, чем его паспортная табличка. Во-вторых, элементы LiFePO4 не следует заряжать при температуре ниже 0 °C; в холодном климате аккумулятор нуждается в низкотемпературной отсечке или самонагревающемся блоке, а дополнительная энергия для обогрева должна появиться в бюджете.

Конструкция опоры: высота, ветровая нагрузка, марка стали и отделка

Добавление солнечной панели полностью меняет структурную проблему. Панель площадью 1,0 м², наклоненная под углом 30 градусов, ведет себя как небольшой парус, а на 9-метровом шесте этот парус находится на самом худшем плече рычага. При проектировании конструкции панель должна рассматриваться как часть эффективной проецируемой площади (EPA), а не как аксессуар.

Давление ветра и эффективная проекционная площадь

Базовое давление ветра составляет 0,613 × V², где V — скорость ветра в м/с, а результат — в паскалях. При скорости 33 м/с (около 120 км/ч) давление составляет примерно 667 Па; при скорости 45 м/с (около 162 км/ч) оно составляет примерно 1241 Па. Умножьте на проецируемую площадь и коэффициент формы — от 1,2 до 1,5 для наклоненной плоской панели, в зависимости от наклона и краевых эффектов — и вы получите силу, которой должна противостоять опора.

Пример: панель площадью 1,0 м² с коэффициентом формы 1,3 при ветре 40 м/с дает около 1275 Н, или примерно 130 кг поперечной силы, приложенной на высоте 8 м над фундаментом. Это изгибающий момент около 10 кН·м без добавления светильника и самой опоры. Декоративный столб длиной 6 м с толщиной стенки 2,5 мм — это не то же самое, что дорожный столб длиной 9 м с толщиной стенки 4 мм, и никакое количество краски этого не изменит.

Материал и толщина стенки

Сталь доминирует в освещении дорог и территорий: Q235B для стандартных опор, Q355B там, где требуется более высокий предел текучести на больших высотах или в зонах с сильным ветром. Типичная толщина стенок проверенных конструкций: 3,0 мм для опор длиной 6 м, 3,5–4,0 мм для опор длиной 8–9 м, 4,0–5,0 мм для опор длиной 10–12 м. Алюминий находит свое место в садовых и декоративных изделиях, поскольку он устойчив к коррозии без покрытия и может быть экструдирован в формы, внутри которых проходит проводка, что хорошо для интегрированных солнечных конструкций, где панель охватывает вал.

Отделочные системы

Для стальных опор горячее цинкование по стандарту ISO 1461 с минимальным средним слоем покрытия 70 мкм на стали толщиной 3 мм и толще является базовым вариантом для эксплуатации на открытом воздухе. В прибрежной или промышленной атмосфере, классифицированной как C4 или C5-M по ISO 9223, нанесите порошковое покрытие толщиной 60–80 мкм поверх цинка и убедитесь, что кромки обреза, сварные швы и дренажные отверстия обработаны должным образом. Столб, который ржавеет в месте сварки опорной плиты через три года, почти всегда является ошибкой подготовки, а не нарушением толщины покрытия.

Детали, которые определяют, выживет ли столб при установке

• Опорная пластина и косынки — толщина пластины соответствует разболтовке, косынки приварены с обеих сторон, подрез в носке шва отсутствует.
• Клетка для анкерного болта — Болты класса 4,8 или 8,8 с шаблоном, горячеоцинкованные, с резьбой, достаточной для выравнивающих гаек, а также гайки и шайбы.
• Люк — по размеру под разъем и предохранитель, с герметичной крышкой и застежкой из нержавеющей стали. Люки небольшого размера являются причиной того, что установщики врезают стены столбов на месте.
• Дренаж — скрытое дренажное отверстие над опорной плитой, чтобы конденсат не скапливался внутри вала.
• Подъемные и навесные варианты — шарнирные или коленчатые опоры стоят дороже, но при каждом посещении технического обслуживания снимайте кран. На солнечном столбе длиной 6 м с аккумулятором емкостью 2,5 кВтч в основании это решение окупается при первой замене блока.

