Cara Mengukur Lampu Jalan Tenaga Surya dengan Benar
Kami di Sol by Sunna Design dengan senang hati dapat menyediakan penerangan jalan surya yang dapat diandalkan masyarakat sehingga mereka dapat mencapai tujuan keberlanjutan sekaligus menerangi taman dan ruang publik mereka. Lampu kami telah diuji di lapangan untuk secara konsisten mencapai tingkat cahaya standar industri selama bertahun-tahun tanpa pemeliharaan. Apa prosesnya? Kami menghabiskan banyak waktu untuk memastikan tenaga surya dan baterai dalam sistem kami memiliki ukuran yang tepat, selain memiliki desain sistem yang inovatif dan manajemen energi yang efisien dan dibuat khusus.
Sistem lampu surya dengan ukuran yang sesuai akan memiliki jumlah tenaga surya, penyimpanan baterai, dan efisiensi perlengkapan LED yang tepat untuk berjalan pada tingkat cahaya yang diperlukan proyek setiap malam selama beberapa tahun, sementara juga menyediakan daya cadangan untuk menjaga segala sesuatunya tetap berjalan jika terjadi keadaan buruk. cuaca dan menghindari kebutuhan akan panel surya atau baterai ekstra. Ini adalah solusi ideal—tidak terlalu banyak komponen surya, yang akan membuat sistem menjadi terlalu mahal, atau terlalu sedikit, yang akan menyebabkan sistem gagal lebih awal.
Tiga komponen penting—rasio larik-ke-beban yang sehat, kapasitas baterai yang cukup dan daya cadangan, serta perlengkapan LED dan profil pengoperasian yang efektif—diperlukan untuk lampu jalan tenaga surya yang terukur dengan baik dan dapat diandalkan.
Unduh Panduan Penerangan Tenaga Surya Utama kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang ukuran optimal. Referensi komprehensif ini mengeksplorasi detail dan perbandingan produk, serta cara kerja pencahayaan matahari dan mengapa pelanggan memilihnya.
Rasio array terhadap beban
Mengukur lampu surya fungsional dengan benar memerlukan keseimbangan berbagai input dan output. Ini termasuk memeriksa lokasi proyek, menentukan kimia dan kapasitas baterai yang benar, memilih perlengkapan LED yang efektif dan jadwal operasi, menyimpan daya cadangan baterai yang cukup jika terjadi cuaca buruk, dan mempelajari lokasi proyek.
Rasio larik-ke-beban (ALR), kriteria yang mudah dan tidak dapat dipatahkan untuk merancang sistem penerangan tenaga surya, harus diperhitungkan pada awalnya. Ini adalah rasio energi yang dihasilkan oleh panel surya (disebut sebagai "array", atau energi masuk), dengan energi yang digunakan oleh lampu (disebut sebagai "beban", atau energi keluar). Sistem pencahayaan memiliki ALR yang sehat jika menangkap lebih banyak energi matahari di siang hari daripada yang digunakannya saat lampu menyala di malam hari.
Instalasi penerangan matahari apa pun harus selalu dimulai dengan mempertimbangkan area tersebut. Kuantitas energi matahari yang mencapai berbagai garis lintang bervariasi; ini dikenal sebagai insolasi surya dan dinyatakan dalam kWh/m2/hari. Energi matahari harian rata-rata tahunan untuk Amerika ditunjukkan pada grafik di bawah ini. Seperti yang Anda lihat, California dan negara bagian selatan lainnya mendapatkan lebih banyak energi matahari setiap hari daripada Alaska dan negara bagian utara lainnya. Ini menyiratkan bahwa untuk mencapai tingkat cahaya yang sama, situs utara seringkali membutuhkan susunan surya yang lebih besar dan baterai ekstra daripada rekan mereka di selatan.
Radiasi Normal Langsung dari Solar Amerika
Lokasi proyek dapat digunakan untuk memperkirakan tenaga surya dan kapasitas baterai dari sistem potensial. Kegagalan untuk mempertimbangkan lokasi dapat mengakibatkan sistem yang tidak dapat menangani permintaan sederhana dan gagal lebih awal atau pada sistem yang lebih mahal dengan kapasitas matahari yang berlebihan. Akibatnya, lokasi harus selalu diperhitungkan pada awalnya.
