Nghiên cứu điển hình: Triển khai hệ thống chiếu sáng năng lượng mặt trời tại công viên thành phố.

Nghiên cứu trường hợp này ghi lại quá trình triển khai hệ thống chiếu sáng năng lượng mặt trời tại một công viên đô thị, được thiết kế để đánh giá hiệu suất, chi phí, bảo trì và tác động đến cộng đồng của các kiến ​​trúc chiếu sáng năng lượng mặt trời khác nhau. Nghiên cứu so sánh việc triển khai đèn đường năng lượng mặt trời truyền thống của thành phố với hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời tách rời và đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp nhỏ gọn, thể hiện các lựa chọn thiết kế, nguồn dữ liệu có thể kiểm chứng và kết quả hoạt động để các nhà quy hoạch và kỹ sư thành phố có thể đưa ra quyết định dựa trên bằng chứng.

Tổng quan và mục tiêu dự án

Đặc điểm và cơ sở của địa điểm nghiên cứu

Địa điểm thí điểm là một công viên đô thị rộng 12 mẫu Anh nằm trong vùng khí hậu ôn hòa với số giờ nắng cao điểm trung bình từ 3,5 đến 5,0 giờ/ngày (biến động hàng tháng). Các lối đi chính, sân chơi và khu vực đỗ xe cần được chiếu sáng đồng đều, kiểm soát độ chói để đáp ứng các mục tiêu chiếu sáng an toàn công cộng địa phương (3–10 lux trên lối đi). Một số khu vực trong địa điểm này không có nguồn điện lưới điện áp thấp đáng tin cậy, điều này thúc đẩy việc áp dụng giải pháp năng lượng mặt trời phân tán.

Mục tiêu, KPI và các ràng buộc

Các mục tiêu chính là: (1) đạt được độ chiếu sáng và độ đồng đều cần thiết, (2) giảm thiểu chi phí vòng đời và bảo trì, và (3) chứng minh thời gian hoạt động >80% trong suốt các tháng mùa đông. Các chỉ số hiệu suất chính (KPI) bao gồm chi phí lắp đặt trung bình trên mỗi cột, thời gian hoạt động của hệ thống, số giờ bảo trì hàng năm trên mỗi địa điểm, sản lượng năng lượng trên mỗi kWp và điểm số mức độ hài lòng của người dùng từ một cuộc khảo sát cộng đồng.

Quy định, tiêu chuẩn và xác minh

Tất cả thiết bị đều được quy định đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng và an toàn. Các nhà cung cấp được yêu cầu xuất trình chứng nhận của bên thứ ba như ISO 9001 và chứng nhận sản phẩm như CE hoặc UL. Để biết thêm thông tin về quản lý chất lượng ISO, vui lòng xem trang web của ISO.Tiêu chuẩn ISO9001Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản phù hợp với hướng dẫn thực hành tốt nhất về điện mặt trời PV và chiếu sáng LED từ Hoa Kỳ.NRELvà chương trình chiếu sáng trạng thái rắn của Bộ Năng lượng Hoa KỳDOE SSL.

Phương pháp kỹ thuật và lựa chọn sản phẩm

Tại sao nên chọn đèn đường năng lượng mặt trời dạng tách rời thay vì hệ thống tích hợp?

Hai kiến ​​trúc chính được đánh giá là hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời tách rời (mảng PV và tủ pin riêng biệt được lắp đặt từ xa hoặc trên cột, kết nối bằng cáp DC) và đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp (PV, pin và đèn chiếu sáng được tích hợp trong một vỏ duy nhất). Các phương pháp lắp đặt đèn đường năng lượng mặt trời đô thị thường kết hợp cả hai loại tùy thuộc vào quy mô và chiến lược bảo trì.

Ưu điểm của hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời dạng tách rời bao gồm khả năng bảo trì theo mô-đun (pin và thiết bị điện tử có thể tiếp cận từ mặt đất), quản lý nhiệt dễ dàng hơn giúp kéo dài tuổi thọ pin và vị trí lắp đặt linh hoạt để tối ưu hóa bức xạ mặt trời. Đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp giúp giảm thiểu dây dẫn, đơn giản hóa việc lắp đặt và có chi phí xây dựng ban đầu thấp hơn, nhưng có thể khó bảo trì hơn và có thể gặp phải nhiệt độ cao hơn bên trong vỏ đèn, ảnh hưởng đến tuổi thọ pin. Những sự đánh đổi này phù hợp với hướng dẫn của ngành và bảng dữ liệu của nhà cung cấp.

