Introducción

Cuando hablamos de la ciudad de noche, las luces de la calle son una parte integral. En los últimos años, el concepto de protección ambiental verde ha sido cada vez más popular entre el público y las farolas que funcionan con energía solar han atraído mucha atención. Para garantizar que estas farolas puedan iluminar de manera confiable la carretera durante la noche, debemos considerar varios parámetros importantes, incluida la potencia de las farolas, la potencia del panel fotovoltaico, la capacidad de la batería y la estabilidad del controlador. En este artículo, profundizaremos en estos componentes y parámetros clave en los sistemas de alumbrado público para ayudarlo a diseñar o elegir mejor sistemas de alumbrado público solar eficientes y sostenibles. En nuestra opinión, las luminaria pública solar fiables ayudan a iluminar la ciudad por la noche y también cumplen con los requisitos de la tendencia de protección medioambiental ecológica.

¿Por qué deberíamos prestar atención a los parámetros de los sistemas de alumbrado público solar？

El diseño y configuración de un sistema de alumbrado público solar son factores clave. Está relacionado con si la carretera puede iluminarse de forma razonable y permanente. La potencia de la farola está relacionada con si la carretera se puede iluminar y su eficiencia luminosa se refiere a la eficiencia de la farola en el uso de energía. La potencia y el tipo de paneles solares están relacionados con la capacidad de captación de energía, es decir, cuánto tiempo tarda en cargarse completamente la batería con luz solar efectiva. La capacidad y el tipo de batería deben estar relacionados con si la farola puede funcionar continuamente durante el alumbrado nocturno. El controlador de carga y el controlador de lámpara están directamente relacionados con si todo el sistema puede funcionar de manera eficiente, estable e inteligente. Estos parámetros y componentes de los sistemas de alumbrado público solar, si se configuran de manera irrazonable, afectarán el funcionamiento normal de los sistemas de alumbrado público solar. Por ejemplo, una lámpara con una potencia demasiado pequeña dará como resultado un alumbrado público que no puede iluminar adecuadamente la carretera, mientras que una lámpara que es demasiado grande puede generar un desperdicio de energía. Si el panel solar es demasiado pequeño, no puede garantizar que la energía luminosa se recoja a tiempo y se almacene en la batería. Si la capacidad de la batería es demasiado pequeña, es posible que las farolas no puedan satisfacer las necesidades energéticas durante la noche, etc. Por el contrario, una comprensión profunda de estos parámetros puede ayudar a crear sistemas de alumbrado público solares eficientes, racionales y sostenibles que proporcionen energía urbana confiable. Encendiendo.

Potencia y eficiencia de las farolas LED

El primer paso en el diseño de un sistema de alumbrado público solar es conocer la potencia y el consumo de energía de las farolas LED, así como el consumo de energía de otras partes que requieren energía solar, como WiFi, cámaras, etc. Cómo calcular ¿Cuál es el consumo total de energía de su sistema solar? ZGSM cree que se deben seguir los dos pasos principales siguientes: 1. Calcular la potencia/flujo luminoso de la lámpara; 2. Calcule el consumo de energía de la lámpara. La unidad del primero es el vataje, mientras que el segundo es el vatio-hora.

Determine la potencia de su farola

La potencia de la lámpara está estrechamente relacionada con las necesidades de iluminación de la carretera, y de ello depende que se pueda satisfacer. Los clientes suelen especificar el parámetro de potencia cuando solicitan sistemas de alumbrado público solar. Como proveedor profesional de alumbrado público, recomendamos utilizar el flujo luminoso como principal factor de referencia, ya que las farolas de alta eficiencia pueden alcanzar los requisitos de flujo luminoso requeridos con menor potencia. Si la solicitud de potencia en vatios de un cliente no parece razonable, debemos utilizar la simulación de iluminación para ayudar a determinar la potencia en vatios más adecuada para la luminaria. Esto se debe a que una potencia demasiado alta sólo provocará un desperdicio innecesario de energía e incluso puede causar problemas de contaminación lumínica. Además, la alta potencia aumenta las demandas que un sistema solar impone a las baterías y los paneles solares. Por el contrario, elegir la potencia adecuada puede hacer que la iluminación sea más eficiente y reducir los requisitos de baterías y paneles solares.