Солнечные панели на столбе: жесткие, гибкие и цилиндрические

Выбор панелей – это компромисс между урожайностью с квадратного метра, поведением ветра, эстетикой и очисткой.

Жесткий монокристаллический

По-прежнему эталон производительности: эффективность модуля 20–23 процента, стандартная 25-летняя гарантия на производительность и предсказуемое температурное поведение. На опоре модуль обычно крепится на верхнем или боковом кронштейне под наклоном 10–30 градусов. Он должен быть обращен к экватору, что означает, что ориентация полюса имеет значение при установке, и он собирает пыль, листья и птичий помет на верхней поверхности.

Гибкие ламинированные панели

В гибких модулях используются те же монокристаллические ячейки, ламинированные на тонкую полимерную подложку с лицевым слоем из ЭТФЭ или аналогичного материала. Блок мощностью 120–140 Вт обычно покрывает площадь 1,1–1,4 м² и изгибается до радиуса, позволяющего закрепить его на изогнутой поверхности или цилиндре. Они весят гораздо меньше, чем стеклянные модули, что уменьшает момент в верхней части опоры, и их можно прикрепить к валу там, где жесткая рама была бы невозможна. Компромиссами являются более высокая стоимость ватта, более короткий реальный срок службы в суровых условиях УФ-излучения и более высокая чувствительность к повреждениям во время установки.

Гибкие панели — это то место, где интересна интегрированная конструкция солнечного столба: изогнутая или обернутая поверхность устраняет проблему ориентации, уменьшает ветровое парусение и позволяет дизайнеру разместить генерирующую мощность там, где плоский модуль выглядел бы неправильно. Чтобы подробнее понять, где окупается этот подход, наша команда написала о Преимущества гибких солнечных фонарей в реальных установках.

Цилиндрические и оберточные панели

Обертывание ячеек вокруг вала дает частичную генерацию практически со всех сторон, что полезно для опор, которые невозможно вращать — например, при замене на существующем фундаменте. Штраф вполне реален: изогнутая поверхность получает меньше прямого излучения на единицу площади, чем хорошо наклоненный плоский модуль, а эффективная площадь ограничена окружностью полюса. Цилиндр диаметром 140 мм занимает примерно 0,44 м² на метр высоты при полной обмотке, поэтому обернутая секция длиной 3 м дает около 1,3 м² поверхности — не вся эта площадь продуктивна при данном угле солнца.

DDK-GN003 Двусторонний интегрированный солнечный алюминиевый фонарь на столбе Двусторонний встроенный алюминиевый столб с возможностью выбора лампы мощностью 20 Вт/30 Вт, солнечной панелью мощностью 80 Вт, аккумулятором емкостью 40 Ач и классом защиты IP65 для наружного освещения столба. Посмотреть продукт →

Допуск наклона, ориентации и затенения

Фиксированный наклон должен быть примерно равен широте участка для круглогодичной работы или широте минус 10 градусов, когда зимний урожай имеет наибольшее значение. Затенение — тихий убийца: один кабель или ответвление, охватывающее одну цепочку ячеек, может сократить выходную мощность модуля на 40 и более процентов, а на опоре источником затенения часто является сам кронштейн светильника. Прежде чем утвердить планировку, проверьте путь солнца относительно кронштейна, столба и соседних деревьев.

Батареи и контроллеры: две части, которые определяют срок службы системы

Аккумуляторы и контроллеры являются причиной большинства сбоев в работе солнечного освещения, а также являются частями, которые чаще всего сокращаются, чтобы достичь целевого уровня цены.

Химия аккумуляторов на практике

• LiFePO4 — От 2000 до 6000 циклов в зависимости от глубины разряда и температуры, полезная емкость 80–90 процентов, ровное напряжение разряда и хорошее поведение при нагревании, если корпус вентилируется. Окно зарядки 0–45 °C, окно разряда от −20 до 60 °C. Требуется BMS с балансировкой ячеек и защитой от перегрузки по току.
• Гель/АГМ — дешевый и щадящий холод, но 500–800 циклов при глубине разряда 50 процентов в хороших условиях, гораздо меньше, если работать более интенсивно или оставить разряженным. Тяжелый, что важно для коробки, установленной на стойке.
• Литиевый НМК — более высокая плотность энергии, но меньший запас тепловой безопасности. Для наружных опор, подвергающихся воздействию прямых солнечных лучей, LiFePO4 является более безопасным инженерным выбором.

