Автономные опоры освещения. Столбы на солнечных батареях

Опора автономного освещения представляет собой полностью независимый от внешних источников энергоснабжения осветительный прибор, сделанный на базе современных энергосберегающих технологий и оборудования.

В Украине много мест, где есть необходимость осветить дороги, пешеходные переходы, тротуары, садово-парковые зоны, дворы жилых домов, но нет возможности или существуют трудности подключения к электросетям, в таком случае помогут автономные уличные фонари с экономными светодиодными лампами снижающие энергопотребление.

На фото опоры освещения на солнечных батареях (solar powered lighting poles), которые сами работают по принципу генерации и накопления солнечной электроэнергии. С наступлением вечера автономный светильник на солнечной батарее автоматически включается фотореле (датчик освещенности), а утром выключается и накапливает солнечную энергию. Так можно сделать уличный свет без электричества.

Автономное опоры освещения является необходимым атрибутом жизнедеятельности любых населенных пунктов, а особенно, небольших городов и отдаленных поселков. Они применяются в целях безопасности в ночное время различных объектов города: улиц, пешеходных переходов, тротуаров, парков, городских садов и скверов.

Автономные светильники устанавливают во дворах домов, автодорогах, на участках с наибольшим риском возникновения ДТП, на пешеходных переходах, и на площадках габаритно-весового контроля. Освещение опасных зон, как для водителей, так и для пешеходов уменьшает риск возникновения аварийно-транспортных происшествий, повышает общий уровень безопасности движения.

Для реализации этой задачи как нельзя кстати подходит разработанный нами автономный столб освещения на солнечных батареях.

Опоры освещения на солнечных батареях

Электричество для уличного освещения может быть получено непосредственно от солнца, даже в облачную погоду. Солнечная энергия используется во всем мире и становится все более популярной для выработки электроэнергии. Украина делает важные шаги для расширения использования солнечной энергии и альтернативных видов топлива в пределах своей более широкой стратегии по снижению зависимости от традиционных ископаемых видов топлива.

Солнечная электроэнергия генерируется солнечными элементами — это полупроводниковые устройства, которые  крепятся сверху опоры, и представляют собой цепь фотоэлементов, преобразующих солнечную энергию напрямую в электрический ток. Процесс преобразования энергии солнца в электрической ток называется фотоэлектрическим эффектом.

Фотоэффект происходит следующим образом. Электроны некоторых веществ (например, кремния) способны поглощать энергию солнечных лучей. В результате они покидают свои орбиты, образуя направленный поток. Этот направленный поток электронов и будет постоянным фототоком. Для реализации этого процесса используют фотоячейки, состоящие из двух разнопроводимых полупроводников. Они помещаются один на другой, образуя двухслойную структуру. Таким образом, получается подобие электродной батареи, в которой роль катода играет n-проводник, а анода – p-проводник.

Однако, каждая отдельно взятая фотоячейка не обладает достаточной мощностью. Поэтому их и объединяют в большие модули - солнечные панели. Делается это для увеличения выходного напряжения или выходного тока системы автономного освещения. Для повышения тока применяют параллельную коммутацию солнечных фотоэлементов, для напряжения – последовательную. Хотя чаще всего эти схемы комбинируются. Таким образом, классическая солнечная бата рея, состоящая из нескольких фотоячеек, работает как обычная электросхема.

Производительность солнечных батарей, отчего она зависит и как её повысить – вот первый вопрос, которым задаются люди, планирующих инвестировать в автономное уличное освещения. Подбираются опоры под солнечные батареи, под конкретный светильник и аккумулятор, так как мощность вырабатываемого электричества зависит от площади солнечной панели и места её установки. Ведь при прочих равных условиях количество производимой электроэнергии будет пропорционально количеству энергии солнечного излучения, достигающего поверхности земли в конкретном месте размещения солнечной батареи. Типичная опора освещения с солнечной панелью вырабатывает до 120 ватт, или 0,12 кВт в день. Одна солнечная панель может быть примерно 142 на 64 сантиметров, и иметь площадь 0,91 квадратных метров.