Calcule el total de vatios-hora por día para el alumbrado público

El total de vatios-hora es la energía eléctrica consumida por el sistema de alumbrado público solar todos los días, lo que afecta directamente la capacidad de la batería y la selección de potencia del panel solar. Para calcular el consumo diario de energía (vatios-hora totales) de una farola, necesita conocer dos factores principales: la potencia de la luminaria durante diferentes períodos de tiempo y el número de horas de funcionamiento durante cada período de tiempo. La fórmula para calcular el total de vatios-hora por día es la siguiente: Total de vatios-hora por día = Consumo de electricidad 1 (W) × Número de horas de trabajo en el primer período Consumo de electricidad 2 (Watts) × Número de horas de trabajo en el segundo período Consumo de energía 3 (vatios) × Número de horas de trabajo en el tercer período… Consumo de energía x (vatios) × Número de horas de trabajo en el xésimo período. Por ejemplo, suponiendo que una farola con una potencia de 100 W funciona 12 horas al día, con las primeras 6 horas funcionando al 100 % de potencia y las últimas 6 horas funcionando al 50 % de potencia, entonces se calcula el total de vatios-hora diarios. de la siguiente manera: Total de vatios hora diarios = 100 W × 6 horas 50 W × 6 horas = 900 vatios hora (Wh). Los resultados del cálculo se pueden utilizar en las siguientes secciones para determinar la capacidad de la batería y la potencia del panel solar requerida para el sistema de alumbrado público solar.

Panel solar de sistemas de alumbrado público solar – potencia y tipo

El tamaño de los paneles solares necesarios para un sistema de alumbrado público solar depende de varios factores, incluidos dos factores principales: el total de vatios-hora y el coeficiente de insolación local. El total de vatios hora es la cantidad de electricidad que consumen las farolas en el transcurso de un día, que detallamos en la sección anterior. El coeficiente de insolación local está relacionado con la cantidad de luz solar disponible en la ubicación de la farola. Por ejemplo, al instalar farolas solares en Arabia Saudita y Cameron, la elección de paneles solares varía mucho. Después de comprobarlo, descubrimos que la duración efectiva del sol en Arabia Saudita es de 6,2 horas, mientras que Camerún sólo tiene 4,6 horas. Para una farola que consume 900 WH, después del cálculo, la potencia del panel de la batería requerida por la primera = 9001,333/6,2 = 193,5 Wp, y la potencia del panel de la batería requerida por la segunda = 9001,333/4,6 = 260,8 Wp. De esto podemos concluir que cuanta más luz solar haya, más pequeños serán los paneles solares que necesitarás y viceversa.

Una vez obtenida la capacidad teórica del panel, calculamos la capacidad real requerida del panel. La capacidad de los paneles solares proporcionados por los proveedores suele ser un número entero, por lo que necesito aumentar el resultado del cálculo al siguiente número entero más alto. Por ejemplo, el resultado del cálculo es 193,5 Wp y nuestra configuración real es 200 Wp. Además, al instalar módulos fotovoltaicos de mayor potencia, el rendimiento general del sistema será mejor y se prolongará la duración de la batería. Si se utilizan menos módulos fotovoltaicos, es posible que el sistema no funcione en absoluto en días nublados y la vida útil de la batería se acortará porque la batería estará agotada durante mucho tiempo.

