คำตอบสั้น: สำหรับพื้นที่ส่วนใหญ่ในแอฟริกาตะวันออก แอฟริกาตะวันตก และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ แบตเตอรี่สำรองสามคืนก็เพียงพอ แต่เฉพาะเมื่อแผงมีขนาดใหญ่กว่าที่เดือนแย่ที่สุดต้องการจริงประมาณ 30 % ในการจำลอง 10 ปีของเรา แผงที่ sized พอดีกับเดือนแย่ที่สุดทำให้ไฟดับ 5 ถึง 16 คืนต่อปีแม้มีแบตเตอรี่สามคืน; เมื่อเพิ่มแผง 30 % ทุกเมืองลดลงเหลือ 2 คืนหรือน้อยกว่า
เอกสารประกวดราคามักระบุ “สำรอง 3 วัน” หรือ “5 วันฝนตก” และปล่อยให้ผู้เสนอราคากำหนดแผงเอง นั่นกลับทางกัน: แบตเตอรี่จะเชื่อมวันเมฆได้ก็ต่อเมื่อแผงสามารถชาร์จกลับได้ในภายหลัง
ตัวเลขสำคัญ
- เราใช้ข้อมูลรังสีแสงอาทิตย์รายวัน NASA POWER สำหรับ 2015–2024 3,653 วันต่อเมือง สำหรับ 10 เมือง
- ค่าเฉลี่ยเดือนแย่ที่สุดอยู่ในช่วง 3.6 kWh/m²/day (ย่างกุ้ง สิงหาคม) ถึง 4.8 (แอดดิสอาบาบา สิงหาคม)
- เมื่อแผงมีขนาดพอดีกับเดือนแย่ที่สุด การเพิ่มจาก 3 เป็น 5 คืนของแบตเตอรี่ยังคงเหลือคืนที่มืดได้ถึง 7 คืนต่อปี (ย่างกุ้ง) การเพิ่มแผง 30 % พร้อมแบตเตอรี่ 3 คืนลดลงเหลือ 1.5
1. แบบจำลอง
ไฟจำลองแต่ละดวงใช้พลังงาน 1 หน่วยต่อคืน แผงจ่ายกำลังพิกัด × รังสีของวัน × 0.75 สำหรับอุณหภูมิ ฝุ่น สายไฟ และการสูญเสียจากการชาร์จ แบตเตอรี่เก็บพลังงานที่ใช้ได้หลายคืน แต่ละวันแผงชาร์จแบตเตอรี่; แต่ละคืนไฟดึงพลังงาน และหากแบตเตอรี่ไม่สามารถครอบคลุมทั้งคืน คืนนั้นนับเป็นคืนมืด (ในทางปฏิบัติคอนโทรลเลอร์จะหรี่ไฟก่อน) แผงวางแนวนอน ซึ่งเป็นค่าอนุรักษ์เมื่อห่างจากเส้นศูนย์สูตร
2. ผลลัพธ์: คืนที่มืดต่อปี
| เมือง | เดือนแย่ที่สุด (kWh/m²/day) | แผง 1.0×, 3 คืน | แผง 1.0×, 5 คืน | แผง 1.3×, 2 คืน | แผง 1.3×, 3 คืน |
|---|---|---|---|---|---|
| ไนโรบี | 4.71 (มิ.ย.) | 7.0 | 1.8 | 0.8 | 0 |
| กัมปาลา | 4.74 (ก.ค.) | 7.0 | 0 | 0 | 0 |
| ดาร์เอสซาลาม | 4.52 (เม.ย.) | 10.3 | 5.4 | 4.5 | 1.9 |
| แอดดิสอาบาบา | 4.78 (ส.ค.) | 8.4 | 4.7 | 1.0 | 0.1 |
| ลากอส | 3.82 (ก.ค.) | 4.6 | 1.4 | 0.8 | 0 |
| อาบูจา | 4.06 (ส.ค.) | 4.7 | 1.3 | 0.1 | 0 |
| ย่างกุ้ง | 3.63 (ส.ค.) | 15.7 | 7.1 | 4.5 | 1.5 |
| มัณฑะเลย์ | 4.29 (ธ.ค.) | 7.1 | 0.8 | 2.1 | 0.1 |
| กัวลาลัมเปอร์ | 4.33 (ธ.ค.) | 9.7 | 4.5 | 1.8 | 0 |
| เวียงจันทน์ | 4.61 (ส.ค.) | 15.4 | 4.9 | 3.0 | 0.3 |
การจำลองของเราเอง “Panel 1.0×” หมายถึงแผงที่ครอบคลุมพลังงานหนึ่งคืนพอดีในวันเฉลี่ยของเดือนที่แย่ที่สุด; 1.3× คือใหญ่ขึ้น 30 % ข้อมูลดาวเทียมเฉลี่ยฝนท้องถิ่น ดังนั้นไซต์จริงอาจพบช่วงฟ้าครึ้มยาวนานกว่าเล็กน้อย; ใช้ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นค่าสัมพัทธ์ ไม่ใช่การรับประกัน
3. ทำไม margin ของแผงจึงสำคัญกว่าจำนวนวันของแบตเตอรี่
