Влияние погоды на солнечные уличные фонари

Солнечные уличные фонари В то же время, в некоторых странах, в частности в Южной Африке, из-за высокой энергоэффективности и высокой энергоэффективности, солнечные батареи стали устойчивым и экономически эффективным решением для городского и сельского освещения, основанным на фотоэлектрических панелях для преобразования солнечного света в электричество.на их производительность и надежность сильно влияют погодные условияПонимание этих влияний, связанных с погодой, имеет решающее значение для проектирования эффективных систем солнечного освещения, планирования графиков технического обслуживания,и обеспечение постоянного освещенияВ статье рассматривается, как различные погодные факторы, включая интенсивность солнечного света, температуру, осадки и экстремальные погодные явления, влияют на солнечные уличные фонари.вместе с практическими стратегиями для смягчения потенциальных рисков.

Солнечный свет является основным источником энергии для солнечных уличных фонарей, поэтому его интенсивность и продолжительность напрямую определяют, сколько электроэнергии могут генерировать фотоэлектрические панели.

В регионах с обильным, беспрепятственным солнечным светом (например, солнечные дни в засушливых или умеренных зонах) фотоэлектрические панели работают почти с пиковой эффективностью.Стандартная солнечная панель мощностью 100 Вт может производить 400-500Wh электроэнергии в день при 4-5 часах прямого солнечного света., полностью заряжая аккумулятор для питанияСветодиодный светТакие условия обеспечивают постоянную яркость и предотвращают истощение батареи.

Облачные дни:Диффузный солнечный свет уменьшает мощность фотоэлектрической панели на 30% -70%. В пасмурные дни панель мощностью 100 Вт может генерировать только 100-200 Втч, что приводит к недостаточной зарядке батареи.Это может привести к тому, что светодиодный свет погаснет преждевременно или выключится в полночь., что ставит под угрозу безопасность в таких местах, как дороги или парковочные площадки.

Короткий дневной час:В зимних или высоких широтах (например, в Северной Европе, Канаде) более короткие периоды дневного света ограничивают время зарядки.В некоторых районах всего 6-7 часов дневного света, что намного меньше 8-10 часов, необходимых для полной зарядки батареи.Со временем это может привести к "глубокому разряду" батарей, сокращая их срок службы на 20%-30%.

Оттенки:Даже частичное затенение (от деревьев, зданий или накопления пыли) создает "горячие точки" на фотоэлектрических панелях, снижая общую эффективность и потенциально повреждая клетки.Исследование, проведенное Международным энергетическим агентством (МЭА), показало, что 10% оттенки на панели могут уменьшить производительность до 50%.

В то время как солнечные батареи зависят от солнечного света, экстремальные температуры - как высокие, так и низкие - негативно влияют на их производительность и срок службы батарей.

Большинство фотоэлектрических панелей имеют оптимальный диапазон температуры работы от 25 ° C до 35 ° C. Когда температура превышает 40 ° C, эффективность панели снижается на 0,3% - 0,5% на градус Цельсия.панель с эффективностью 20% при 25°C может снизиться до 17%-18% при 45°CЭто связано с тем, что высокие температуры увеличивают сопротивление электронов в полупроводниковом материале панели, уменьшая преобразование энергии.

Литий-ионные батареи (обычно используемые в солнечных уличных фонарях) теряют емкость быстрее при длительном воздействии температуры выше 35°C.Исследование, проведенное Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) в 2023 году, показало, что литий-ионные батареи в жарком климате (e.г. пустынные регионы) имеют продолжительность жизни 3-4 года, по сравнению с 5-7 годами в умеренных климатических условиях.

Холодные температуры (ниже 0°C/32°F) не непосредственно повреждают фотоэлектрические панели, но они могут ухудшить производительность батареи.Литий-ионные батареи испытывают снижение мощности зарядки и разрядки в холодном состоянии, например, при -10°C (14°F) батарея может содержать только 70-80% от своей номинальной мощности.аккумулятор может не хранить достаточно энергии для освещения всей ночью.

Если влага просачивается в корпус батареи и замерзает, она может разорвать корпус батареи или повредить электрические соединения.что приводит к сбоям системы.

Дождь, снег и туман не только уменьшают солнечный свет, но и создают физические и электрические риски для солнечных уличных фонарей.

Легкий до умеренного дождя может помочь очистить пыль и мусор от фотоэлектрических панелей, временно повышая эффективность.

Инфильтрация воды:Плохо запечатанные разъединительные коробки, корпуса аккумуляторов илиСветодиодные светильники Это является основной причиной сбоя системы — согласно отчету отрасли 2024 года, 35% сбоев в работе солнечных уличных фонарей связаны с повреждением водой.