Batería de sistemas de alumbrado público solar – capacidad y tipo

El tipo de batería recomendado para su uso en sistemas solares fotovoltaicos son las baterías de ciclo profundo. Las baterías de ciclo profundo están diseñadas para una carga rápida después de descargarse a niveles bajos de energía o para una carga y descarga continua durante muchos años. La batería debe ser lo suficientemente grande como para almacenar suficiente energía para hacer funcionar la farola LED durante la noche y en días nublados. Los sistemas de alumbrado público solar suelen utilizar baterías de plomo-ácido y baterías de litio (incluida LiFePO4). El primero tiene un costo bajo, una vida corta y una profundidad de descarga baja, mientras que el segundo tiene un costo relativamente alto, una vida útil larga, buena seguridad y una profundidad de descarga alta. Las empresas que calculan la capacidad de la batería son las siguientes:

Capacidad requerida de la batería (Wh) = Total de vatios-hora (por día) x Días de autonomía / 0,9 / Profundidad de descarga de la batería de ciclo profundo

Por ejemplo, si el resultado del cálculo es una batería de 1333WH, entonces para una batería de plomo-ácido de 12V, su capacidad debe ser 111AH. Para redondear, generalmente se selecciona 120AH para una batería de plomo-ácido de 12V, es decir, 120Ah x 12V = 1440 WH > 1333 WH.

Controlador de sistemas de alumbrado público solar – cálculo y tipo

Además de componentes como farolas LED, paneles solares y baterías, los sistemas de alumbrado público solar también requieren controladores de carga y descarga para conectar estos componentes. El controlador de carga y descarga juega un papel importante en el sistema. Conecta los paneles solares y las baterías, y también conecta las baterías y las farolas LED. El controlador gestiona la carga de los paneles solares a las baterías y el suministro de energía de las baterías al alumbrado público. Las funciones del controlador de carga y descarga incluyen garantizar que la batería se cargue dentro de un rango seguro y evitar la sobrecarga o descarga excesiva, extendiendo así la vida útil de la batería. Algunos controladores también integran funciones de conducción de LED, que pueden convertir la energía de 24 V o 12 V en corriente de funcionamiento adecuada para chips LED. Si esta característica no está integrada, el sistema puede requerir controladores LED de CC adicionales para iluminar las luminarias LED.

Además, los controladores solares también tienen otras funciones, como controlar el interruptor de las lámparas LED, ajustar el brillo de las lámparas y estar equipados con sensores para lograr una atenuación en tiempo real. Por tanto, se puede decir que el controlador solar (MPPT/PWM) juega un papel clave en el sistema, conectando y coordinando el funcionamiento normal de varios componentes del sistema. Sin él, es posible que el sistema no funcione correctamente. Puede considerarse como el núcleo del sistema solar, ya que mantiene el funcionamiento estable de todo el sistema.

ZGSM Estudio de caso de sistemas de alumbrado público solar

Actualmente, nuestro cliente está trabajando en un proyecto de alumbrado público solar. El cliente requiere el uso de farolas de 80W, que no requieren sensores y usan atenuación PWM, pero necesitan configurar un período de atenuación. El trabajo por períodos específico es el siguiente: el primer período es del 100% y se continúa trabajando durante 4 horas; el segundo período es del 30% y continúa trabajando durante 6 horas; el tercer período es del 60% y continúa trabajando durante 2 horas. El proyecto está ubicado en la zona de La Meca en Arabia Saudita, donde solo hay un día de lluvia. El estado de la vía es de 7 metros de ancho, con aceras de 1,5 metros a ambos lados. La altura del poste de luz es de 8 metros, la longitud del voladizo es de 1 metro y la distancia entre el poste de luz y la acera es de 0,5 metros, lo que cumple con los requisitos del nivel de iluminación M4. Según los resultados de la simulación de iluminación de ZGSM, se demuestra que la serie Falcon de 60W es muy adecuada.

Vatios-hora de alumbrado público

Según las condiciones del proyecto, calculamos el consumo de energía real de la siguiente manera: Uso total de alumbrado público = (60 W x 4 horas) (18 W x 6 horas) (36 W x 2 horas) = 420 Wh/día, mientras que según las necesidades del cliente requisito de potencia, el uso de alumbrado público = (80 W x 4 horas) (24 W x 6 horas) (48 W x 2 horas) = 560 Wh/día. Como podemos ver el resultado es 420Wh vs 560Wh, por lo que habrá un ahorro del 75% en panel solar y batería.

