Pohybový senzor verzus súmrak-k-Dawn Solar Street Lights

Kedy by ste mali šetriť energiu pomocou snímania - a kedy by ste mali dimenzovať systém pre všetko-nočné osvetlenie?

Snímanie pohybu sa často prezentuje ako inteligentná{0}}funkcia osvetlenia. Pri solárnom pouličnom osvetlení je však praktický dôvod zvyčajne oveľa jednoduchší: úspora energie. Ak sú fotovoltaický panel a batéria relatívne malé, prevádzka lampy na plný výkon od súmraku do úsvitu môže spotrebovať viac energie, než dokáže systém spoľahlivo nahradiť a uložiť. Pohybový senzor znižuje priemernú záťaž tým, že udržuje lampu na nižšej úrovni, keď nie je premávka, a zvyšuje svetlo, keď je detekované vozidlo alebo chodec.

Vďaka tomu je snímanie pohybu užitočné, keď solárny systém musí pracovať v rámci obmedzeného energetického rozpočtu. Nie je to automaticky správna voľba jednoducho preto, že je k dispozícii snímač.

Predstavte si systém ako energetickú bilanciu. Každú noc lampa spotrebúva energiu, zatiaľ čo FV modul musí počas dňa vracať dostatok energie späť do batérie. Ak je dostupná solárna energia a kapacita batérie obmedzená, zníženie priemerného nočného výkonu lampy môže znamenať rozdiel medzi systémom, ktorý prežije noc, a systémom, ktorému dôjde energia pred úsvitom.

Zjednodušene povedané:

• Menšie FV + menšia batéria → vyššia potreba zníženia záťaže.
• Nižší priemerný výkon lampy → dlhšia použiteľná nočná prevádzka.
• Snímanie pohybu → jeden zo spôsobov, ako znížiť priemernú spotrebu energie.
• Správne dimenzované PV + batéria → menšia potreba závisieť od snímania pohybu.

Snímanie pohybu sa prirodzene hodí na miesta, kde sa ľudia alebo vozidlá zdržiavajú len príležitostne. Svetlo nemusí nevyhnutne zostať na plný výkon, keď nikto nepoužíva cestu alebo priestor.

Mestské tepny a diaľnice majú iné požiadavky na osvetlenie. Otázkou nie je len to, koľko energie lampa spotrebuje. Je to tiež vtedy, keď je k dispozícii požadovaná úroveň osvetlenia.

Mnoho samostatných snímačov pohybu používaných na solárnych pouličných svetlách má praktický dosah detekcie okolo 15 m, hoci skutočný dosah závisí od snímača, montážnej polohy, šošovky, veľkosti vozidla, rýchlosti a podmienok na mieste. Teraz si predstavte lampu namontovanú na 10 m stĺpe pozdĺž cesty. Ak sa vozidlo pohybuje rýchlo, môže vstúpiť do efektívnej oblasti detekcie len krátko pred dosiahnutím pólu. Lampa sa môže prepnúť na plný výkon, ale načasovanie môže byť neskoršie, ako by ste chceli na ceste, ktorá vyžaduje nepretržité, predvídateľné osvetlenie.

Obrázok 2. S rastúcou rýchlosťou vozidla sa krátka detekčná vzdialenosť stáva dôležitejšou.

Kľúčový bod: vzdialenosť detekcie nie je to isté ako pokrytie osvetlením

Senzor dokáže rozpoznať vozidlo až potom, čo toto vozidlo vstúpi do detekčnej zóny. To sa líši od navrhovania cesty tak, aby bola požadovaná úroveň osvetlenia už k dispozícii pozdĺž cesty. Pre miesta s nízkou-rýchlosťou a nízkou-premávkou môže byť tento rozdiel prijateľný. Na frekventovanej dopravnej tepne alebo diaľnici sa môže stať nežiaducou prevádzkovou charakteristikou.

Ak cesta potrebuje účinné osvetlenie počas noci, prvou technickou otázkou by malo byť, či je fotovoltaický a batériový systém dostatočne veľký, aby ho zabezpečil. To znamená pozrieť sa na výkon lampy, prevádzkové hodiny, lokálne slnečné žiarenie, využiteľnú kapacitu batérie, systémové straty, teplotné vplyvy a požadovanú autonómiu.

