คุณจะเลือกระบบแสงสว่างพลังงานแสงอาทิตย์หรือระบบไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับโครงการกลางแจ้งของคุณอย่างไร

ระบบไฟส่องสว่างกลางแจ้งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์และโซลูชันพลังงานนอกโครงข่ายมีการพัฒนาไปไกลกว่าระบบไฟเสาในสวนแบบออลอินวันพื้นฐาน หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ที่มีการระบุมากขึ้นสามประเภทแสดงถึงวิวัฒนาการนี้: ขั้วโซลาร์แยกส่วน, เสาโซลาร์เซลล์แบบทรงกระบอก และแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น แต่ละโซลูชันแก้ปัญหาที่แตกต่างกันในการออกแบบการรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์และแสงสว่างกลางแจ้ง และการเลือกสิ่งที่ถูกต้องนั้นขึ้นอยู่กับว่าลำดับความสำคัญของคุณคือการส่องสว่างในระดับถนนที่มีลูเมนสูง สุนทรียศาสตร์ในเมืองขนาดกะทัดรัด หรือความสามารถในการปรับการรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์กับพื้นผิวที่ผิดปกติหรือโค้ง คู่มือนี้ครอบคลุมถึงวิธีการสร้างผลิตภัณฑ์แต่ละรายการ ตำแหน่งที่ทำงานได้ดีที่สุด ข้อกำหนดเฉพาะที่ต้องประเมิน และวิธีที่เทคโนโลยีทั้งสามนี้สามารถนำมารวมกันหรือใช้งานแยกกันเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านพลังงานแสงอาทิตย์และแสงสว่างในโลกแห่งความเป็นจริง

เสาพลังงานแสงอาทิตย์แบบแยกส่วน: ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง

ก แยกเสาแสงอาทิตย์ ระบบจะวางแผงโซลาร์เซลล์และแหล่งกำเนิดแสงไว้บนโครงสร้างการติดตั้งที่แยกจากกัน โดยเชื่อมต่อกันด้วยสายไฟแทนที่จะรวมเป็นหน่วยเดียว ชุดแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งอยู่บนเสาหรือฉากยึดเฉพาะของตัวเอง ซึ่งปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ได้รับแสงแดดสูงสุด ในขณะที่เสาไฟจะติดตั้งชุดโคมไฟที่ปรับให้เหมาะกับมุมการส่องสว่างและการกระจายแสง การแบ่งแยกนี้ช่วยแก้ไขข้อจำกัดพื้นฐานข้อหนึ่งของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการ: การแลกเปลี่ยนระหว่างการวางแนวแผงเพื่อให้ได้พลังงานแสงอาทิตย์สูงสุด และการวางแนวโคมไฟเพื่อการกระจายแสงที่เหมาะสมที่สุด

เหตุใดการแยกจึงมีความสำคัญสำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์และแสงสว่าง

ในไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ในตัว แผงและหัวโคมไฟจะยึดติดกัน หากสถานที่ติดตั้งต้องการให้โคมไฟหันไปในทิศทางเฉพาะเพื่อให้แสงสว่างบนถนน แผงอาจไม่ได้ทำมุมกับดวงอาทิตย์อย่างเหมาะสมที่สุด ในละติจูดที่สูงกว่าซึ่งดวงอาทิตย์ติดตามในมุมเงยที่ต่ำกว่า การประนีประนอมนี้สามารถลดการสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ได้ 15 ถึง 30% เมื่อเทียบกับแผงที่ติดตั้งที่มุมเอียงที่เหมาะสมที่สุด . เสาโซลาร์เซลล์ที่แยกออกจากกันช่วยลดการประนีประนอมนี้โดยสิ้นเชิง แผงสามารถเอียงและวางทิศทางได้โดยอิสระจากโคมไฟ ช่วยเพิ่มการเก็บเกี่ยวพลังงานได้สูงสุด ในขณะที่โคมไฟหันหน้าไปทางจุดที่ต้องการแสงสว่าง

ประโยชน์เชิงปฏิบัติสามารถวัดได้จากเอาต์พุตของระบบ ระบบเสาโซลาร์เซลล์แบบแยกที่มีพิกัดเอาต์พุตแผง 200W สามารถรักษาโคมไฟ LED 100W ไว้สำหรับระยะเวลาการทำงานในเวลากลางคืนที่ยาวนานกว่าอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเทียบกับระบบรวมที่เทียบเท่าซึ่งมีข้อจำกัดการวางแนวแผง เนื่องจากแผงจะรวบรวมพลังงานมากขึ้นต่อวันอย่างสม่ำเสมอ ในภูมิภาคที่มีชั่วโมงแสงแดดสูงสุดน้อยกว่า 4 ชั่วโมงต่อวัน ความแตกต่างระหว่างการวางแนวแผงแบบปรับให้เหมาะสมและตำแหน่งที่ต่ำกว่านี้สามารถกำหนดได้ว่าระบบให้แสงสว่างเพียงพอตลอดเดือนในฤดูหนาวหรือต้องการการเสริมตารางหรือไม่

การออกแบบโครงสร้างของเสาสุริยะแบบแยกส่วน

โดยทั่วไประบบเสาสุริยะแบบแยกจะประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้ที่ทำงานร่วมกัน:

• เสาหรือขายึดแผงโซลาร์เซลล์ : โครงสร้างการติดตั้งเฉพาะ โดยทั่วไปจะเป็นเหล็กหรืออะลูมิเนียม ที่รองรับแผงโซลาร์เซลล์ตั้งแต่หนึ่งแผงขึ้นไปที่มุมเอียงและการวางแนวเข็มทิศที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสถานที่ติดตั้ง อาจเป็นเสาเดี่ยวหรือขายึดด้านข้างติดกับโครงสร้างที่มีอยู่
• เสาไฟ : เสาเหล็กชุบสังกะสีหรืออะลูมิเนียมแยกต่างหากซึ่งมีโคมไฟ LED ที่ความสูงในการติดตั้งที่เหมาะสม ความสูงของเสาสำหรับการใช้งานไฟถนนโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 6 ถึง 12 เมตร โดยมีส่วนขยายแขนวางตำแหน่งโคมไฟเหนือถนนหรือทางเดินที่กำลังส่องสว่าง
• ตู้แบตเตอรี่ : กล่องหุ้มกันฝนและแดดที่ฐานของเสาขั้วใดขั้วหนึ่งเป็นที่บรรจุแบตเตอรีลิเธียมไอออนหรือลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) ตัวควบคุมการชาร์จ และการเชื่อมต่อสายไฟ โดยทั่วไประบบที่แยกจากกันจะใช้แบตเตอรีแบตเตอรีที่มีขนาดใหญ่กว่ายูนิตที่รวมเข้าด้วยกัน เนื่องจากได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีระยะเวลาการทำงานที่ยาวนานขึ้นและให้กำลังไฟฟ้าที่สูงกว่า
• ตัวควบคุมการชาร์จ : ตัวควบคุมการชาร์จ MPPT (การติดตามจุดพลังงานสูงสุด) ที่มีขนาดตรงกับแผงอาร์เรย์และแบตเตอรีแบตเตอรี สารสกัดจากตัวควบคุม MPPT พลังงานเพิ่มขึ้นถึง 30% จากแผงโซลาร์เซลล์ภายใต้สภาวะการฉายรังสีที่แปรผันเมื่อเปรียบเทียบกับตัวควบคุม PWM (การปรับความกว้างพัลส์) ทำให้เป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับระบบเสาสุริยะแบบแยกส่วนซึ่งประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นสิ่งสำคัญ
• โคมไฟ LED : โมดูลไฟ LED สำหรับถนนหรือพื้นที่ประสิทธิภาพสูงพร้อมการออกแบบเชิงแสงที่เหมาะกับความสูงในการติดตั้งและความกว้างของพื้นที่ที่จะส่องสว่าง การจัดอันดับประสิทธิภาพทั่วไปสำหรับโคมไฟ LED คุณภาพที่ใช้ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบแยกมีดังนี้ 150 ถึง 180 ลูเมนต่อวัตต์ ทำให้ได้เอาต์พุตลูเมนสูงพร้อมการดึงพลังงานที่พอประมาณ

กpplications Best Suited to Separated Solar Pole Systems

• ไฟถนนและทางหลวงในชนบทที่การเชื่อมต่อโครงข่ายไม่สามารถทำได้หรือมีราคาแพงมาก
• ลานจอดรถและปริมณฑลของสิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์ที่ต้องการกำลังส่องสว่างสูงและชั่วโมงการทำงานที่ยาวนาน
• สิ่งอำนวยความสะดวกด้านกีฬา สวนสาธารณะชุมชน และพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจในสถานที่นอกระบบหรือกึ่งตาราง
• ระบบไฟส่องสว่างเพื่อความปลอดภัยในพื้นที่อุตสาหกรรม ซึ่งสามารถปรับการวางแนวแผงได้อย่างเต็มที่ โดยไม่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโคมไฟ
• การติดตั้งในละติจูดที่สูงกว่า (สูงกว่า 40 องศาเหนือหรือใต้) ซึ่งการเพิ่มประสิทธิภาพการเอียงของแผงมีผลกระทบมากที่สุดต่อการรวบรวมพลังงานในฤดูหนาว

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญในการประเมินเสาสุริยะแบบแยกส่วน

เมื่อระบุระบบเสาสุริยะแบบแยกส่วน พารามิเตอร์ต่อไปนี้จะกำหนดว่าระบบจะให้แสงสว่างเพียงพอตลอดทั้งปี ณ ตำแหน่งที่กำหนดหรือไม่:

• กำลังไฟฟ้าแผงสัมพันธ์กับกำลังไฟโคมไฟ : กฎทั่วไปคือ กำลังไฟของแผงควรเป็นอย่างน้อย 3 ถึง 4 เท่าของกำลังไฟของโคมไฟ เมื่อระบบคาดว่าจะทำงานเป็นเวลา 10 ถึง 12 ชั่วโมงต่อคืนในสถานที่ซึ่งมีชั่วโมงแสงแดดสูงสุด 4 ถึง 5 ชั่วโมงต่อวัน อัตราส่วนแผงต่อหลอดไฟที่สูงขึ้นช่วยให้มีอิสระมากขึ้นในช่วงที่มีเมฆมาก
• ความจุของแบตเตอรี่ หน่วยเป็นวัตต์-ชั่วโมง : ความจุของแบตเตอรี่ควรมีให้อย่างน้อย 3 ถึง 5 วันของการทำงานอัตโนมัติ ตามตารางไฟส่องสว่างที่กำหนดโดยไม่มีการป้อนข้อมูลจากแสงอาทิตย์ เพื่อพิจารณาสภาพอากาศของที่ตั้งโครงการที่มีเมฆครึ้มเป็นเวลานาน
• อัตราการรับน้ำหนักลมของโครงสร้างการติดตั้งแผง : เสาแผงที่แยกจากกันนำเสนอพื้นผิวรับแรงลมที่ใหญ่กว่ายูนิตที่รวมเข้าด้วยกัน การออกแบบโครงสร้างต้องคำนึงถึงข้อกำหนดความเร็วลมในท้องถิ่น โดยทั่วไปแล้วจะมีความเร็วลมเฉลี่ย 10 นาทีที่ 40 ถึง 60 เมตรต่อวินาทีในสถานที่โล่ง

เสาโซลาร์เซลล์ทรงกระบอก: ระบบไฟพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการพร้อมรูปแบบสถาปัตยกรรม

ก เสาแสงอาทิตย์ทรงกระบอก รวมแผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ ตัวควบคุมการชาร์จ และโคมไฟไว้ในโครงสร้างเสาทรงกระบอกเดียว แตกต่างจากไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการทั่วไปที่มีแผงแบนวางอยู่บนเสามาตรฐาน เสาโซลาร์เซลล์แบบทรงกระบอกจะพันพื้นผิวที่รวบรวมพลังงานไว้รอบๆ หรือภายในตัวเสาเอง ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการปรับปรุงทางสถาปัตยกรรมที่สอดคล้องกันทางสายตา ซึ่งเหมาะกับพลาซ่าในเมือง บริเวณทางเท้า สวนสาธารณะ และสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่คำนึงถึงการออกแบบ

เสาสุริยะทรงกระบอกผลิตพลังงานได้อย่างไร

วิธีการรวบรวมพลังงานในเสาสุริยะแบบทรงกระบอกใช้วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความยืดหยุ่นพันรอบพื้นผิวเสาทรงกระบอก หรือชุดของส่วนแผงแบนหรือโค้งที่จัดเรียงตามแนวรัศมีรอบๆ ขั้วเพื่อสร้างรูปทรงทรงกระบอกหรือใกล้ทรงกระบอก ทั้งสองแนวทางมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือการออกแบบจอแบนเดี่ยว: การรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์รอบทิศทาง เนื่องจากวัสดุแผงหันหน้าไปทางเข็มทิศหลายทิศทางพร้อมกัน เสาจึงรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงเช้า เที่ยงวัน และบ่าย โดยไม่ต้องวางทิศทางตามทิศทางเข็มทิศเฉพาะระหว่างการติดตั้ง

คุณลักษณะการรวบรวมรอบทิศทางทำให้เสาโซลาร์เซลล์ทรงกระบอกเหมาะอย่างยิ่งกับสถานที่ในเมืองซึ่งอาคาร ต้นไม้ และโครงสร้างอื่นๆ อาจบังบังจอแบนแบบวางทิศทางเดียวสำหรับบางส่วนของวัน ด้วยการกระจายพื้นผิวการรวบรวมไปรอบๆ เส้นรอบวง 360 องศาเต็ม พลังงานทั้งหมดที่รวบรวมได้ต่อวันจะยังคงมีความสอดคล้องกันมากขึ้นในการวางแนวของไซต์ต่างๆ มากกว่าที่เทียบเท่ากับจอแบน การวิจัยเกี่ยวกับการกำหนดค่าเซลล์แสงอาทิตย์ทรงกระบอกได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการรวบรวมของ 85 ถึง 92% ของพลังงานที่จอแบนซึ่งมีพื้นที่เซลล์ทั้งหมดเท่ากันจะรวบรวมได้เมื่อเอียงอย่างเหมาะสมที่สุด ในขณะที่นำเสนอคอลเลคชันนี้โดยไม่คำนึงถึงการวางแนวเสาที่สัมพันธ์กับทิศเหนือ-ใต้

ส่วนประกอบภายในและการรวมระบบ

ฟอร์มแฟคเตอร์ทรงกระบอกจำเป็นต้องบูรณาการส่วนประกอบของระบบทั้งหมดภายในโครงสร้างเสาอย่างกะทัดรัด บ้านระบบเสาสุริยะทรงกระบอกทั่วไป:

• เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) : จัดเรียงเป็นรูปทรงกระบอกหรือทรงปริซึมภายในส่วนล่างของเสา เคมีของ LFP เป็นที่ต้องการสำหรับการประยุกต์ใช้งานนี้ เนื่องจากมีความเสถียรทางความร้อน มีอายุการใช้งานยาวนาน (โดยทั่วไป รอบการคายประจุเต็ม 2,000 ถึง 3,000 ) และความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นที่อาจเกิดขึ้นภายในเสาโลหะที่ปิดล้อมเมื่อโดนแสงแดดโดยตรง
• ตัวควบคุมการชาร์จ MPPT ในตัว : บอร์ดควบคุมขนาดกะทัดรัดที่ติดตั้งอยู่ภายในเสาจะจัดการการชาร์จจากพื้นผิวไฟฟ้าโซลาร์เซลล์โดยรอบ และควบคุมการคายประจุไปยังโมดูล LED
• โคมไฟ LED at the pole crown : แหล่งกำเนิดแสงที่ด้านบนของเสาทรงกระบอก โดยทั่วไปจะเป็นโมดูล LED ที่หันลงหรือรอบทิศทางเพื่อให้แสงสว่างแก่ทางเดินและพื้นที่ ช่วงเอาท์พุตทั่วไปสำหรับเสาโซลาร์เซลล์ทรงกระบอกขนาดคนเดินเท้าคือ 1,000 ถึง 5,000 ลูเมน เหมาะสำหรับทางเดินเท้า พลาซ่า และพื้นที่ความเร็วต่ำ
• เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวหรือแสงกลางวัน : การออกแบบเสาโซลาร์เซลล์ทรงกระบอกหลายแบบรวมเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR หรือเซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบที่ปรับเอาต์พุตของโคมไฟตามการใช้งานหรือช่วงเวลาของวัน ขยายความเป็นอิสระของแบตเตอรี่โดยการลดเอาต์พุตในช่วงที่มีการจราจรต่ำ

ข้อดีของการออกแบบและความสวยงามในบริบทของเมือง

ข้อได้เปรียบหลักที่โดดเด่นของเสาสุริยะทรงกระบอกในสภาพแวดล้อมในเมืองและเชิงพาณิชย์คือการเชื่อมโยงกันทางสายตา ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบทั่วไปที่มีจอแบนติดตั้งเป็นมุมบนแขนอาจดูไม่สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมทางสถาปัตยกรรม และอาจมองว่าเป็นประโยชน์หรือเป็นเพียงชั่วคราว เสาโซลาร์เซลล์ทรงกระบอกมีรูปทรงที่สะอาดตาและเป็นหนึ่งเดียว ซึ่งผสานรวมเข้ากับเฟอร์นิเจอร์ในเมือง เสาประตู และการออกแบบภูมิทัศน์อย่างเป็นธรรมชาติ ทำให้เป็นข้อกำหนดที่ต้องการสำหรับ:

• บริเวณทางเท้าใจกลางเมืองและสภาพแวดล้อมบนถนนสูงที่มีการระบุมาตรฐานคุณภาพการมองเห็นอย่างเป็นทางการในเงื่อนไขการวางแผน
• สวนสาธารณะ ทางเดินริมน้ำ และโซนมรดกที่ความสวยงามของแผงโซลาร์เซลล์แบบเดิมๆ อาจขัดแย้งกับการออกแบบภูมิทัศน์
• การพัฒนาเชิงพาณิชย์รวมถึงศูนย์การค้า บริเวณโรงแรม และทรัพย์สินของรีสอร์ทซึ่งมีแสงสว่างภายนอกช่วยสร้างเอกลักษณ์ของแบรนด์
• เส้นทางสู่มหาวิทยาลัยด้านการศึกษาและภูมิทัศน์ถนนการพัฒนาที่อยู่อาศัยซึ่งมีผลิตภัณฑ์ร่วมสมัยแต่ไม่สร้างความรำคาญมีความเหมาะสม

ข้อจำกัดของเสาสุริยะทรงกระบอกเมื่อเปรียบเทียบกับระบบแยก

การบูรณาการที่สวยงามของเสาโซลาร์เซลล์แบบทรงกระบอกมาพร้อมกับข้อเสียเปรียบในความสามารถในการรวบรวมพลังงานดิบ พื้นที่เซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดบนเสาทรงกระบอกถูกจำกัดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางและความสูงของเสา และรูปทรงทรงกระบอกหมายความว่า เซลล์ใดๆ จะอยู่ที่เอาต์พุตสูงสุดเพียงช่วงหนึ่งของวันที่มุมดวงอาทิตย์เอื้อต่อการวางแนวของเซลล์นั้นมากที่สุด ในทางปฏิบัติ เสาโซลาร์เซลล์แบบทรงกระบอกเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีกำลังไฟต่ำถึงปานกลาง ซึ่งความต้องการเอาต์พุตลูเมนมีเพียงเล็กน้อย สำหรับการใช้งานที่ต้องการเอาต์พุตต่อเนื่องมากกว่า 5,000 ลูเมนตลอดทั้งคืน ระบบเสาสุริยะแบบแยกที่มีอาร์เรย์แผงเฉพาะที่ใหญ่กว่าโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพดีกว่าเสาทรงกระบอก ในการส่งมอบพลังงานประจำปี

แผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น: การรวบรวมพลังงานตามรูปแบบสำหรับพื้นผิวที่ไม่เรียบ