Kích thước mảng, chiến lược pin và điều khiển

Thiết kế hướng đến khả năng tự chủ hoạt động từ 3 đến 5 đêm tùy thuộc vào tầm quan trọng của khu vực. Kích thước mảng quang điện được tính toán dựa trên mô hình nhu cầu năng lượng sử dụng công suất đèn LED, thời gian hoạt động dự kiến ​​mỗi đêm và các yếu tố giảm công suất (nhiệt độ tấm pin, bụi bẩn, tổn thất biến tần/bộ chuyển đổi). Đối với mô hình hiệu suất, chúng tôi tham khảo hướng dẫn hiệu suất PV tiêu chuẩn từ...NREL PVnguồn lực và tốc độ suy giảm mô-đun điển hình.

Loại pin được lựa chọn là LiFePO4 vì có tuổi thọ chu kỳ và hiệu suất xả sâu tốt hơn so với pin axit chì. Bộ điều khiển thông minh với chức năng đo từ xa (trạng thái sạc, sản lượng hàng ngày, cảnh báo lỗi) được chỉ định để theo dõi các chỉ số hiệu suất chính (KPI) và hỗ trợ bảo trì từ xa.

Các yếu tố cần xem xét bao gồm bố trí chiếu sáng, trắc quang và ô nhiễm ánh sáng.

Thiết kế trắc quang sử dụng các phương pháp được IES khuyến nghị để đạt được độ rọi đường đi từ 3–10 lux và tỷ lệ đồng đều <3:1 cho các tuyến đường chính. Việc kiểm soát bầu trời đêm tối và hiện tượng chói lóa được tích hợp bằng cách sử dụng hệ thống quang học cắt toàn phần và các kiểu phân bố ánh sáng để giảm thiểu sự xâm phạm ánh sáng. Các tiêu chuẩn và điểm chuẩn trắc quang được kiểm chứng dựa trên các hướng dẫn chiếu sáng công cộng và các tệp trắc quang của nhà sản xuất (tệp IES).

Quá trình thực hiện, kết quả và hiệu suất

Lịch trình và hậu cần lắp đặt

Việc triển khai được hoàn thành theo từng giai đoạn trong vòng 10 tuần: khảo sát địa điểm và kiểm tra địa chất (2 tuần), móng cột (2 tuần), vận chuyển và lắp đặt (1 tuần), thiết lập điện và điều khiển cho tủ phân phối (2 tuần), lắp đặt và vận hành đèn chiếu sáng (3 tuần). Cột đèn tích hợp yêu cầu ít đường dây điện hơn nhưng móng cột tương tự do yêu cầu về tải trọng gió.

Hiệu suất đo lường và tiết kiệm năng lượng

Hệ thống thiết bị đo đạc bao gồm máy đo bức xạ mặt trời tại chỗ, đồng hồ đo năng lượng và hệ thống đo từ xa tích hợp trong đèn chiếu sáng. Sau sáu tháng, sản lượng năng lượng trung bình tại địa điểm phù hợp với kỳ vọng của mô hình trong phạm vi ±8% (đã tính đến biến động theo mùa). Mức tiết kiệm hàng năm cho các khu vực không được chiếu sáng bằng lưới điện được tính toán so với trường hợp mở rộng lưới điện giả định và sử dụng đèn HID thông thường. Ước tính thận trọng cho thấy thời gian hoàn vốn đơn giản từ 5–9 năm tùy thuộc vào cấu trúc sản phẩm và giá điện địa phương.

Lưu ý: Chi phí nằm trong khoảng ước tính cụ thể cho từng dự án. Để hiểu rõ hơn về khái niệm và công nghệ đèn đường năng lượng mặt trời, hãy xem bài viết về đèn đường năng lượng mặt trời trên Wikipedia.Đèn đường năng lượng mặt trời - Wikipedia.

Bảo trì, giám sát từ xa và độ tin cậy

Hệ thống đo từ xa đã chứng tỏ giá trị vô cùng quan trọng: các cảnh báo tự động đã giảm thời gian khắc phục sự cố tại chỗ trung bình khoảng 40%. Các hệ thống với kiến ​​trúc phân tách cho phép thay pin ở mặt đất, giảm thiểu các thao tác nâng hạ và chi phí nhân công liên quan. Trong năm đầu tiên, thời gian hoạt động của các khu vực công viên ưu tiên cao đã vượt quá 98%.

Phân tích chi phí-lợi ích, bài học kinh nghiệm và khuyến nghị.