Класс контроллера

Контроллеры MPPT извлекают на 10–30 процентов больше энергии, чем ШИМ, в холодную погоду и в условиях низкой освещенности, поскольку они отделяют напряжение панели от напряжения батареи. В системе с массивом мощностью 320 Вт эта разница зачастую равна всему зимнему запасу. ШИМ приемлем в небольших системах садов и дорожек, где размер панели уже слишком велик.

Помимо класса, обратите внимание на три функции: программируемый профиль заряда, который точно соответствует спецификации элемента, выход нагрузки с программируемым затемнением и отключением при низком напряжении, а также температурную компенсацию или удаленный датчик температуры. Контроллеры, которые поставляются с фиксированным свинцово-кислотным профилем и не имеют доступных для пользователя настроек, сокращают срок службы элементов таким образом, которого установщик никогда не увидит.

Определение размеров корпуса

Аккумуляторный ящик — это не только механическое, но и тепловое решение. Герметичный стальной ящик под прямыми солнечными лучами в жарком климате может привести к повышению температуры элемента на 15–20 °C выше температуры окружающей среды, а каждые 10 °C устойчивого повышения температуры примерно вдвое сокращают срок службы. Затените ящик, проветрите его или закопайте батарею в хранилище с дренажным отстойником — но решите это до заливки фундамента, а не после.

Фундаменты, установка и допуски на площадке

В фундаментальной работе проекты теряют график, а также там, где структурные предположения либо подтверждаются, либо незаметно нарушаются.

Глубина и размеры

Типичной отправной точкой для солнечного столба высотой 6 м является фундамент глубиной 1,2–1,5 м и сечением 500 × 500 мм в твердом грунте; Панели большего размера, более высокие опоры, песчаные почвы или зоны с более сильными ветрами увеличивают эти цифры. Широко используемым правилом планирования является глубина, равная примерно 10 процентам высоты опоры плюс 0,6 м, которая затем сверяется с несущей способностью грунта и фактическим опрокидывающим моментом. Для мягкой или экспансивной глины ответом обычно является более широкое основание, а не более глубокое.

Бетон и отверждение

Укажите C25/30 или выше, установите анкерную клетку с помощью шаблона и проверьте выступ болта до того, как бетон схватится. Отверждение не является обязательным: бетон достигает большей части расчетной прочности в течение 7 дней, а практически полной прочности - через 28 дней. Установка опор и натяжных панелей на второй день является одной из наиболее частых причин смещения опорной плиты и возможного растрескивания сварного шва. Если график плотный, используйте высококонцентрированную смесь и проверьте ее или запланируйте установку столба как отдельный визит.

Допуски при монтаже, которые имеют значение

• Вертикальность анкерного болта в пределах 1 градуса; наклонная клетка означает наклоненный столб и панель, обращенную не по азимуту.
• Уровень опорной плиты до уровня не более 2 мм поперек плиты перед заливкой цементным раствором; выравнивающие гайки под пластиной делают это достижимым.
• Затяните анкерные гайки в соответствии со спецификациями производителя опоры, обычно поэтапно, и повторите проверку через 48 часов.
• Азимут панели в пределах 10 градусов от истинного юга (или севера в южном полушарии) для плоских модулей.
• Вентиляция аккумуляторного отсека должна быть очищена от стоячей воды и находиться на высоте не менее 200 мм над уровнем готового грунта.
• Кабель постоянного тока прокладывается в защищенном кабелепроводе с предохранителем или автоматическим выключателем на расстоянии не более 300 мм от положительной клеммы аккумулятора.