ก แผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น เป็นโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ที่สร้างขึ้นบนพื้นผิวที่บางและโค้งงอได้ แทนที่จะเป็นกรอบกระจกและอะลูมิเนียมที่แข็ง ความสามารถในการโค้งงอ โค้ง และปรับให้เข้ากับพื้นผิวที่ไม่เรียบทำให้เกิดตำแหน่งการติดตั้งที่แผงซิลิกอนผลึกแข็งไม่สามารถเข้าถึงได้ และน้ำหนักที่ลดลงของแผงที่ยืดหยุ่นทำให้สามารถติดตั้งบนโครงสร้างที่ไม่สามารถรองรับภาระของแผงทั่วไปได้ แผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นเป็นเทคโนโลยีที่เปิดใช้งานสำหรับพื้นผิวการรวบรวมพลังงานทรงกระบอกที่ใช้ในเสาโซลาร์เซลล์ทรงกระบอก และยังทำหน้าที่เป็นโซลูชันการผลิตพลังงานแบบสแตนด์อโลนในการใช้งานทางทะเล ยานพาหนะ สถาปัตยกรรม และแบบพกพา

เทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์หลายชนิดมีจำหน่ายในรูปแบบแผงที่ยืดหยุ่น โดยแต่ละเทคโนโลยีมีคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน:

• ซิลิคอนอสัณฐานแบบฟิล์มบาง (a-Si) : หนึ่งในเทคโนโลยี PV ที่ยืดหยุ่นเร็วที่สุด วางเป็นชั้นบาง ๆ บนพื้นผิวพลาสติกหรือฟอยล์โลหะ ประสิทธิภาพโดยทั่วไป 6 ถึง 10% ต่ำกว่าทางเลือกแบบผลึก แต่มีประสิทธิภาพที่ดีกว่าภายใต้สภาวะแสงที่กระจายและอุณหภูมิสูง เหมาะสำหรับการใช้งานที่แผงควบคุมทำงานในที่ร่มบางส่วนหรือที่อุณหภูมิสูง
• CIGS (ทองแดง อินเดียม แกลเลียม เซเลไนด์) : เทคโนโลยีฟิล์มบางที่มีประสิทธิภาพในการ 12 ถึง 16% ในผลิตภัณฑ์แผงแบบยืดหยุ่นเชิงพาณิชย์ ประสิทธิภาพดีกว่าซิลิคอนอสัณฐานพร้อมประสิทธิภาพแสงน้อยที่ดี แผงที่มีความยืดหยุ่นของ CIGS ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในเซลล์แสงอาทิตย์แบบรวมอาคาร (BIPV) การใช้งานทางทะเล และการก่อสร้างเสาสุริยะแบบทรงกระบอก ซึ่งต้องการความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นต่อหน่วยพื้นที่
• ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์บนพื้นผิวที่ยืดหยุ่น : ชิ้นบางของเซลล์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ประสิทธิภาพสูงที่เชื่อมติดกับวัสดุรองรับที่ยืดหยุ่น บรรลุประสิทธิภาพของ 18 ถึง 24% ซึ่งสูงสุดในรูปแบบแผงที่ยืดหยุ่น มีราคาแพงกว่าตัวเลือกฟิล์มบางและมีรัศมีการโค้งงอที่จำกัด (โดยทั่วไปรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำคือ 100 ถึง 300 มม ขึ้นอยู่กับความหนาของเซลล์) แต่ให้กำลังไฟฟ้าที่ดีที่สุดต่อหน่วยพื้นที่สำหรับการใช้งานที่มีพื้นที่จำกัด
• เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ (OPV) : เทคโนโลยีเกิดใหม่ที่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์บนพื้นผิวที่บางเฉียบและมีความยืดหยุ่นสูง ประสิทธิภาพเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันต่ำกว่าที่ 8 ถึง 12% แต่ความยืดหยุ่นสูงสุด น้ำหนักเบา และศักยภาพสำหรับการผลิตที่มีต้นทุนต่ำ ทำให้แผง OPV มีสถานะเพิ่มขึ้นในการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการด้านสถาปัตยกรรมและการออกแบบ

ลักษณะทางกายภาพที่ทำให้สามารถติดตั้งตำแหน่งใหม่ได้

คุณสมบัติทางกายภาพที่กำหนดของแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นที่ขยายขอบเขตการใช้งานให้มากกว่าแผงแบบแข็งคือ:

• น้ำหนักเบา : แผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นมักจะมีน้ำหนักระหว่าง 1 และ 4 กิโลกรัมต่อตารางเมตร เมื่อเทียบกับแผงกระจกแข็งทั่วไปที่ 10 ถึง 15 กิโลกรัมต่อตารางเมตร ข้อได้เปรียบด้านน้ำหนักนี้ทำให้สามารถติดตั้งบนดาดฟ้าเรือ หลังคารถยนต์ กันสาด โครงสร้างผ้า และเมมเบรนทางสถาปัตยกรรมที่ไม่สามารถรองรับน้ำหนักที่แผงแข็งได้
• ความเข้ากันได้ของรัศมีโค้ง : แผงที่ยืดหยุ่นสามารถปรับให้เข้ากับพื้นผิวโค้งที่มีรัศมีตั้งแต่ 30 มม. (OPV และฟิล์มบาง) ถึง 300 มม. (โมโนคริสตัลไลน์บนแผ่นรองหลังแบบยืดหยุ่น) ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี ช่วยให้สามารถติดตั้งเข้ากับแนวหลังคาโค้ง โครงสร้างทรงกระบอก ตัวถังรถ และโครงสร้างแบบเป่าลมได้
• กdhesive or laminate mounting : แผงที่มีความยืดหยุ่นสามารถยึดติดกับพื้นผิวของพื้นผิวได้โดยตรงโดยใช้เทปกาวหรือการเคลือบเกรดมารีน ช่วยลดโครงยึดและลดความต้านทานลม สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งกับเรือเดินทะเลที่คำนึงถึงการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์และบูรณาการโครงสร้าง
• โปรไฟล์ที่ลดลง : ความหนาของแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นมีตั้งแต่ 2 ถึง 5 มม เปรียบเทียบกับ 35 ถึง 40 มม. สำหรับแผงแข็งแบบมีกรอบ โปรไฟล์ขั้นต่ำนี้ช่วยให้สามารถรวมเข้ากับพื้นผิวที่ส่วนที่ยื่นออกมาไม่อาจยอมรับหรือทำไม่ได้