So sánh chi phí vòng đời và phân tích rủi ro

Chi phí vòng đời bao gồm vốn đầu tư, lắp đặt, thay thế pin, bảo trì định kỳ và giá trị thanh lý. Hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời tách rời có vốn đầu tư ban đầu cao hơn một chút nhưng chi phí bảo trì và thay thế trung hạn thấp hơn do các bộ phận dễ tiếp cận và vỏ pin mát hơn. Các thiết bị tích hợp tất cả trong một có thời gian hoàn vốn nhanh hơn ở những nơi chi phí xây dựng/dây điện cao hoặc nơi ưu tiên triển khai nhanh chóng.

Phản hồi từ cộng đồng và kết quả về an toàn

Một cuộc khảo sát của thành phố cho thấy cảm nhận về an toàn đã tăng lên sau khi lắp đặt hệ thống chiếu sáng, đặc biệt là ở những khu vực có ánh sáng đồng đều, không gây chói mắt. Thống kê về tội phạm và các vụ việc được theo dõi; mặc dù nguyên nhân có nhiều yếu tố, nhưng đã có sự giảm nhẹ nhưng có thể đo lường được về các vụ việc xảy ra vào ban đêm dọc theo các tuyến đường mới được chiếu sáng trong vòng 12 tháng.

Các khuyến nghị chính dành cho các đô thị

• Tiến hành nghiên cứu chính thức về nhu cầu năng lượng và quang trắc trước khi lựa chọn sản phẩm.
• Ưu tiên các sản phẩm có chứng nhận từ bên thứ ba và khả năng giám sát từ xa.
• Hãy cân nhắc các giải pháp đèn đường năng lượng mặt trời dạng tách rời tại các không gian công cộng lớn, nơi việc tiếp cận để bảo trì và kiểm soát nhiệt độ pin là rất quan trọng.
• Sử dụng đèn đường năng lượng mặt trời đa năng cho các dự án lấp đầy khoảng trống hoặc triển khai ngắn hạn để giảm chi phí xây dựng.
• Hãy lựa chọn pin LiFePO4 và bộ điều khiển thông minh để kéo dài tuổi thọ và đảm bảo khả năng tự vận hành đáng tin cậy trong những tháng ít nắng.

Lựa chọn nhà cung cấp và giải pháp chiếu sáng Queneng

Tại sao nên chọn nhà cung cấp có kinh nghiệm?

Các dự án đô thị đòi hỏi sản phẩm bền bỉ, điều khoản bảo hành mạnh mẽ và nguồn tham khảo có thể kiểm chứng. Nhà cung cấp giàu kinh nghiệm với bộ phận nghiên cứu và phát triển sẽ giảm thiểu rủi ro kỹ thuật, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật trong giai đoạn thiết kế và vận hành, đồng thời cung cấp phụ tùng thay thế dài hạn và dịch vụ bảo hành.

Hồ sơ và thế mạnh của Queneng Lighting

Công ty Queneng Lighting, thành lập năm 2013, tập trung vào đèn đường năng lượng mặt trời, đèn pha năng lượng mặt trời, đèn sân vườn năng lượng mặt trời, đèn chiếu cỏ năng lượng mặt trời, đèn cột năng lượng mặt trời, tấm pin quang điện năng lượng mặt trời, nguồn điện và pin di động ngoài trời, thiết kế dự án chiếu sáng, và sản xuất, phát triển ngành công nghiệp đèn LED di động. Sau nhiều năm phát triển, Queneng đã trở thành nhà cung cấp được chỉ định của nhiều công ty niêm yết và dự án kỹ thuật, đồng thời đóng vai trò là trung tâm tư vấn giải pháp kỹ thuật chiếu sáng năng lượng mặt trời, cung cấp cho khách hàng sự hướng dẫn và giải pháp chuyên nghiệp an toàn và đáng tin cậy.

Những điểm nổi bật của Queneng:

• Đội ngũ nghiên cứu và phát triển giàu kinh nghiệm cùng trang thiết bị sản xuất tiên tiến.
• Hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và quản lý chuyên nghiệp (đạt chứng nhận ISO 9001).
• Các chứng nhận quốc tế bao gồm chứng nhận kiểm định TÜV và các chứng nhận sản phẩm như CE, UL, BIS, CB, SGS, MSDS.
• Danh mục sản phẩm bao gồm đèn đường năng lượng mặt trời, đèn pha năng lượng mặt trời, đèn sân vườn năng lượng mặt trời, đèn trụ năng lượng mặt trời, tấm pin quang điện năng lượng mặt trời, hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời tách rời và đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp.

Queneng đã hỗ trợ phi công như thế nào?

Queneng đã cung cấp cả hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời tách rời và hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp để đánh giá so sánh, cung cấp bản vẽ bố trí trắc quang kỹ thuật, cung cấp cổng giám sát từ xa và đào tạo đội ngũ bảo trì của thành phố. Sự kết hợp giữa đa dạng sản phẩm và dịch vụ kỹ thuật đã đẩy nhanh quá trình vận hành và giúp đáp ứng chỉ tiêu KPI về thời gian hoạt động của thành phố.