Potencia del panel fotovoltaico

Según la consulta de que las horas de sol efectivas en La Meca, Arabia Saudita, son 6,17 horas, combinadas con el consumo de energía calculado anteriormente, la capacidad total del panel solar necesaria es: Wp total de capacidad del panel fotovoltaico necesario = (420 x 1,333) / 6,17 = 90,8 Wp. En este cálculo, 1,333 representa la eficiencia del controlador de carga y descarga MPPT. Se puede considerar que por cada 100WH de energía solar convertida, el propio controlador consumirá 33,3WH de energía. Según los resultados, podemos optar por instalar un módulo de panel solar de 100 Wp para satisfacer las necesidades energéticas del proyecto.

Capacidad de la batería

Dependiendo de la situación del proyecto, aquí ofrecemos dos opciones para que los clientes elijan: baterías de litio y baterías de plomo-ácido. Como el número de días de lluvia es 1 día, son 2 días de autonomía. El volumen total de la batería será el siguiente: para batería de litio, capacidad de la batería = Uso total de alumbrado público *2 / 0,8 / 0,9 = 1167 WH, mientras que para batería de plomo ácido, capacidad de la batería = Uso total de alumbrado público *2 / 0,7 / 0,9 = 1333 WH. Por lo tanto, la batería debe tener una potencia nominal de 12 V 100 Ah (batería de litio) o 12 V 120 Ah (batería de plomo-ácido) para una autonomía de 2 días.

Selección del controlador de carga solar

Con base en la información proporcionada en las secciones anteriores, hemos resumido los parámetros clave del sistema de alumbrado público solar, incluida la potencia de la lámpara de 60 W, la capacidad del panel solar de 100 Wp y el voltaje del sistema de 12 V. Combinado con los parámetros del controlador MPPT, podemos seleccionar el modelo de controlador apropiado como Tracer2610LPLI. Si desea elegir un controlador PWM u otras marcas de controlador MPPT, consulte la tabla de parámetros correspondiente o contáctenos para obtener más información sobre el controlador de carga/descarga solar.

En resumen, la configuración de farola solar que obtuvimos incluye farola ZGSM-ST18-60S, panel solar de 100Wp, batería de litio de 12V 100Ah y controlador de 10A.
farolas solares ZGSM

Farolas solares de ZGSM

Como fabricante profesional, ZGSM ofrece sistemas de alumbrado público solar de alta calidad para que los clientes elijan. Al mismo tiempo, contamos con un equipo de diseño profesional que puede ayudar con el diseño y cálculo de la farola solar según los requisitos del cliente. También podemos proporcionar diseño de iluminación, control inteligentey otros servicios para soluciones solares. La siguiente imagen muestra nuestra gama de productos.

Resumen

Este artículo tiene como objetivo presentar los parámetros clave de los sistemas de alumbrado público solar, incluida la potencia de la farola, la potencia del panel solar, la capacidad de la batería, el controlador de carga y descarga solar y el controlador de alumbrado público. Este artículo nos ayuda a comprender qué significan estos parámetros y por qué debemos preocuparnos por ellos. Al explicar en detalle los métodos de cálculo de estos parámetros, también profundizaremos nuestra comprensión de estos aspectos. Además, comprender estos parámetros clave también es importante a la hora de seleccionar un sistema de alumbrado público solar adecuado para un proyecto específico. El sistema de alumbrado público solar es un sistema general, por lo que debemos calcular y seleccionar razonablemente cada parámetro para garantizar que el sistema funcione de la mejor manera. Estos parámetros están interrelacionados. Si un parámetro se selecciona de manera irrazonable, puede hacer que el sistema no funcione de la mejor manera o no funcione normalmente. No dude en contactarnos para obtener información más relevante.

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