Liikumisandur vs. hämarus-to-dawn päikese tänavavalgustid

Millal peaksite anduriga - energiat säästma ja millal peaksite süsteemi mõõtma kogu-öise valgustuse jaoks?

Liikumisandurit esitletakse sageli nutika{0}}valgustusfunktsioonina. Päikeseenergia tänavavalgustuses on aga praktiline põhjus enamasti palju lihtsam: energia säästmine. Kui fotogalvaaniline paneel ja aku on suhteliselt väikesed, võib lambi täisvõimsusel töötamine õhtuhämarusest koiduni kulutada rohkem energiat, kui süsteem suudab usaldusväärselt asendada ja salvestada. Liikumisandur vähendab keskmist koormust, hoides laternat madalamal tasemel, kui liiklust pole, ja suurendades valgust sõiduki või jalakäija tuvastamisel.

See muudab liikumisanduri kasulikuks, kui päikesesüsteem peab töötama väikese energiaeelarvega. See ei ole automaatselt õige valik lihtsalt seetõttu, et andur on saadaval.

Mõelge süsteemile kui energiabilansile. Igal õhtul tarbib lamp energiat, samal ajal kui PV-moodul peab päeva jooksul piisavalt energiat akusse tagasi tooma. Kui saadaolev päikeseenergia tootmine ja aku mahutavus on piiratud, võib lambi keskmise öise võimsuse vähendamine eristada süsteemi, mis elab üle öö, ja süsteemi vahel, mille energia saab enne koitu tühjaks.

Lihtsamalt öeldes:

• Väiksem PV + väiksem aku → suurem vajadus koormuse vähendamiseks.
• Väiksem keskmine lambi võimsus → pikem kasutatav öötöö.
• Liikumisandur → üks viis keskmise energiatarbimise vähendamiseks.
• Õige suurusega PV + aku → vähem on vaja sõltuda liikumisandurist.

Liikumisandur sobib loomulikult kohtadesse, kus inimesed või sõidukid viibivad ainult aeg-ajalt. Valgus ei pea tingimata jääma täisvõimsusel, kui keegi teed või ruumi ei kasuta.

Linna magistraalteedel ja maanteedel on erinev valgustusnõue. Küsimus pole ainult selles, kui palju lamp energiat kasutab. See on ka siis, kui vajalik valgustase muutub kättesaadavaks.

Paljude päikeseenergia tänavavalgustites kasutatavate eraldiseisvate liikumisandurite praktiline tuvastusulatus on umbes 15 m, kuigi tegelik ulatus sõltub andurist, paigaldusasendist, objektiivist, sõiduki suurusest, kiirusest ja asukoha tingimustest. Kujutage nüüd ette lampi, mis on paigaldatud maantee äärde 10 m vardale. Kui sõiduk liigub kiiresti, võib see siseneda tõhusasse tuvastusalasse vaid veidi aega enne postini jõudmist. Lamp võib lülituda täisvõimsusele, kuid ajastus võib olla hilisem, kui soovite teel, mis nõuab pidevat ja prognoositavat valgustust.

Joonis 2. Lühike tuvastamiskaugus muutub sõiduki kiiruse kasvades olulisemaks.

Põhipunkt: tuvastuskaugus ei ole sama, mis valgustuse katvus

Andur suudab sõiduki tuvastada alles pärast seda, kui see sõiduk siseneb tuvastustsooni. See erineb tee projekteerimisest nii, et vajalik valgustuse tase on tee ääres juba olemas. Madala-kiirusega ja madala-liiklusega kohtades võib see erinevus olla vastuvõetav. Tiheda liiklusega magistraalteel või maanteel võib see muutuda soovimatuks tööomaduseks.

Kui tee vajab tõhusat valgustust kogu öö jooksul, peaks esimene inseneriküsimus olema, kas PV ja akusüsteem on selle edastamiseks piisavalt suured. See tähendab lambi võimsuse, töötundide, kohaliku päikesekiirguse, aku kasutatava võimsuse, süsteemikadude, temperatuurimõjude ja vajaliku autonoomia vaatamist.