Untuk menyembunyikan manajemen energi yang tidak efektif atau sistem yang dirancang secara tidak memadai, pabrikan dapat memasang panel surya lebih banyak atau lebih besar. Sayangnya, mungkin ada terlalu banyak energi matahari. Biaya ekstra untuk mengangkut dan memasang mesin yang terlalu besar. Bergantung pada estetika arsitektur perkotaan setempat, tampak berat dan tidak menarik serta meningkatkan tekanan angin pada panel, sehingga membutuhkan tiang yang lebih besar dan lebih mahal untuk mengimbanginya.
Untuk informasi tambahan, lihat artikel kami tentang praktik terbaik untuk ukuran panel surya.
2. Daya cadangan dan baterai
Baterai lampu jalan tenaga surya menentukan apakah itu akan berfungsi atau tidak, oleh karena itu calon pembeli dapat khawatir tentang baterai yang terlalu cepat rusak. Desain baterai atau teknologi surya yang cacat secara inheren hampir tidak pernah menjadi penyebab kematian baterai secara dini. Masalah ini adalah hasil dari penskalaan sistem yang salah, kontrol energi yang buruk, dan desain yang salah. Lampu surya ini akan beroperasi dengan andal selama bertahun-tahun ketika pabrikan telah membangun sistem dengan hati-hati, bekerja pada manajemen energi yang efektif, dan menskalakannya dengan daya susunan surya dan kapasitas baterai yang memadai.
Jenis baterai utama digunakan oleh produsen penerangan tenaga surya.
Asam timbal: Baterai timbal-asam yang andal dan murah telah digunakan selama bertahun-tahun. Mereka sering digunakan dalam mobil dan dalam aplikasi industri yang lebih besar, termasuk sebagai peralatan rumah sakit dan sistem catu daya tak terputus (UPS), di mana memiliki akses ke daya yang dapat diandalkan dalam keadaan darurat sangat penting. Teknologi baterai yang paling umum untuk aplikasi penerangan matahari adalah yang satu ini.
Salah satu jenis baterai isi ulang yang paling populer untuk penggunaan konsumen adalah jenis baterai nikel-logam hidrida (NiMH). Baterai NiMH, seperti All-in-One (iSSL) dan All-in-Two dari SOL by Sunna Design, ideal untuk sistem penerangan tenaga surya saat Anda tidak memerlukan bank baterai ekstra besar karena kepadatan energinya yang tinggi, dalam kemampuan siklus, dan rentang suhu kerja yang luas (UP)
Baterai lithium-ion (Li-ion) memiliki kerapatan energi terbaik sekaligus yang paling mahal dari ketiganya. Baterai Li-ion sering ditemukan di laptop dan ponsel, tetapi juga digunakan dalam semakin banyak produk baru, termasuk perangkat keras kedirgantaraan dan militer. Salah satu kelemahan baterai lithium-ion adalah ketidakmampuannya untuk menahan suhu yang sangat dingin (mereka berhenti mengisi daya di bawah 32 derajat F), serta kapasitas daur ulangnya yang terbatas. Kurang dari 5 persen baterai lithium-ion diperkirakan didaur ulang di AS.
Keuntungan dan kerugian dari masing-masing bahan kimia baterai berbeda-beda berdasarkan kebutuhan aplikasi dan proyek. Kedalaman pola pelepasan mereka yang khas adalah salah satu dari perbedaan utama tiga kelompok.
Proporsi kapasitas baterai yang digunakan saat beroperasi disebut sebagai kedalaman pengosongan (terkadang disebut sebagai DOD). DOD akan menjadi 25 persen, misalnya, jika lampu tenaga surya menyala sepanjang malam dan menggunakan seperempat dari kapasitas baterainya.
Memahami kedalaman pelepasan penting untuk aplikasi tenaga surya karena sangat memengaruhi masa pakai baterai, atau berapa kali baterai dapat habis dan kemudian diisi ulang. Beberapa bahan kimia baterai, seperti NiMH dan Li-ion, dapat dengan aman bertahan hampir sepenuhnya habis sebelum harus diisi ulang. Jumlah pelepasan ini secara signifikan akan mempersingkat masa pakai baterai untuk bahan kimia lain, seperti timbal-asam. Kapasitas yang dapat dikosongkan dengan aman untuk masing-masing dari ketiga jenis baterai ditunjukkan pada bagan di bawah ini sebagai contoh.
