Солнечные батареи для улицы: Уличное освещение на солнечных батареях: где лучше устанавливать
Уличное освещение на солнечных батареях GS-Lux SE-40/150 Вт
Система уличного освещения на солнечных батареях GS-Lux SE-40/150, мощностью 40 Ватт.
Данная система освещения представляет собой полностью независимую альтернативную энергосистему на солнечных батареях, с собственной аккумуляторной батареей и контроллером. Для установки данной осветительной системы не требуется каких-либо согласований, разрешений для подключения к существующим энергосетям и пр., что делает эту систему универсальной для осуществления наружного освещения городских улиц и дорог, загородных федеральных трасс и дорог местного значения, дворовых и придомовых территорий, парковых зон, скверов и площадей, промышленных и производственных площадок, автостоянок, парковок и многого другого. Система уличного освещения на солнечных батареях при грамотной настройке и подборе оборудования может с успехом заменять сетевое уличное освещение практически во всех условиях эксплуатации, за исключением полярной ночи с полным отсутствием солнечного света и обильных непрекращающихся снегопадов, когда солнечные панели полностью засыпаны снегом.
Принцип работы:
В течении светового дня солнечные батареи (панели) вырабатывают низковольную электроэнергию, которая в свою очередь накапливается в гелевых аккумуляторах, в темное время суток включается светильник, работающий от этих АКБ, работу всей системы организует и регулирует контроллер. Контроллер заряда АКБ защищает аккумулятор от перезаряда и излишнего переразряда (что обеспечивает долговременный срок эксплуатации АКБ). Кроме того контроллер так же выполнят функцию датчика света, т.е. при наступлении темноты он автоматически включает светодиодный светильник, который светит всю ночь до наступления рассвета, после чего контроллер отключает освещение и возобновляет процесс зарядки аккумулятора от солнечной батареи. Более того, котнроллеры в данной системе снабжены функцией диммирования, благодаря этому можно настраивать разные режимы работы светильника в ночное время, например: первые несколько часов после наступления темноты (при максимальной интенсивности движения автомобилей и пешеходов) светильник работает на 100% своей мощности, далее в ночное время (при наименьшей интенсивности движения) светильник может работать на 30% или 50% своей мощности.
Все это сказывается благотворно на сроке службы аккумуляторных батарей, особенно при эксплуатации их в зимнее время.
Данный уличный светильник на солнечных батареях рассчитан на работу светильника от полностью заряженного аккумулятора не менее трех ночей в летнее время, в случае полного отсутствия солнечного света. В реальных же условиях периодически то ясной, то пасмурной погоды данный комплект обеспечивает ежедневную бесперебойную работу светильника.
В стоимость стандартного комплекта Уличного освещения на солнечных батареях GS-Lux SE-40/150 входят: Светодиодный светильник мощностью 40 Ватт, Солнечная панель 150 Ватт, Гелевый аккумулятор емкостью 150 А·ч, контроллер солнечной осветительной системы 10 А
Опционально добавляются (в стоимость стандартного комплекта не входят): световая опора, закладной трубный фундамент, кронштейны для крепления солнечных панелей и светодиодных светильников, соединительный кабель, защитный бокс для установки аккумулятора, крепежные элементы и пр.
В зависимости от местных региональных особенностей, могут быть изменены: мощность солнечных модулей, емкость аккумуляторов, толщина стенки и высота световой опоры, вылет кронштейна светильника, глубина залегания и толщина стенки фундамента и пр.
Как работают солнечные батареи ночью и в пасмурную погоду
Многими движет желание дистанцироваться от общих электросетей и стать независимыми , а также сэкономить значительные средства на оплате квитанций за электроэнергию. Российское правительство разрабатывает ряд мер, способствующих распространению альтернативной энергетики в нашей стране. Готовиться законопроект, согласно которому, излишки можно продавать в государственные энергетические компании. Ведущие европейские страны давно ведут грамотную политику в новой для нас области и уже добились определенных успехов. Жители Германии, Швеции, Австралии могут не только пользоваться собственными источниками, но и продавать.