Keď je systém správne dimenzovaný, prevádzka od súmraku-do{1}}úsvitu môže poskytnúť predvídateľné osvetlenie bez čakania na premávku, ktorá spustí lampu. Snímanie pohybu možno stále používať tam, kde to umožňuje návrh osvetlenia a klasifikácia ciest, ale nemalo by sa používať len na kompenzáciu poddimenzovaného solárneho systému na ceste, ktorá si vyžaduje nepretržité osvetlenie.

Užitočnou terénnou štúdiou je Pasolini et al., publikovaná v Sensors v roku 2024. Výskumníci porovnali niekoľko adaptívnych stratégií pouličného-osvetlenia pomocou skutočných dopravných údajov a prevádzkových inštalácií v Taliansku a Vietname. Štúdia je tu dôležitá, pretože nepovažovala snímanie pohybu za všeobecne lepšie: jeho nameraný výkon závisel od cesty, dopravných podmienok a stratégie riadenia.

Pri 463-dňovom pozorovaní cesty M3 v Cesene v rámci štúdie spotrebovalo referenčné 100 W pouličné osvetlenie 549,4 kWh pri stratégii astronomických hodín a 415,0 kWh pri stratégii snímania pohybu 1-minúta-. Na ceste M4 v Biassono údaje za 115 dní ukázali 135,9 kWh pre puzdro s astronomickými hodinami a 121,5 kWh s 1-minútovým snímaním pohybu. Toto sú merania špecifické pre danú lokalitu, nie univerzálne percento úspory.

Ešte dôležitejšie je, že tá istá štúdia zistila, že jej prístup Full Adaptive Installation (FAI) by mohol dosiahnuť väčšie úspory ako snímanie pohybu v monitorovaných prípadoch M3 a M4. To podporuje širšiu inžiniersku lekciu: najlepšia metóda ovládania závisí od vozovky a požiadaviek na osvetlenie, namiesto jednoduchého pridania snímača pohybu do každého pouličného osvetlenia.

Referencia výskumu:Pasolini, G. a kol. (2024). „Komplexné posúdenie kontextu-Adaptívne pouličné osvetlenie: Technické aspekty, ekonomické pohľady a merania z rozsiahlych-dlhodobých{6}}implementácií.“ Senzory, 24(18), 5942. DOI: 10.3390/s24185942.

Prístup Suntisolar k mnohým aplikáciám cestného-osvetlenia spočíva v zabudovaní dostatočnej kapacity fotovoltiky a batérie do systému, aby lampa mohla efektívne fungovať aj v noci, namiesto toho, aby jediným spôsobom zníženia spotreby energie bolo snímanie pohybu.

Napríklad rad Suntisolar Z88 je navrhnutý pre aplikácie s vyšším-výkonom, pričom produktové portfólio zahŕňa aj rôzne konfigurácie pre odbočky, vidiecke cesty, parkovacie plochy a komunity. Presná konfigurácia FV a batérie by sa mala vždy vyberať podľa solárnych zdrojov lokality, požadovanej úrovne osvetlenia, prevádzkových hodín a autonómie.

Pre hlavnú cestu to vedie k jednoduchému princípu návrhu: ak projekt vyžaduje nepretržité osvetlenie, použite dostatočne dimenzovaný FV a batériový systém a nechajte svietidlo pracovať podľa potreby. Neznižujte požiadavky na osvetlenie len preto, že solárny systém je príliš malý.

Pohybové senzory majú jasnú úlohu v solárnom pouličnom osvetlení: znižujú priemernú záťaž, keď sa cesta alebo priestor nepoužíva. Vďaka tomu sú obzvlášť užitočné, keď je kapacita FV a batérie obmedzená a premávka je prerušovaná.

Ale snímač pohybu by sa nemal považovať za univerzálny upgrade. Na hlavných mestských cestách a diaľniciach, kde je premávka rýchlejšia a osvetlenie musí byť nepretržité, je zvyčajne dôležitejšie správne dimenzovať FV panel a batériu, aby lampa mohla poskytovať požadované svetlo počas noci.

To je rozdiel medzi použitím senzora na kompenzáciu obmedzenej energetickej kapacity a návrhom solárneho pouličného osvetlenia s dostatočnou energetickou kapacitou od začiatku.

1. Pasolini, G. a kol. (2024). Sensors 24(18), 5942. „Comprehensive Assessment of Context-Adaptive Street Lighting...“ https://doi.org/10.3390/s24185942

2. Informácie o produkte Suntisolar Z88 120W: https://www.suntisolar.com/z88-120w-smd-specification-2.html