Sementara baterai NiMH dan Li-ion dapat dengan aman menghabiskan lebih banyak setiap malam, baterai timbal-asam memiliki keuntungan ekstra karena memiliki daya cadangan bawaan yang lebih besar karena DOD-nya yang lebih pendek. Lebih banyak baterai akan dibutuhkan dan biaya sistem akan meningkat secara signifikan jika sistem berbasis NiMH atau Li-ion dapat menyediakan daya cadangan setara dengan solusi berbasis timbal-asam. Ketika cuaca buruk yang berkepanjangan sering terjadi, memastikan sistem memiliki daya baterai cadangan yang cukup dapat membantu meningkatkan pengoperasian dan daya tahan cahaya.
Berikut adalah ilustrasi cara mengukur baterai surya. Pertimbangkan demi contoh ini bahwa cahaya surya kita memberi daya pada lampu LED 40-watt selama 14-jam malam musim dingin di Los Angeles dengan kecerahan 100 persen. Beban keseluruhan pada sistem kami setiap malam adalah 560 watt-jam (40 watt x 14 jam=560 watt-jam). Berapa kapasitas minimum untuk setiap jenis baterai, dengan asumsi kondisi ideal dan baterai terisi penuh di awal malam?
Berikut adalah beberapa contoh ukuran baterai sistem yang sehat dan rendah menggunakan jenis baterai yang tercantum di atas sehingga kita dapat memiliki pemahaman yang lebih baik tentang berapa seharusnya kapasitas baterai minimum kita.
Untuk detail tambahan tentang ukuran baterai, lihat halaman kami tentang daya cadangan untuk penerangan matahari.
3. Ukuran dan profil operasional perlengkapan LED
Teknologi LED dan gadget surya berjalan dengan baik. Perlengkapan pencahayaan yang paling hemat energi di pasaran, luminer LED, telah menjadikan sistem lampu yang dilengkapi tenaga surya sebagai pengganti yang andal dan terjangkau untuk penerangan komersial konvensional. Selain itu, efisiensi LED tumbuh, memungkinkannya menghasilkan lebih banyak lumen (juga dikenal sebagai satuan cahaya) dengan menggunakan lebih sedikit energi daripada di masa lalu. Misalnya, pada suhu warna hangat seperti 3000K, pencahayaan LED modern dapat memberikan 160 lumen per watt. Di bidang ukuran tata surya, ini adalah terobosan yang disambut baik karena memungkinkan sistem yang lebih kecil untuk mendapatkan hasil yang sama dengan instalasi yang lebih besar yang menggunakan perlengkapan dengan efektivitas lebih rendah.
Memilih profil operasional yang dapat diterima adalah elemen lain dalam proses penentuan ukuran surya. Jadwal yang dikenal sebagai profil operasional mengatur kapan lampu dinyalakan dan dimatikan serta jika (dan kapan) perlu mengurangi outputnya. Profil ini memungkinkan pabrikan untuk menyesuaikan sistem mereka dengan persyaratan manajemen daya tertentu.
Berikut adalah beberapa ilustrasi profil operasional yang khas:
Senja hingga fajar (operasi sepanjang malam): lampu akan tetap menyala sepanjang malam pada tingkat output yang sama.
Redup pada waktu non-puncak; misalnya, lampu mungkin tetap menyala selama lima jam setelah matahari terbenam pada tingkat keluaran yang diperlukan sebelum diredupkan hingga 30 persen dari tingkat tersebut. Tingkat output kembali ke 100 persen hingga matahari terbit dua jam sebelum fajar.
Pada waktu tertentu, lampu akan diredupkan atau dimatikan. Misalnya, mungkin tetap menyala hingga pukul 23:00 pada tingkat output yang sesuai.
Profil operasional, bersama dengan penarikan daya perlengkapan, membantu menghitung penggunaan energi dalam semalam dan sangat penting untuk memilih ukuran sistem yang tepat.
Fase paling penting dalam mengembangkan lampu jalan tenaga surya untuk menjamin keandalan jangka panjang adalah ukuran yang tepat. Lihat infografis kami di sini untuk memahami lebih lanjut tentang ilmu penskalaan matahari, atau unduh referensi lengkap kami untuk spesifikasi pencahayaan matahari.
