Руководство по установке для производителей уличных фонарей на солнечных батареях в умных городах | Аналитика Quenenglighting

Установка уличного освещения на солнечных батареях в умных городах: подробное руководство

Концепция умных городов в значительной степени опирается на интеллектуальную инфраструктуру, и уличные фонари на солнечных батареях играют ведущую роль в этой трансформации. Сочетая возобновляемую энергию с передовыми технологиями подключения, эти системы предлагают более экологичное, надёжное и экономичное решение для освещения. Для производителей и застройщиков понимание тонкостей монтажа имеет первостепенное значение для полной реализации их потенциала. В этом руководстве рассматриваются важнейшие вопросы, связанные с внедрением уличных фонарей на солнечных батареях в умных городских условиях.

Каковы основные предварительные оценки для солнечных уличных фонарей в «умном городе»?

Перед любой физической установкой крайне важно провести тщательную оценку площадки. Это включает в себя оценку нескольких факторов:

• Солнечная инсоляция:Точные данные о среднем суточном количестве пиковых солнечных часов (PSH) для конкретного географического местоположения крайне важны для определения размера системы. Такие инструменты, как калькулятор PVWatts от NREL, могут предоставить расчетные данные о солнечном ресурсе, показывающие, сколько солнечного света получает место в течение года. Например, объект в Аризоне может получать 5–7 PSH, в то время как объект в облачном регионе — всего 2–3 PSH.
• Анализ затенения:Определите потенциальные препятствия, такие как здания, деревья или другие объекты инфраструктуры, которые могут отбрасывать тень на солнечные панели. Даже частичное затенение может значительно снизить выработку энергии (например, затенение панели на 10% может привести к потере 50% мощности).
• Местные правила и разрешения:Соблюдайте местные законы о зонировании, нормы светового загрязнения и электротехнические нормы. Проекты «умных городов» также могут предъявлять особые требования к эстетической интеграции или конфиденциальности данных.
• Состояние грунта:Оцените тип и устойчивость грунта при проектировании фундамента. Это обеспечит устойчивость столба и арматуры на протяжении десятилетий.

Как инфраструктура Интернета вещей и умного города интегрируется в установку солнечного уличного освещения?

Интеграция уличного освещения на солнечных батареях в экосистему умного города требует надежных систем связи и управления. Обычно это включает в себя:

• Протоколы связи:Использование беспроводных технологий, таких как LoRaWAN, NB-IoT, ZigBee или даже 5G, для передачи данных между осветительным прибором и центральной платформой управления. Например, LoRaWAN известен большой дальностью действия (до 15 км в сельской местности) и низким энергопотреблением, что идеально подходит для географически распределённых объектов.
• Интеграция датчиков:Встраивание различных датчиков непосредственно в светильник или столб, включая датчики движения (PIR), датчики освещенности, датчики качества воздуха, камеры слежения за дорожным движением и даже акустические датчики, обеспечивает адаптивное освещение (затемнение при отсутствии движения, экономя до 70% энергии), мониторинг окружающей среды и функции общественной безопасности.
• Централизованная платформа управления:Облачная платформа позволяет городским операторам контролировать потребление энергии, удалённо диагностировать неисправности, корректировать графики диммирования и управлять активами в режиме реального времени. Это может снизить расходы на техническое обслуживание на 30–50% за счёт возможности предиктивного обслуживания.

Каковы основные этапы и компоненты сборки интеллектуальной системы уличного освещения на солнечных батареях?

Стандартный процесс установки обычно включает следующие этапы:

1. Подготовка основания:Выкапывание и заливка бетонных фундаментов в соответствии с проектом. Время затвердевания имеет решающее значение, часто составляет 7–14 дней.
2. Возведение столба:Безопасный подъем и закрепление фонарного столба на фундаменте с использованием соответствующего подъемного оборудования.
3. Монтаж солнечной панели:Закрепите солнечную(ие) панель(и) на столбе, обеспечив оптимальный угол наклона для максимального солнечного света. Современные монокристаллические панели обычно имеют КПД 20–22%.
4. Корпус аккумулятора и контроллера:Установка аккумуляторного отсека, обычно расположенного у основания опоры или иногда интегрированного в её конструкцию. Аккумуляторы LiFePO4 предпочтительны благодаря их долговечности (3000–5000 циклов) и широкому диапазону рабочих температур (от -20°C до 60°C). Здесь же располагается контроллер заряда (предпочтительно MPPT, обеспечивающий до 30% более высокую эффективность по сравнению с ШИМ).
5. Крепление светодиодного светильника:Установка высокоэффективного светодиодного светильника, светоотдача которого обычно составляет 150–180 люмен на ватт (лм/Вт), значительно снижает потребление электроэнергии по сравнению с традиционным освещением.
6. Проводка и соединения:Выполните все электрические соединения между солнечной панелью, аккумулятором, контроллером заряда и светодиодным светильником, соблюдая правильную полярность и надежно закрепив клеммы.
7. Тестирование и ввод в эксплуатацию системы:Проверка правильности работы всех компонентов, проверка заряда аккумулятора и подтверждение связи с центральной системой управления.

Каковы наилучшие практики определения мощности энергосистемы и управления аккумуляторами при развертывании систем «умного города»?