Удары молнии:Солнечные системы уязвимы к молнии, так как фотоэлектрические панели действуют как большие проводящие поверхности.требующие дорогостоящей замены.

Даже тонкий слой снега (1-2 см) может уменьшить выбросы на 80%-90%. Если снег тает и опять замерзает, он образует лед.который тяжелее и сложнее убрать ≈ лед может треснуть фотоэлектрические панели или сгибать монтажные конструкции под своим весом.

В снежных регионах угол фотоэлектрической панели имеет решающее значение. Панели, установленные под более крутым углом (30°-45°), позволяют снегу скользить легче, минимизируя время простоя.ручная или автоматическая удаление снега (e(например, нагретые панели) могут быть необходимы.

Туман рассеивает солнечный свет, уменьшая его интенсивность, подобно облачным дням.образует пленку, которая еще больше снижает эффективностьВ прибрежных районах соляный туман может коррозировать металлические компоненты (например, крепления, проводки), сокращая срок службы системы.

Экстремальные погодные условия, такие как ураганы, тайфуны, песчаные бури и град, могут нанести серьезный, долгосрочный ущерб солнечным уличным фонарям.

Сильные ветры:Ураганы или тайфуны со скоростью ветра, превышающей 100 км / ч (62 миль в час), могут обрушить световые столбы, повредить фотоэлектрические панели или разорвать проводку.000 солнечных уличных фонарей во Флориде, США, из-за сильных ветров и летящих обломков.

Снежная буря:Снежные дожди (особенно те, которые превышают 2 см/0,8 дюйма) могут треснуть или разбить фотоэлектрические панели.Снежная буря 2021 года в Колорадо, США, повредил 12% солнечных уличных фонарей в пострадавшем районе.

Песчаные бури:В засушливых регионах (например, на Ближнем Востоке, в Центральной Азии) песчаные бури откладывают толстый слой песка на фотоэлектрические панели, блокируя солнечный свет и царапая поверхность стекла.Это снижает эффективность на 40%-60% и может навсегда повредить панели, если их не очистить быстро.

Чтобы свести к минимуму влияние погоды на солнечные уличные фонари, рекомендуются следующие стратегии:

• Используйте высокоэффективные панели (например, монокристаллический кремний), которые лучше работают при низком освещении и высоких температурах.
• Устанавливают панели под оптимальным углом наклона (20-45° в зависимости от широты) для максимального поглощения солнечного света и облегчения снего/дождевого стока.
• Избегайте затенения, обрезая деревья или регулируя расположение панели относительно зданий.

• Для экстремальных климатических условий используйте холодоустойчивые или теплоустойчивые батареи (например, литий-железофосфатные батареи).
• Для поддержания оптимальной температуры устанавливать батарейные корпуса с изоляцией (для холодного климата) или вентиляцией (для жаркого климата).
• Добавьте систему управления аккумуляторами (BMS), чтобы предотвратить перезарядку, глубокое разрядки и повреждения, связанные с температурой.

• ИспользованиеСветовые светильники с рейтингом IP65 или IP67(соединительные коробки, светодиодные фонари) для предотвращения проникновения воды.
• Установите молниезащитные устройства и защитные устройства, чтобы защитить систему от ударов молнии.

• Регулярно очищайте фотоэлектрические панели (в пыльных районах - раз в месяц, в умеренных климатических условиях - раз в три месяца), чтобы убрать грязь, снег или лед.
• После экстремальных погодных условий проверяйте проводку, корпуса и монтажные конструкции, чтобы определить и восстановить повреждения.

• Для критических зон (например, больниц, автомагистралей) необходимо интегрировать резервный источник питания (например, небольшую ветряную турбину или сетевое соединение), чтобы обеспечить непрерывное освещение в течение длительных периодов слабого освещения.

Погода играет ключевую роль в производительности, надежности и продолжительности жизни солнечных уличных фонарей.Каждый фактор погоды представляет уникальные проблемыОднако понимание этих последствий и реализация целенаправленных стратегий смягчения последствий, таких как использование компонентов, устойчивых к воздействию погодных условий, оптимизация конструкции системы,и проведение регулярного технического обслуживания солнечных систем уличного освещения может сделать их более устойчивымиПоскольку мир переходит к возобновляемым источникам энергии, борьба с рисками, связанными с погодой, станет ключом к раскрытию полного потенциала солнечного освещения в различных климатических условиях.обеспечение устойчивого и надежного освещения для сообществ во всем мире.