Những câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Đèn đường năng lượng mặt trời dạng tách rời và đèn đường năng lượng mặt trời dạng tích hợp là gì?

Hệ thống tách rời (split systems) tách biệt các tấm pin mặt trời và tủ chứa pin/lưu trữ (thường được đặt ở chân cột hoặc gần đó), cho phép quản lý nhiệt tốt hơn và bảo trì dễ dàng hơn ở mặt đất, trong khi các hệ thống tích hợp (all-in-one units) kết hợp pin mặt trời, pin và đèn chiếu sáng trong một vỏ duy nhất để lắp đặt đơn giản hơn nhưng có thể dẫn đến nhiệt độ bên trong cao hơn và bảo trì phức tạp hơn.

2. Pin trong hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời có thể sử dụng được trong bao lâu?

Tuổi thọ pin thay đổi tùy thuộc vào thành phần hóa học và điều kiện nhiệt độ. Pin LiFePO4 thường có tuổi thọ từ 7 đến 12 năm nếu được quản lý nhiệt tốt và sử dụng mức xả vừa phải. Pin axit chì thường cần được thay thế sớm hơn. Hãy sử dụng bảng dữ liệu của nhà sản xuất và mô hình dự báo nhu cầu để xác định khoảng thời gian thay thế.

3. Đèn đường năng lượng mặt trời của thành phố có hoạt động đáng tin cậy trong mùa đông hoặc những mùa nhiều mây không?

Có, nếu hệ thống được thiết kế phù hợp với bức xạ mặt trời tại địa phương và bao gồm khả năng tự chủ đầy đủ (số ngày lưu trữ) và quản lý năng lượng thông minh. Mô hình hóa sử dụng dữ liệu bức xạ mặt trời khu vực từ các nguồn như...NRELGiúp tính toán kích thước hệ thống để đáp ứng yêu cầu hiệu suất mùa đông.

4. Phương án nào tiết kiệm chi phí hơn: tách rời hay tích hợp tất cả trong một?

Hiệu quả chi phí phụ thuộc vào các yếu tố cụ thể của từng địa điểm. Các thiết bị tích hợp thường có chi phí ban đầu thấp hơn và thời gian triển khai nhanh hơn, nhưng hệ thống tách rời có thể giảm chi phí bảo trì và thay thế trong trung hạn. Phân tích chi phí vòng đời được điều chỉnh phù hợp với giá nhân công, công trình dân dụng và điện năng tại địa phương sẽ giúp xác định lựa chọn tốt nhất.

5. Giám sát từ xa quan trọng đến mức nào?

Rất quan trọng. Hệ thống đo từ xa giúp giảm bảo trì khắc phục sự cố, rút ​​ngắn thời gian ngừng hoạt động và cung cấp dữ liệu cần thiết cho các yêu cầu bảo hành và xác minh hiệu suất. Nó cũng hỗ trợ các chiến lược bảo trì dự đoán, giúp giảm tổng chi phí sở hữu.

6. Các đô thị nên yêu cầu những tiêu chuẩn và chứng nhận nào?

Yêu cầu các chứng nhận về quản lý chất lượng và an toàn sản phẩm (ví dụ: ISO 9001, CE, UL) và yêu cầu các báo cáo thử nghiệm độc lập về hiệu suất pin, độ duy trì quang thông LED (L70), khả năng chống xâm nhập (xếp hạng IP) và các tệp trắc quang (IES). Ví dụ, thông tin về ISO 9001 có sẵn tại [địa chỉ web].Tiêu chuẩn ISO.

Liên hệ và các bước tiếp theo

Nếu bạn đang lên kế hoạch cho dự án chiếu sáng công viên đô thị và muốn có một nghiên cứu khả thi chi tiết, bố trí trắc quang, hoặc so sánh chi phí vòng đời giữa các kiến ​​trúc đèn đường năng lượng mặt trời đô thị, hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời tách rời và đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp, hãy liên hệ với Queneng Lighting để được hỗ trợ kỹ thuật và tư vấn lựa chọn sản phẩm. Queneng cung cấp dịch vụ trọn gói từ khảo sát địa điểm đến vận hành và thiết lập giám sát từ xa.

Yêu cầu tư vấn hoặc xem danh mục sản phẩm: liên hệ với Queneng Lighting qua các kênh chính thức của họ để nhận được đề xuất phù hợp và thông tin tham khảo đã được xác minh.