Принцип работы:
- лучи падают на поверхность,
- происходит поглощение света,
- он преобразуется в электрический ток.
Чем больше попадает на поверхность лучей, тем выше КПД. А если их нет? Получается, и панель не работает и энергия не вырабатывается. Это не так.
Эффективность в пасмурную погоду
В плохую погоду гелио-модули способны вырабатывать электроэнергию. Дело лишь в том, насколько темно на улице. Ведь панели способные поглощать прямые лучи и рассеянный свет.
Ясно, что коэффициент полезного действия снизится, но не настолько критично, как многим кажется. В зависимости от степени облачности в среднем он снижается на 10-25%.
Хочется отметить деталь, которую обязательно нужно учитывать, при установке. Крыша дома, где планируется монтаж гелио-системы, не должна находиться в тени. Следует избавиться от всего, что даёт эту тень: лишних деревьев, построек, вышек. Либо перенести установку на другое место. Это даст вам более эффективную работу всей мини-электростанции.
Что касается осадков в виде дождя и снега, они несколько снижают КПД, но в целом глобально не влияют на работу.
Работают ли батареи ночью?
Понятно, что солнца нет, а, значит, батарея не вырабатывает. Ночью модули не работают. Здесь есть два варианта пути: либо, как только батарея переходят в режим ожидания, вы должны будете подключаться к общей сети и брать энергию оттуда. Либо использовать аккумуляторы, способные накапливать, когда светло, а потом отдавать ее.
Таким образом, в ночное время, зимой, в любой момент, когда света не хватает для получения достаточного количества энергии, вам на помощь придут аккумуляторы, где хранится запас. Использование аккумуляторов также целесообразно в случае постоянных отключений электроэнергии.
Использование в других странах
Вы не поверите, но, например, Германия является достаточно пасмурной страной.
Однако, именно там в 2006 году открылся самый большой в мире парк электростанций. Во многих городах США преобладает пасмурная дождливая погода. Это и Сан-Франциско, и Сиэтл, и Бостон. Но солнечная энергетика там продолжает развиваться и не сдаёт свои позиции.
Кроме того, не стоит забывать и о том, что в области солнечной энергетики постоянно происходит развитие, совершенствуются технологии, модули год от года становятся всё более эффективными, показывают наилучший КПД. А, кроме того, снижается их стоимость, что также сказывается на активности населения по их установке и эксплуатации.
Многие ученые занимаются разработкой модулей, которые будут даже ночью поглощать. Пока ведутся многочисленные разработки, ставятся эксперименты, но, будем надеяться, в скором времени они появятся на рынке.
Возвращение к солнечным дорогам: концепция все еще слишком хороша, чтобы быть правдой?
С тех пор, как солнечные панели украшают крыши и бесплодную землю, творческие люди искали дополнительные поверхности, которые можно было бы покрыть фотоэлектрическими (PV) панелями, вырабатывающими энергию.
Идея была довольно простой: если солнечные панели будут генерировать энергию, просто смотря на солнце, то люди смогут коллективно уменьшить нашу зависимость от угля, нефти, газа и других загрязняющих окружающую среду видов топлива, максимально увеличив совокупную площадь солнечной поверхности.
Итак, какие беспрепятственные поверхности построены в каждом сообществе и между каждым крупным городом по всему миру? Магистрали и улицы. Имея это в виду, родилась футуристическая идея укладки тысяч или даже миллионов солнечных панелей поверх асфальта автомагистралей и главных улиц.
Хотя концепт-арт выглядел как кадр из научно-фантастического фильма, многие изобретатели, предприятия и инвесторы увидели в этих панелях золотой путь к чистой энергии и прибыли. Однако в конечном итоге технология и экономика подвели тех, кто работал над каждым проектом солнечной дороги — от первоначальных концепций в начале 2000-х до первой солнечной дороги, фактически открытой во Франции в 2016 году, все они провалились.
За годы, прошедшие с тех пор, как концепция солнечных дорог стала вирусной, солнечные фотоэлектрические технологии продолжали совершенствоваться и снижаться в цене. Итак, с прицелом на 2021 год, не пора ли пересмотреть цифры и посмотреть, сможет ли солнечная дорога потенциально выполнить это раннее обещание? Мы копаем, чтобы узнать.