กpplication Categories for Flexible Solar Panels

แผงโซลาร์เซลล์ที่ยืดหยุ่นรองรับการใช้งานที่แบ่งออกเป็นสี่ประเภทกว้าง ๆ โดยแต่ละประเภทใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบทางกายภาพที่แตกต่างกันของรูปแบบที่ยืดหยุ่น:

• การใช้งานทางทะเลและทางทะเล : แผงยืดหยุ่นและกันน้ำน้ำหนักเบาติดกับดาดฟ้าเรือ ดอดเจอร์ ฝาครอบบิมินี และส่วนลำตัวเรือ สารเคลือบพื้นผิวกันลื่นบนแผงแบบยืดหยุ่นเกรดมารีนช่วยรักษาความปลอดภัยของดาดฟ้าขณะสร้างพลังงาน การติดตั้งแผงแบบยืดหยุ่นทั่วไปขนาด 200 วัตต์บนเรือยอชท์ขนาด 10 เมตร จะเพิ่มน้ำหนักได้น้อยกว่า 2 กิโลกรัม และไม่จำเป็นต้องเจาะโครงสร้างดาดฟ้าเรือ
• การใช้งานยานพาหนะและยานพาหนะเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ (RV) : แผงที่ยืดหยุ่นยึดติดกับหลังคารถตู้ หลังคารถบ้านเคลื่อนที่ และพื้นผิวคาราวาน ซึ่งโครงแผงที่แข็งแรงจะเพิ่มปัญหาการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์หรือปัญหาระยะห่างของกล่องหลังคาที่ยอมรับไม่ได้ แผงที่มีความยืดหยุ่นแบบ Monocrystalline ใน ช่วง 100 ถึง 400W มีการระบุไว้โดยทั่วไปมากที่สุดสำหรับระบบส่งกำลังแปลงรถตู้
• พลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการในอาคาร (BIPV) : CIGS ที่ยืดหยุ่นและแผงโมโนคริสตัลไลน์ที่เคลือบเป็นเมมเบรนหลังคา ด้านหน้า กันสาด และช่องรับแสง แผงเหล่านี้กลายเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกอาคารแทนที่จะเป็นส่วนเพิ่มเติม ซึ่งมีส่วนช่วยในการผลิตพลังงานในขณะที่ทำหน้าที่ด้านโครงสร้างหรือป้องกันสภาพอากาศไปพร้อมๆ กัน
• การรวมเสาสุริยะและโครงสร้างทรงกระบอก : แผงที่ยืดหยุ่นได้พันรอบเสาสุริยะทรงกระบอก โครงสร้างเสา เสา และเฟอร์นิเจอร์ในเมือง เพื่อรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นผิวที่แผงแข็งไม่สามารถรองรับได้ แอปพลิเคชันนี้เป็นจุดที่เทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นตัดกันโดยตรงกับประเภทเสาโซลาร์เซลล์แบบทรงกระบอกที่อธิบายไว้ในคู่มือนี้
• พลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพาและบรรจุได้ : แผงยืดหยุ่นแบบม้วนหรือพับได้สำหรับการชาร์จภาคสนาม การตั้งแคมป์ ชุดจ่ายไฟฉุกเฉิน และการใช้งานทางทหารที่ต้องการขนาดบรรจุภัณฑ์ที่กะทัดรัดและน้ำหนักเบาเป็นข้อกำหนดหลัก

การเปรียบเทียบสามเทคโนโลยี: สรุปเชิงปฏิบัติ

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ในระบบเสาสุริยะ

ระบบแบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบที่กำหนดความน่าเชื่อถือในทางปฏิบัติของการติดตั้งไฟส่องสว่างเสาพลังงานแสงอาทิตย์ได้โดยตรง ข้อมูลจำเพาะของแผงและประสิทธิภาพของโคมไฟ LED สามารถปรับให้เหมาะสมบนกระดาษได้ แต่หากระบบแบตเตอรี่เสื่อมลงอย่างรวดเร็วในสภาพอากาศในท้องถิ่นหรือขาดความจุเพียงพอสำหรับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในความพร้อมของพลังงานแสงอาทิตย์ การติดตั้งจะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าโดยไม่คำนึงถึงข้อกำหนดอื่น ๆ

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตกับเคมีลิเธียมอื่น ๆ

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP หรือ LiFePO4) ได้กลายเป็นคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่ที่โดดเด่นในการใช้งานเสาแสงอาทิตย์กลางแจ้ง ด้วยเหตุผลหลายประการที่ตอบสนองความต้องการของกรณีการใช้งานนี้โดยตรง:

• เสถียรภาพทางความร้อน : แบตเตอรี่ LFP จะไม่มีการระบายความร้อนที่อุณหภูมิภายในเสาสุริยะและเปลือกแบตเตอรี่กลางแจ้งภายใต้แสงแดดโดยตรง ซึ่งอาจเกิน 60 ถึง 70 องศาเซลเซียสในฤดูร้อน เคมีของลิเธียม NMC และลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ไวต่ออุณหภูมิมากกว่าอย่างเห็นได้ชัด และมีความเสี่ยงต่อความล้มเหลวสูงกว่าในสภาวะเหล่านี้
• วงจรชีวิต : โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ LFP จะจัดส่ง รอบการคายประจุเต็ม 2,000 ถึง 4,000 ที่ความลึกของการคายประจุ 80% เมื่อเทียบกับ 500 ถึง 1,500 รอบสำหรับแบตเตอรี่กรดตะกั่ว และ 500 ถึง 2,000 รอบสำหรับลิเธียม NMC ที่ความลึกการคายประจุที่เทียบเคียงได้ ในเสาสุริยะที่หมุนเวียนทุกวัน จะเปลี่ยนเป็นอายุการใช้งาน 8 ถึง 12 ปีสำหรับ LFP เทียบกับ 2 ถึง 4 ปีสำหรับกรดตะกั่ว
• ประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำ : แบตเตอรี่ LFP คงความจุได้ดีกว่าในสภาวะเย็นกว่าสารเคมีลิเธียมทางเลือกบางชนิด และระบบการจัดการแบตเตอรี่ LFP ส่วนใหญ่มีการป้องกันประจุที่อุณหภูมิต่ำซึ่งป้องกันความเสียหายที่เกิดจากการชาร์จในสภาวะที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง

การคำนวณความจุแบตเตอรี่ที่ต้องการ

สำหรับเสาโซลาร์เซลล์หรือระบบเสาโซลาร์เซลล์แบบแยกส่วน ความจุแบตเตอรี่ขั้นต่ำในหน่วยวัตต์-ชั่วโมงจะคำนวณได้ดังนี้:

1. กำหนดการใช้พลังงานในแต่ละวัน: กำลังไฟของโคมไฟคูณด้วยชั่วโมงการทำงานต่อคืน ตัวอย่าง: โคมไฟ 40W ใช้งาน 10 ชั่วโมงเท่ากับ 400 Wh ต่อคืน
2. คูณด้วยจำนวนวันที่ต้องเป็นอิสระ (โดยทั่วไปคือ 3 ถึง 5 วัน): 400 Wh คูณด้วย 4 วันเท่ากับแบตเตอรี่สำรองขั้นต่ำ 1,600 Wh
3. หารด้วยความลึกของการคายประจุที่ใช้งานได้สำหรับเคมีของแบตเตอรี่ที่เลือก (0.8 สำหรับ LFP ที่ความลึกของการคายประจุ 80%): 1,600 Wh หารด้วย 0.8 เท่ากับ ความจุแบตเตอรี่ที่ติดตั้ง 2,000 Wh เป็นขั้นต่ำในการออกแบบสำหรับตัวอย่างนี้

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและการว่าจ้าง

กll three technologies require specific installation practices to achieve their rated performance and service life. Common factors that are frequently overlooked in field installations include:

การประเมินไซต์งานก่อนระบุระบบเสาสุริยะใดๆ

• การประเมินทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ : ตรวจสอบชั่วโมงดวงอาทิตย์สูงสุดต่อวันที่ที่ตั้งโครงการโดยใช้ฐานข้อมูลทรัพยากร เช่น PVGIS (ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์) สำหรับพิกัดการติดตั้งเฉพาะ อย่าใช้ค่าเฉลี่ยของภูมิภาค เนื่องจากภูมิประเทศขนาดเล็ก ความขุ่นมัวของชายฝั่ง และการบังเงาของหุบเขาในเมืองสามารถลดทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ที่แท้จริงให้ต่ำกว่าตัวเลขของภูมิภาคได้อย่างมาก
• การวิเคราะห์การแรเงา : ระบุต้นไม้ อาคาร หรือสิ่งปลูกสร้างที่จะทำให้เกิดเงาบนพื้นผิวรวบรวมแสงอาทิตย์ในเวลาใดก็ได้ในระหว่างวันตลอดทั้งปี แม้แต่การแรเงาบางส่วนบนส่วนเล็กๆ ของแผงก็สามารถลดเอาท์พุตของระบบได้อย่างมากเนื่องจากการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของเซลล์ การประเมินนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบเสาสุริยะแบบแยกส่วนซึ่งแผงอยู่บนโครงสร้างคงที่
• สภาพดินและฐานราก : ฐานรากเสาสำหรับเสาสุริยะแบบแยกส่วนและแบบทรงกระบอกจำเป็นต้องได้รับการยืนยันทางธรณีเทคนิคว่าความสามารถในการรับน้ำหนักของดินและความลึกของการฝังจะรองรับแรงลมรวมและการรับน้ำหนักตายของเสาและชุดประกอบแผง ในสภาพดินที่ไม่ดี อาจจำเป็นต้องใช้แผ่นฐานแบบขยาย สกรูกราวด์ หรือฐานรากคอนกรีต