Kui süsteemi suurus on õige, võib töö hämarusest-koidikuni- pakkuda prognoositavat valgustust, ootamata, kuni liiklus lambi süttib. Liikumisandurit saab endiselt kasutada seal, kus valgustus ja tee klassifikatsioon seda võimaldavad, kuid seda ei tohiks kasutada lihtsalt alamõõdulise päikesesüsteemi kompenseerimiseks pidevat valgustust nõudval teel.

Kasulik väliuuring on Pasolini jt, mis avaldati ajakirjas Sensors 2024. aastal. Uurijad võrdlesid mitmeid kohanduvaid tänavavalgustuse strateegiaid, kasutades Itaalias ja Vietnamis reaalseid liiklusandmeid ja töötavaid seadmeid. Uuring on siinkohal oluline, kuna selles ei käsitletud liikumisandurit üldiselt paremana: selle mõõdetud jõudlus sõltus teest, liiklusoludest ja juhtimisstrateegiast.

Uuringu 463-päevase Cesena maantee M3 vaatluse käigus tarbis 100 W võimsusega tänavavalgusti astronoomilise -kellastrateegia järgi 549,4 kWh ja 1-minutilise liikumistuvastusstrateegiaga 415,0 kWh. Biassono maanteel M4 näitasid 115 päeva andmed astronoomilise kella korpuse puhul 135,9 kWh ja 1-minutilise liikumisanduriga 121,5 kWh. Need on kohaspetsiifilised mõõtmised, mitte universaalne säästuprotsent.

Veelgi olulisem on see, et samas uuringus leiti, et selle täieliku adaptiivse installimise (FAI) lähenemisviis võib jälgida jälgitavatel M3 ja M4 juhtudel saavutada suuremat säästu kui liikumisandur. See toetab laiemat inseneriõppetundi: parim juhtimismeetod sõltub teest ja valgustusnõuetest, selle asemel, et lisada igale tänavavalgustile lihtsalt liikumisandur.

Uuringu viide:Pasolini, G. et al. (2024). "Konteksti-täielik hinnang kohanduva tänavavalgustuse kohta: tehnilised aspektid, majanduslikud ülevaated ja mõõtmised laiaulatuslikest-pikaajalistest{6}}rakendustest." Sensors, 24(18), 5942. DOI: 10.3390/s24185942.

Suntisolari lähenemisviis paljude maanteede{0}}valgustuse rakenduste jaoks on lisada süsteemi piisavalt PV-d ja aku mahtu, et lamp saaks tõhusalt töötada kogu öö, selle asemel, et muuta liikumisandur ainsaks energiatarbimise vähendamise viisiks.

Näiteks Suntisolari Z88 sari on loodud suurema-võimsusega rakenduste jaoks, samas kui tooteportfell sisaldab ka erinevaid konfiguratsioone haruteede, maateede, parkimisalade ja kogukondade jaoks. Täpne PV ja aku konfiguratsioon tuleks alati valida saidi päikeseressursi, vajaliku valgustuse, töötundide ja autonoomia alusel.

Suure maantee puhul toob see kaasa lihtsa projekteerimispõhimõtte: kui projekt eeldab pidevat valgustust, kasutage piisava suurusega PV- ja akusüsteemi ning laske valgustil töötada vastavalt vajadusele. Ärge vähendage valgustuse vajadust ainult seetõttu, et päikesesüsteem on liiga väike.

Liikumisanduritel on päikeseenergia tänavavalgustuses selge töö: need vähendavad keskmist koormust, kui teed või ruumi ei kasutata. See muudab need eriti kasulikuks, kui PV ja aku maht on piiratud ning liiklus on katkendlik.

Kuid liikumisandurit ei tohiks käsitleda universaalse uuendusena. Suurematel linnateedel ja maanteedel, kus liiklus on kiirem ja valgustus peab olema pidev, on tavaliselt olulisem PV-paneeli ja aku õige suurus, et lamp suudaks kogu öö vajaliku valguse pakkuda.

See on erinevus piiratud energiavõimsuse kompenseerimiseks anduri kasutamisel ja algusest peale piisava energiavõimsusega päikese tänavavalgusti kavandamisel.

1. Pasolini, G. et al. (2024). Sensors 24(18), 5942. "Konteksti terviklik hindamine-Adaptive Street Lighting..." https://doi.org/10.3390/s24185942

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