Солнечные дороги: первоначальная концепция
Солнечные дороги сложны в исполнении, но в концепции они настолько же просты, как и звучат. Это дороги, «вымощенные» чрезвычайно прочными солнечными панелями, покрытыми стеклом, которые могут выдерживать стрессовые факторы окружающей среды и вес транспортных средств, постоянно проезжающих по ним.
Эта идея по-настоящему взволновала людей, когда в 2014 году на сцену вышел первоначальный проект Solar Roadways, Inc. (который все еще ищет финансирование):
Солнечные дороги: проблемы
Различные испытания солнечных дорог, проведенные до сих пор, выявили многочисленные проблемы, которые трудно решить. Вот самые большие проблемы:
Солнечные дороги минусы
-
Высокая стоимость: Все работы по установке солнечных дорог, завершенные до сих пор, были очень дорогими. Например, проект WattWay во Франции стоил 5,2 миллиона долларов за участок дороги длиной 0,62 мили или 8,4 миллиона долларов за милю.
Подсчитано, что толстая и прочная стеклянная поверхность панелей будет стоить в 3-4 раза больше, чем стандартная асфальтовая дорога, и это без учета всех остальных компонентов дорожной панели. - Не выдерживает транспортных нагрузок: До сих пор инженеры не смогли создать солнечную дорожную панель, которая могла бы успешно выдерживать давление тяжелых транспортных средств, оставаясь при этом достаточно прозрачной, чтобы пропускать солнечный свет.
- Низкое производство солнечной энергии: Солнечные дороги производят только одну треть мощности солнечных панелей эквивалентной мощности на солнечной электростанции, согласно экспертному инженерному анализу. На это есть несколько причин:
- Меньше солнечного света: В отличие от крышных систем, солнечные дорожные панели нельзя наклонять для достижения наилучшего угла наклона солнечных панелей, что означает потерю энергии на 20% и более.
- Затенение: Они также будут испытывать затенение от проезжающих транспортных средств, окружающих зданий и растительности, а также мусора, такого как пыль и листья.
Даже небольшое количество тени оказывает большое влияние на производство солнечных батарей. - Избыточное тепло: Так как они встроены в дорогу, наземные панели не могут охлаждаться за счет циркуляции воздуха. Это снизит эффективность солнечной панели, которая падает по мере того, как температура панели превышает оптимальный уровень 9.0027
- Соображения безопасности и шума: Поскольку солнечные дорожные панели имеют стеклянную наружную поверхность, это вызывает сомнения в их способности обеспечивать тягу, необходимую для быстро движущегося транспорта. В случае с WattWay проблема заключалась в шуме. Судя по всему, транспортные средства, движущиеся по дорожному полотну, создавали такой шум, что ограничение скорости было снижено до 43 миль в час.
Этот длинный список вопросов и проблем означает, что все испытания солнечных дорог до сих пор дали неутешительные результаты. Хотя такие компании, как Solar Roadways и французский гигант гражданского строительства Colas (создатель WattWay), все еще надеются сделать это работоспособным вариантом, это вряд ли произойдет в ближайшее время — если вообще когда-либо.
Альтернатива: стандартные солнечные панели
Уже существует доступный и масштабируемый способ производства возобновляемой энергии за счет использования стандартных фотоэлектрических (PV) солнечных систем, широко известных как солнечные панели.
При установке на крышах (или специальных наземных опорах) стандартные солнечные панели имеют длительный срок службы, высокую эффективность и относительно низкие первоначальные затраты. В то время как в США пока удалось установить только одну солнечную дорогу, по всей стране уже установлено более трех миллионов солнечных панелей.
Солнечные панели пользуются большим успехом на коммунальном уровне. Солнечные электростанции, построенные с их использованием, теперь являются одними из наших самых дешевых источников производства энергии, и ожидается, что общая мощность солнечной энергии утроится в период с 2022 по 2027 год. % потребления энергии и, в зависимости от местоположения, экономят домовладельцам 50 000 долларов или более за счет избежания счетов за коммунальные услуги.