Точный расчет и надежное управление аккумулятором имеют решающее значение для надежной работы:

• Расчет нагрузки:Определите общее суточное потребление энергии светодиодным светильником, контроллером и всеми встроенными датчиками (например, светодиод мощностью 60 Вт, работающий 12 часов = 720 Вт⋅ч/день).
• Размеры солнечных панелей:Рассчитайте необходимую мощность панели, исходя из суточной нагрузки, пиковой солнечной активности в вашем регионе и коэффициента запаса (например, 1,25 для пасмурных дней или ухудшения погоды). Для нагрузки 720 Вт⋅ч/день в районе с 4 PSH может потребоваться панель мощностью 300 Вт.
• Емкость аккумулятора:Аккумулятор должен быть рассчитан на достаточную автономность (например, 3–5 дней без солнца). Это критически важно для поддержания освещения в длительные периоды облачности. Например, для нагрузки 720 Вт⋅ч/день, требующей 4 дня автономной работы, потребуется аккумулятор ёмкостью не менее 2880 Вт⋅ч (2,88 кВт⋅ч), часто немного больше, чтобы учесть ограничения по глубине разряда (DoD).
• Усовершенствованные системы управления батареями (BMS):BMS, необходимая для аккумуляторов LiFePO4, защищает их от перезаряда, чрезмерной разрядки, перегрузки по току и экстремальных температур, продлевая срок службы аккумулятора.

Как обеспечить оптимальную производительность и минимизировать техническое обслуживание после установки?

Долгосрочная надежность и экономическая эффективность достигаются за счет упреждающих мер:

• Удаленный мониторинг и диагностика:Используйте платформу Интернета вещей для непрерывного мониторинга производительности системы, состояния аккумулятора и состояния неисправностей. Это позволяет проводить предиктивное обслуживание, устраняя проблемы до того, как они приведут к сбоям в работе системы. Данные показывают, что удалённый мониторинг может сократить количество выездных проверок на 70%.
• Плановая уборка:Солнечные панели необходимо периодически чистить (например, каждые 6–12 месяцев, в зависимости от количества пыли/пыльца в окружающей среде), чтобы предотвратить накопление грязи и пыли, которые могут снизить эффективность на 15–25%.
• Обновления прошивки:Регулярные обновления интеллектуальных контроллеров и коммуникационных модулей обеспечивают оптимальную производительность, безопасность и доступ к новым функциям.
• Качество компонентов:Инвестиции в высококачественные компоненты от надежных производителей значительно снижают вероятность преждевременного выхода из строя и продлевают срок службы системы (например, светодиодные драйверы со сроком службы 100 000 часов).

Какие протоколы безопасности и экологические соображения имеют первостепенное значение при установке?

Безопасность и экологическая ответственность не подлежат обсуждению:

• Электробезопасность:Убедитесь, что все работы выполняются квалифицированными электриками. Используйте процедуры блокировки и маркировки. Используйте правильно изолированные инструменты и обеспечьте надлежащее заземление. Постоянное напряжение от солнечных панелей может быть смертельным.
• Работа на высоте:Используйте соответствующие средства защиты от падения с высоты (страховочные пояса, страховочные сетки) и сертифицированное подъемное оборудование (краны, подъемные краны) для установки опор и крепления оборудования. Соблюдайте местные правила охраны труда.
• Обращение с аккумулятором:Аккумуляторы LiFePO4 в целом безопасны, но крайне важно соблюдать правила обращения (из-за их веса) и меры защиты от короткого замыкания. Следуйте рекомендациям производителя по установке и утилизации.
• Воздействие на окружающую среду:Минимизируйте воздействие на местные экосистемы во время установки. Учитывайте световое загрязнение (используйте светильники с полным светофильтром, чтобы предотвратить свечение неба) и надлежащую переработку компонентов, особенно батареек, по окончании их жизненного цикла, чтобы соответствовать принципам экономики замкнутого цикла.

Преимущество Quenenglighting:

Компания Quenenglighting специализируется на высококачественных интеллектуальных решениях для уличного освещения на основе солнечной энергии, разработанных с учётом потребностей умных городов. Наши системы оснащены высокоэффективными монокристаллическими солнечными панелями (более 21%), долговечными аккумуляторами LiFePO4 с передовой системой управления аккумуляторными батареями (BMS) и надёжными контроллерами заряда MPPT для максимального сбора энергии. Мы легко интегрируемся с ведущими платформами Интернета вещей, предлагая удалённый мониторинг, адаптивное освещение и широкий спектр датчиков. Наши продукты соответствуют стандартам IP65/IP67, обеспечивая надёжность в суровых городских условиях, и поставляются с подробными инструкциями по установке и специализированной технической поддержкой, что гарантирует бесперебойное развертывание и оптимальную долгосрочную работу ваших проектов умного города.

Источники цитирования данных:

1. Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) — документация по калькулятору PVWatts.
2. Стандартные отраслевые технические характеристики эффективности монокристаллических солнечных панелей (20-22%).
3. Типичный срок службы аккумуляторов LiFePO4 у производителей (3000–5000 циклов) и диапазоны рабочих температур (от -20 °C до 60 °C).
4. Заявленная эффективность контроллера заряда MPPT (до 30% эффективнее ШИМ).
5. Стандарты светодиодной отрасли по светоотдаче светильников (150–180 лм/Вт).
6. Общие спецификации протокола связи IoT (диапазон LoRaWAN, характеристики NB-IoT).
7. Исследование влияния затенения на производительность солнечных панелей.
8. Исследования по снижению затрат на техническое обслуживание за счет удаленного мониторинга интеллектуальных систем освещения.