Всплеск и молния

Столбы высокие, открытые и подключены к электронике. В регионах с высокой кербауической активностью добавьте устройство защиты от перенапряжения постоянного тока на стороне панели и правильное заземление к опоре и арматуре фундамента. Один наведенный всплеск стоит контроллеру; прямой удар стоит всей головы, и никакая гарантия не распространяется на молнию.

Качество света, оптика и соответствие требованиям

Как только энергетический бюджет определен, проект освещения решает, будет ли установка принята клиентом и сообществом.

Целевые показатели эффективности и светового потока

Современные светодиодные светильники в уличных светильниках обеспечивают мощность 130–160 лм/Вт на уровне системы, поэтому светильник мощностью 60 Вт должен давать примерно 8000–9500 люмен. Считайте все, что ниже 120 лм/Вт, признаком устаревших чипов или недостаточного размера радиатора. Поскольку солнечные системы имеют ограниченную мощность, низкая эффективность напрямую приводит к увеличению размера панели и батареи, что является самым дорогим способом компенсировать дешевый светильник.

Оптика и однородность

Распределения типа II и типа III охватывают большинство применений на дорогах и путях. Контролирующим показателем является однородность: соотношение средней и минимальной освещенности 3:1 или лучше на проезжей части, при этом расстояние между столбами обычно в 3–4 раза превышает высоту установки для дорожного освещения и ближе для пешеходных зон. Яркая точка под столбом и темное пятно на полпути к следующему столбу не соответствуют требованиям, даже если средний уровень освещенности соответствует целевому значению.

Цветовая температура и блики

3000 K — обычный выбор для жилых дорог; 4000 K подходит для основных дорог и коммерческих помещений. При температуре выше 5000 К дискомфортные блики увеличиваются, не принося никакой пользы для зрения водителей. Экранированная оптика или светильники с плоским стеклом уменьшают восходящий свет, что важно в юрисдикциях с требованиями к темному небу, а также сохраняет чистоту панели, если она расположена под светильником.

Рейтинги проникновения и воздействия

Укажите IP65 или IP66 для светильника, IP67 для батарейного шкафа в открытых положениях и IK08 или IK09, если важным фактором является оборудование для защиты от вандализма или растительности. Рекомендации по сертификации, которые стоит запросить: IEC 60598 для светильников, IEC 61215 и IEC 61730 для фотоэлектрических модулей, IEC 62619 для литиевых элементов и сводки испытаний UN 38.3 для транспортировки.

Соответствие системы приложению

Одно и то же ключевое слово охватывает садовый столбик и 12-метровую мачту для шоссе, и язык спецификации не должен быть одинаковым для обоих. В таблице ниже указаны отправные точки на основе типичных проектов; каждому ряду по-прежнему нужен свой собственный энергетический бюджет.

Две заявки, которые редко попадают в тендерную документацию. Во-первых, бытовая нагрузка — системы видеонаблюдения, точки доступа Wi-Fi, USB-зарядка, датчики — должна быть добавлена ​​к дневному бюджету ватт-часов при их реальном рабочем цикле, а не при номинальной мощности. Камера мощностью 10 Вт, работающая в течение 24 часов, потребляет 240 Втч в сутки, что составляет 40 процентов от осветительной нагрузки в приведенном выше примере. Во-вторых, в деревнях и приграничных районах целью кражи является аккумуляторный отсек, а не панель. А DDK-VILLAGE Солнечный светильник на столбе для деревенского и настенного монтажа Полностью солнечное наружное освещение для сельских улиц, дорожек и экстерьеров зданий, поддерживающее установку на столбе или стене там, где электричество в сети ограничено. Посмотреть продукт → с блоком, зафиксированным внутри основания стойки, и набором винтов с защитой от несанкционированного доступа решает больше проблем, чем переход на панель большего размера.

Факторы затрат, общая стоимость владения и контрольный список закупок

Солнечные столбы обычно сравнивают с альтернативой, подключенной к сети, и сравнение меняется в зависимости от расстояния до ближайшей точки электроснабжения.