Столбы с солнечной батареей и аккумулятором способны обеспечить автономную работу светодиодного светильника в течение 2-3 суток при наступлении неблагоприятных погодных условий (пасмурная погода).
В комплект автономного уличного освещения, как правило, входит контроллер с функцией программирования освещения, фотодатчик, что позволяет самостоятельно настраивать режимы работы. По наступлению темного времени суток, интеллектуальный контроллер с двумя таймерам управления светильником автоматически активирует систему умного освещения.

Принцип работы АСО (автономных систем освещения) заключается в генерации электроэнергии с помощью солнечных модулей с дальнейшим накоплением энергии в аккумуляторных батареях.
Источником света в АСО являются энергосберегающие светодиодные светильники с потреблением до 100 Вт, устанавливаемые на фонарные столбы. Уличные фонари с солнечными панелями должны иметь характеристику светового потока 10000 - 15000 Лм.

Управление реализуют с возможностью удаленного мониторинга состояния и дистанционного управления по каналам мобильной связи. Комбинация из интеллектуальных компонентов управления и безопасной системы связи обеспечивает полный контроль всей городской инфраструктуры освещения.

По наступлению светлого времени суток, уличный свет автоматически отключается фотодатчиком и система переходит в режим генерации и накопления электроэнергии. Активная солнечная энергия преобразуется панелями фотоэлектрических элементов в электричество и заряжает аккумулятор.

Использование для освещения объектов солнечной энергии, требует и наличия специальных опор, на которых могут быть размещены солнечные панели. Компания "Схид-Будконструкция" наладила производство круглых и граненых опор освещения для солнечных батарей. Можно купить опоры высотой 6-9м, все они имеют изящную, надежную, устойчивую конструкцию, обеспечиваемую современным процессом изготовления, например для сваривания продольного шва применяется автоматическая сварка, защита от коррозии соответствует требованиям стандарта EN ISO 1461 и наносится методом горячего цинкования.

В нижней части оцинкованного столба, на высоте 500мм от фланцевого соединения имеется лючок для обслуживания, закрытый крышкой. При установке столба вкапыванием, глубина подземной части для столбов высотой 6 и 7 метров составляет - 1,0 м, фонарных столбов 8 и 9м - 1,2 м. Для установки на фундамент к нижней части конструкции приварен фланец с отверстиями. Фиксация фланца к анкерам М24 (М27) закладной детали производится гайками и шайбами.

Автономное уличное освещение на солнечных батареях

Комплект уличного освещения на солнечных батареях, как правило, включает в себя следующие компоненты с такими функциями:

1. Металлическая опора – высотой от 4,00 до 8 метров для монтажа солнечной панели, аккумулятора, ящика с электронными компонентами. Солнечный столб должен выдерживать большие ветровые нагрузки.
2. Солнечный модуль – преобразование солнечной энергии в электрическую.
3. Контроллер – заряд-разряд аккумулятора.
4. Аккумулятор – накопление солнечной энергии для дальнейшего ее использования.
5. Инвертор DC/AC – преобразование постоянного тока в переменный.
6. Монтажный ящик (устанавливается сверху).
7. Уличный светодиодный светильник с датчиком света.
8. Анкерный узел - для крепления опоры к фундаменту.

Из этого комплекта мы продаем столбы на солнечных батареях. Цены на опоры освещения уточняйте у наших менеджеров по контактным телефонам.

Срок службы солнечных панелей, как правило, - 40–50 лет, контроллера и инвертера -15–20 лет, аккумуляторов в зависимости от типа и характера использования — 4–10 лет, оцинкованных опор освещения - 30-40 лет. Поэтому это надежная и долгосрочная инвестиция.

Рекомендации по комплектации автономных опор освещения оборудованием:

1. Используйте монокристаллические солнечные модули.
2. Купите высокоэффективный светодиодный светильник.
3. Комплектуйте АСО контроллерами заряда с функцией МРРТ, что увеличивает зарядный ток от генерации солнечной энергии на 20-30% в сравнении с традиционными контроллерами заряда PWM
4. Купите аккумуляторную батарею с рабочим диапазоном температур от -20 до +50 С и пониженным внутренним сопротивлением, что позволит заряжать АКБ даже в пасмурную погоду, когда солнца нет и при отрицательных температурах.