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น

• ทำความสะอาดพื้นผิวการติดตั้งอย่างละเอียดก่อนที่จะติดแผงยืดหยุ่นที่มีกาวด้านหลัง การปนเปื้อน ความชื้น หรือสารเคลือบที่หลวมใต้แผงจะทำให้เกิดความล้มเหลวของกาวและการหลุดร่อนของแผงเมื่อเวลาผ่านไป
• อย่าโค้งงอแผงโมโนคริสตัลไลน์ที่ยืดหยุ่นเกินกว่าข้อกำหนดรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำของผู้ผลิต การเกินขีดจำกัดนี้ทำให้เกิดการแตกหักระดับไมโครในเซลล์ซิลิคอนซึ่งจะลดเอาท์พุตทันทีและแย่ลงเรื่อยๆ ด้วยการหมุนเวียนด้วยความร้อน
• กllow adequate ventilation between the panel rear surface and the mounting substrate. A gap of 10 ถึง 20 มม ช่วยลดอุณหภูมิการทำงานของแผงและปรับปรุงประสิทธิภาพเอาต์พุต เนื่องจากแผงที่ยืดหยุ่นบนพื้นผิวโลหะร้อนสามารถเข้าถึงอุณหภูมิในการทำงาน 70 ถึง 80 องศาเซลเซียสโดยไม่ต้องมีการระบายอากาศ ลดเอาต์พุตโดย 15 ถึง 25% เมื่อเทียบกับประสิทธิภาพในสภาวะเย็น
• ปกป้องจุดเข้าสายไฟด้วยเคเบิลแกลนด์เกรดมารีน และใช้ซิลิโคนที่มีความเสถียรต่อรังสี UV รอบๆ การเจาะทั้งหมดเพื่อป้องกันความชื้นซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพของแผงยืดหยุ่นก่อนวัยอันควรในการใช้งานกลางแจ้งแบบเปิดโล่ง

การเลือกระหว่างเสาโซลาร์เซลล์แบบแยก เสาโซลาร์ทรงกระบอก และแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น

ทางเลือกระหว่างเทคโนโลยีทั้งสามนี้ไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะเสมอไป สามารถนำมารวมกันภายในโครงการเดียวเพื่อตอบสนองความต้องการด้านสถานที่ที่แตกต่างกัน และการทำความเข้าใจเกณฑ์การตัดสินใจสำหรับแต่ละโครงการทำให้ข้อกำหนดตรงไปตรงมา:

1. ข้อกำหนดหลักคือกำลังเอาท์พุตลูเมนสูงสำหรับไฟถนนหรือพื้นที่ขนาดใหญ่หรือไม่ เลือกระบบเสาโซลาร์เซลล์แบบแยกส่วน การวางแนวแผงอิสระและแผงอาร์เรย์ที่ใหญ่ขึ้นของระบบที่แยกจากกัน มอบการสะสมพลังงานที่จำเป็นในการรักษาความสว่าง 10,000 ลูเมนขึ้นไปตลอดทั้งคืนในสถานที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ที่หลากหลาย
2. การติดตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมในเมือง เชิงพาณิชย์ หรือการออกแบบที่คำนึงถึงคุณภาพของภาพหรือไม่ เลือกเสาโซลาร์เซลล์แบบทรงกระบอก รูปแบบสถาปัตยกรรมแบบบูรณาการให้แสงสว่างระดับคนเดินเท้าโดยไม่รบกวนการมองเห็นของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผงมุมทั่วไป
3. การใช้งานเป็นพื้นผิวโค้ง ยืดหยุ่น หรือมีน้ำหนักจำกัดซึ่งไม่สามารถรองรับแผงที่แข็งได้หรือไม่ เลือกแผงโซลาร์เซลล์ที่ยืดหยุ่น ดาดฟ้าเรือ หลังคายานพาหนะ เสาทรงกระบอก องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมโค้ง และการใช้งานแบบพกพา ล้วนต้องการความสามารถในการติดตั้งตามแบบที่มีเฉพาะแผงที่ยืดหยุ่นเท่านั้นที่มีให้
4. โครงการมีสภาพแวดล้อมผสมผสานทั้งบริเวณถนนและทางเดินเท้าหรือไม่? ติดตั้งเสาโซลาร์เซลล์แบบแยกส่วนบนส่วนของถนนเพื่อให้ได้กำลังสูงและเสาโซลาร์เซลล์แบบทรงกระบอกบนโซนทางเท้าเพื่อความสอดคล้องกันที่สวยงาม โดยใช้ข้อกำหนดระบบแบบรวมสำหรับมาตรฐานแบตเตอรี่และการชาร์จ เพื่อลดความยุ่งยากในการบำรุงรักษา

กll three technologies represent mature, field-proven solar solutions that deliver reliable off-grid or grid-independent power and lighting when correctly specified for the location, load, and climate. กุญแจสู่ผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จคือการจับคู่จุดแข็งที่แท้จริงของแต่ละเทคโนโลยีกับความต้องการเฉพาะของการติดตั้ง แทนที่จะใช้โซลูชันเดียวในทุกสถานการณ์ในโปรเจ็กต์