Краткий ответ: для большинства площадок в Восточной и Западной Африке и Юго-Восточной Азии трёх ночей автономии батареи достаточно, но только если панель примерно на 30 % больше, чем строго необходимо для худшего месяца. В нашем 10-летнем моделировании панель, рассчитанная точно на худший месяц, оставляла свет выключенным 5–16 ночей в год даже с тремя ночами батареи; с панелью на 30 % больше каждый город опустился до 2 ночей или меньше.
В тендерах часто указывают «3 дня автономии» или «5 дождливых дней» и оставляют панель на усмотрение участника. Это неправильный подход: батарея покрывает облачные дни только если панель может её afterwards восполнить.
Ключевые цифры
- Мы использовали ежедневную солнечную радиацию NASA POWER за 2015–2024, 3 653 дня на город, для 10 городов.
- Средние значения за худший месяц варьировались от 3,6 кВт·ч/м²/день (Янгон, август) до 4,8 (Аддис-Абеба, август).
- При панели, рассчитанной точно на худший месяц, переход с 3 на 5 ночей батареи всё ещё оставлял до 7 тёмных ночей в год (Янгон). Добавление 30 % панели с 3 ночами батареи сократило это до 1,5.
1. Модель
Каждый моделируемый светильник потребляет 1 единицу энергии за ночь. Панель выдаёт номинальную мощность × суточную радиацию × 0,75 на температурные, пылевые, проводные и зарядные потери. Батарея вмещает определённое число ночей полезной энергии. Каждый день панель заряжает батарею; каждую ночь светильник потребляет энергию, и если батарея не может покрыть всю ночь, эта ночь считается тёмной (на практике контроллер затемняет раньше). Панели горизонтальны, что консервативно вдали от экватора.
2. Результаты: тёмные ночи в год
| Город | Худший месяц (кВт·ч/м²/день) | Панель 1,0×, 3 ночи | Панель 1,0×, 5 ночей | Панель 1,3×, 2 ночи | Панель 1,3×, 3 ночи |
|---|---|---|---|---|---|
| Найроби | 4,71 (июн) | 7.0 | 1.8 | 0.8 | 0 |
| Кампала | 4,74 (июл) | 7.0 | 0 | 0 | 0 |
| Дар-эс-Салам | 4,52 (апр) | 10.3 | 5.4 | 4.5 | 1.9 |
| Аддис-Абеба | 4.78 (авг.) | 8.4 | 4.7 | 1.0 | 0.1 |
| Лагос | 3.82 (июл.) | 4.6 | 1.4 | 0.8 | 0 |
| Абуджа | 4.06 (авг.) | 4.7 | 1.3 | 0.1 | 0 |
| Янгон | 3.63 (авг.) | 15.7 | 7.1 | 4.5 | 1.5 |
| Мандалай | 4.29 (дек.) | 7.1 | 0.8 | 2.1 | 0.1 |
| Куала-Лумпур | 4.33 (дек.) | 9.7 | 4.5 | 1.8 | 0 |
| Вьентьян | 4.61 (авг.) | 15.4 | 4.9 | 3.0 | 0.3 |
Наше собственное моделирование. «Панель 1,0×» означает панель, которая точно покрывает энергию одной ночи в средний день худшего месяца; 1,3× — на 30 % больше. Спутниковые данные усредняют локальные ливни, поэтому на реальных объектах периоды низкой инсоляции несколько длиннее; рассматривайте эти результаты как относительные, а не как гарантии.
3. Почему запас по панели важнее, чем дни автономии батареи
После периода облачности батарею нужно восполнить, пока светильник продолжает работать каждую ночь. Если панель рассчитана точно на худший месяц, излишка для восполнения нет: в сезон дождей батарея никогда не заряжается полностью, поэтому следующий период низкой инсоляции застаёт её наполовину пустой. Дополнительная батарея помогает только при наличии избыточной энергии для её зарядки. Именно поэтому пять ночей автономии при панели без запаса показали худший результат, чем две ночи при панели с запасом 30 % в большинстве городов. Наше руководство по расчёту показывает расчёт восстановления.
4. Наши рекомендации по климату
| Климат | Примеры | Запас панели относительно худшего месяца | Автономия батареи |
|---|---|---|---|
| Высокогорные и внутренние районы Восточной Африки | Найроби, Кампала, Аддис-Абеба | +30 % | 2–3 ночи |
| Западноафриканская саванна и побережье | Абуджа, Лагос | +30 % | 3 ночи |
| Побережье муссонов | Янгон, Дар-эс-Салам | +30–50 % | 3–4 ночи |
| Внутренние районы Юго-Восточной Азии | Мандалай, Вьентьян, Куала-Лумпур | +30 % | 3 ночи |
Под автономией здесь понимается полезная энергия. Литий-железо-фосфатный (LiFePO4) аккумулятор должен быть рассчитан так, чтобы после ограничения глубины разряда и потери ёмкости к концу гарантийного срока он всё ещё обеспечивал эти ночи; см. наше руководство по гарантии. Профиль диммирования (например, полная мощность до полуночи, затем 50 %) снижает ночное энергопотребление и является самым дешёвым способом увеличить автономию.
5. Как записать это в спецификации
- Укажите инсоляцию для худшего месяца для объекта и её источник (NASA POWER или Global Solar Atlas).
- Требуйте энергобаланс: ночные Wh по ступеням диммирования, Wh панели в худшем месяце и запас.
- Указывайте автономию в ночах полезной энергии на конец гарантийного срока, а не в номинальных ампер-часах.
- Запросите время восстановления после периода автономии: сколько средних дней требуется для полного заряда.
Вопросы и ответы
Достаточно ли 3 дней автономии?
Для большинства протестированных нами городов — да, при панели примерно на 30 % больше, чем требуется для худшего месяца. На побережьях с муссонами используйте 3–4 ночи и больший запас по панели.
Почему бы просто не указать 5 или 7 дней автономии аккумулятора?
Без дополнительной панели аккумулятор не сможет восполнить заряд в сезон дождей, поэтому дополнительная ёмкость редко бывает заполнена, когда она действительно нужна. Это также увеличивает стоимость, вес и привлекательность для кражи.
Для какого месяца рассчитывать?
Для месяца с наименьшей средней инсоляцией на объекте. Это не всегда самый дождливый месяц; в Мандалае и Куала-Лумпуре по нашим данным это был декабрь.
Где я могу получить ежедневные данные по солнечной энергии для моего объекта?
NASA POWER предоставляет бесплатные ежедневные данные по инсоляции для любых координат; Глобальный солнечный атлас Всемирного банка даёт долгосрочные среднемесячные значения.
Как мы помогаем
Отправьте нам координаты объекта и требуемые часы освещения. Мы проведём такое же ежедневное моделирование для вашего местоположения и подберём панель, аккумулятор и профиль диммирования для наших солнечных уличных светильников, с энергобалансом в предложении.
Отправьте местоположение вашего объекта
Источники: Исследовательский центр Лэнгли NASA, проект POWER, ежедневная всепогодная приземная коротковолновая облучённость (ALLSKY_SFC_SW_DWN), 2015–2024; Глобальный солнечный атлас Всемирного банка. Моделирование, коэффициент потерь и рекомендации являются нашим собственным инженерным анализом. См. также: все-в-одном против раздельных, классы дорожного освещения.