Куда на самом деле идут деньги

• Батарея — 20–35 процентов стоимости системы и первый компонент, подлежащий замене.
• Фотоэлектрическая панель и монтаж — 15–25 процентов.
• Полюс, рука и финиш — 15–30 процентов в зависимости от высоты, толщины стенок и системы покрытия.
• Светильник и драйвер — 10–20 процентов.
• Контроллер — 5–10 процентов и самое дешевое место для уничтожения остальных инвестиций.
• Фундамент и монтаж — 10–25 процентов на строительной площадке, выше в скалах или там, где требуется работа в ночное время.

Альтернатива сети имеет свою собственную структуру затрат: прокладка траншей и восстановление обычно обходятся в 30–80 долларов США за метр в зависимости от площади, плюс кабель, защитные устройства, мощность трансформатора и текущие счета за электроэнергию. Световой столб, использующий солнечную энергию, позволяет избежать всего этого, поэтому расстояние безубыточности для одного столба при расширении сети часто составляет всего 15–30 м траншеи — и намного меньше, когда тротуар невозможно разрезать.

Десятилетний взгляд

Предположим, замена LiFePO4 через 8–10 лет при нормальной цикличности, замена контроллера через 5–7 лет во влажном климате, очистка панели два раза в год и одна замена драйвера светильника через 6–8 год. Добавьте их к покупной цене и сравните с опорой, подключенной к сети, со сроком службы 25 лет и ежемесячным счетом за электроэнергию. Сравнение обычно отдает предпочтение солнечной энергии, где требуется прокладка траншей, и обычно отдает предпочтение сети, где точка снабжения находится в пределах 10 м, а электричество дешевое.

Что указать в запросе цен

1. Координаты места, часы пиковой солнечной активности в худший месяц и расчетная скорость ветра с периодом повторяемости.
2. Требуемые ежедневные ватт-часы, включая профиль затемнения и любые дополнительные нагрузки.
3. Требуемые дни автономной работы и минимальная глубина разряда.
4. Мощность светильника, световой поток, цветовая температура, тип распределения, классы IP и IK.
5. Высота стойки, конфигурация кронштейна, материал, толщина стенки, система покрытия и цвет.
6. Расчет ветровой нагрузки для всей сборки, включая проекционную площадь панели.
7. Химический состав батареи, номинальное напряжение, емкость, срок службы при указанной глубине разряда и функции BMS.
8. Тип контроллера, программируемость и функции защиты.
9. Чертеж фундамента с указанием марки бетона, характеристик анкерных болтов и значений крутящего момента.
10. Гарантия разделена по компонентам, а также список запасных частей с ценами за единицу.
11. Документация по испытаниям: отчет о солнечной вспышке, сводка по аккумулятору UN 38.3, отчет об испытаниях IP и образец энергетического бюджета.

Запрос энергетического бюджета является единственным наиболее эффективным фильтром в тендере. Поставщики, которые не могут его произвести, проводят оценку, и при заказе из 60 полюсов ошибка оценки превышает разницу в цене между двумя серьезными участниками торгов.

Эксплуатационные характеристики, техническое обслуживание и пятилетняя проверка реальности

Системы солнечного освещения не выходят из строя внезапно. Они деградируют по предсказуемой кривой, и оператор видит симптом — сокращение времени работы — задолго до причины.

Распространенные виды отказов и как они выглядят

• Батарея capacity loss — освещение работает четыре часа вместо десяти, а затем частично восстанавливается после солнечного дня. Вызвано хроническим неполным уровнем заряда, высокой температурой или несоответствующим профилем заряда.
• Загрязнение или затенение панели — Производство постепенно падает, особенно в засушливый сезон. Часто виновниками становятся деревья, посаженные после ввода в эксплуатацию.
• Попадание воды в контроллер — прерывистое поведение под дождем, коррозия клемм, в конечном итоге выход из мертвой нагрузки.
• Коррозия у основания — вздутие на сварном шве опорной пластины, обычно это проблема подготовки покрытия. Сначала косметический, на десятом году структурный.
• Ослабленные анкерные болты — столб, заметно движущийся порывами ветра, обнаружен только при осмотре. Повторно затяните через первые 48 часов и снова через 12 месяцев.
• Постройка гнезда под панелью — снижает производительность, удерживает влагу, и ее легко предотвратить с помощью сетки или конструкции закрытого кронштейна.

График технического обслуживания, который работает

1. Месяц 1: повторно затяните анкерные болты и проверьте наклон и азимут панели.
2. Каждые 6 месяцев: очищайте панели, осматривайте батарейный отсек на наличие воды, проверяйте кабельные вводы, проверяйте настройки контроллера и зарегистрированные коды неисправностей.
3. Ежегодно: замерить емкость аккумулятора при контролируемом разряде, проверить покрытие у основания, сверить мощность светильника с исходным значением светового потока.
4. Год 5: запланируйте замену контроллера во влажном климате и запланируйте замену батареи на 8–10 годы.

Если контроллер регистрирует данные (а это делают большинство современных устройств MPPT), запрашивайте историю заряда и разряда при каждом посещении сервиса. Медленное снижение урожая, а не внезапное падение, указывает на загрязнение или затенение. Снижение накопленной энергии при неизмененных точках сбора в клетках. Это единственное различие позволяет избежать множества ненужных замен компонентов.

Индивидуальные проекты солнечных столбов: работа по чертежу

Большинство проектов солнечных столбов не являются покупками по каталогу. Муниципалитет хочет, чтобы кронштейн имел определенный изгиб и цвет, соответствующий существующей мебели. Распределителю необходимо изменить высоту опоры с 6 м до 7,5 м без потери ветровой нагрузки. Интегратор хочет, чтобы аккумуляторный отсек был перенесен из головы в основание, а размер панели увеличился на два модуля.

Такая работа является производственной проблемой, а не проблемой освещения. Для этого требуется умение прочитать чертеж клиента, сравнить его с реальностью конструкции, изготовить образец, а затем сохранить геометрию в производственной партии из сотен опор. Наш собственный опыт в DDK Tech Elefacility Yangzhou Co., Ltd. находится именно здесь: изготовление стальных опор, освещение алюминиевых профилей, интеграция солнечных столбов и гибкие солнечные продукты, производимые либо по чертежам клиентов, либо разрабатываемые по спецификациям, с отбором проб и обратной связью с инженерами на этом пути. Более подробно о наши возможности производства и настройки доступен, если вы оцениваете поставщика услуг печати.

Три практических замечания для тех, кто вводит в эксплуатацию индивидуальный солнечный столб:

• Отправьте описание нагрузки, а не только чертеж. Чертеж показывает геометрию; скорость ветра, площадь панели и требуемая автономность решают, выживет ли эта геометрия.
• Заморозьте интерфейс Foundation заранее. Диаметр болта, размер болта и выступ влияют как на опорную плиту опоры, так и на строительные работы, и их замена после заливки бетона обходится дорого.
• Утвердите физический образец перед массовым производством. Цвет, обработка сварных швов, положение смотрового отверстия и монтажные кронштейны на панели оцениваются на глаз и вручную на месте, а не в формате PDF.

Одиннадцать темных полюсов на деревенской дороге в Западной Африке не были солнечной проблемой. Это были проблемы со спецификацией: летнее значение освещенности, используемое для круглогодичного проектирования, и один день автономной работы, продаваемый как три. Каждое последующее техническое решение — толщина стены столба, является ли панель жесткой или обернутой, установлена ​​ли батарея в голове или в основании — должно основываться на двух документах: энергетическом бюджете на худший месяц и расчете ветровой нагрузки для всей сборки.

Сделайте эти два правильно, и остальная часть проекта превратится в обычную закупку: сравните покрытия, сравните сертификаты, сравните условия гарантии и запросите отчеты об испытаниях. Если вы ошибетесь, то никакое обновление марки стали или марки аккумуляторов не поможет сохранить свет в течение пяти лет. Если вы определяете фонарный столб с солнечной энергией для проекта, начните с профиля нагрузки, зимнего солнца на объекте и автономности, которая действительно необходима клиенту, а затем позвольте оборудованию следовать арифметике.