หลังจากช่วงฟ้าครึ้ม แบตเตอรี่ต้องถูกชาร์จกลับให้เต็มขณะที่ไฟยังทำงานทุกคืน หากแผงมีขนาดพอดีกับเดือนที่แย่ที่สุด จะไม่มีพลังงานส่วนเกินสำหรับชาร์จกลับ: ในฤดูฝนแบตเตอรี่จะไม่ถูกชาร์จเต็มเลย ดังนั้นช่วงฟ้าครึ้มครั้งถัดไปจะพบว่าแบตเตอรี่เหลือครึ่งเดียว แบตเตอรี่เพิ่มช่วยได้ก็ต่อเมื่อมีพลังงานส่วนเกินป้อนเข้าไป นั่นคือเหตุผลว่าทำไมแบตเตอรี่ 5 คืนบนแผงที่ขนาดคับแคบจึงทำงานได้แย่กว่า 2 คืนบนแผงที่มี margin 30 % ในเมืองส่วนใหญ่ คู่มือการ sizing ของเราแสดงการคำนวณการฟื้นตัว
4. คำแนะนำของเราตามสภาพภูมิอากาศ
| สภาพภูมิอากาศ | ตัวอย่าง | Margin ของแผงเทียบเดือนที่แย่ที่สุด | Autonomy ของแบตเตอรี่ |
|---|---|---|---|
| ที่สูงและภายในแอฟริกาตะวันออก | ไนโรบี, กัมปาลา, แอดดิสอาบาบา | +30 % | 2–3 คืน |
| สะวันนาและชายฝั่งแอฟริกาตะวันตก | อาบูจา, ลากอส | +30 % | 3 คืน |
| ชายฝั่งมรสุม | ย่างกุ้ง, ดาร์เอสซาลาม | +30–50 % | 3–4 คืน |
| ภายในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ | มัณฑะเลย์, เวียงจันทน์, กัวลาลัมเปอร์ | +30 % | 3 คืน |
Autonomy ในที่นี้หมายถึงพลังงานที่ใช้งานได้ แพ็ก LiFePO4 ควรถูกกำหนดสเปกเพื่อให้ หลังจากข้อจำกัด depth-of-discharge และความจุที่สูญเสียไปเมื่อสิ้นสุดการรับประกันแล้ว ยังคงเก็บพลังงานได้ตามจำนวนคืนเหล่านั้น; ดู คู่มือการรับประกัน ของเรา โปรไฟล์การหรี่แสง (ตัวอย่างเช่น กำลังเต็มจนถึงเที่ยงคืน จากนั้น 50 %) ช่วยลดพลังงานต่อคืนและเป็นวิธีที่ถูกที่สุดในการเพิ่ม autonomy
5. วิธีเขียนในข้อกำหนด
- ระบุ irradiation ของเดือนที่แย่ที่สุดสำหรับไซต์และแหล่งที่มา (NASA POWER หรือ Global Solar Atlas)
- กำหนดให้มีสมดุลพลังงาน: Wh ต่อคืนตามขั้นการหรี่แสง, Wh ของแผงในเดือนที่แย่ที่สุด และ margin
- ระบุ autonomy เป็นจำนวนคืนของพลังงานที่ใช้งานได้ ณ สิ้นสุดการรับประกัน ไม่ใช่แอมป์-ชั่วโมงบน nameplate
- ขอเวลาในการฟื้นตัวหลังช่วง autonomy: ต้องใช้เวลากี่วันเฉลี่ยในการชาร์จเต็ม
คำถามที่พบบ่อย
Autonomy 3 วันเพียงพอหรือไม่?
สำหรับเมืองส่วนใหญ่ที่เราทดสอบ คำตอบคือเพียงพอ โดยมีแผงใหญ่กว่าความต้องการของเดือนที่แย่ที่สุดประมาณ 30 % บนชายฝั่งมรสุม ใช้ 3–4 คืนและ margin ของแผงมากขึ้น
ทำไมไม่ระบุแบตเตอรี่ 5 หรือ 7 วันไปเลย?
หากไม่มีแผงโซลาร์เพิ่มเติม แบตเตอรี่จะไม่สามารถชาร์จกลับได้ในช่วงฤดูฝน ดังนั้นความจุที่เพิ่มขึ้นจึงแทบไม่เต็มเมื่อจำเป็นต้องใช้ อีกทั้งยังเพิ่มต้นทุน น้ำหนัก และความเสี่ยงต่อการถูกโจรกรรม
ควรออกแบบขนาดสำหรับเดือนใด?
เดือนที่มีค่าความเข้มรังสีดวงอาทิตย์เฉลี่ยต่ำสุด ณ สถานที่นั้น ไม่ใช่เดือนที่มีฝนตกชุกที่สุดเสมอไป ในข้อมูลของเรา มัณฑะเลย์และกัวลาลัมเปอร์คือเดือนธันวาคม
ฉันจะหาข้อมูลพลังงานแสงอาทิตย์รายวันสำหรับสถานที่ของฉันได้ที่ไหน?
NASA POWER ให้ข้อมูลความเข้มรังสีดวงอาทิตย์รายวันฟรีสำหรับพิกัดใดก็ได้; World Bank Global Solar Atlas ให้ค่าเฉลี่ยรายเดือนระยะยาว
เราช่วยอย่างไร
ส่งพิกัดสถานที่และจำนวนชั่วโมงการให้แสงสว่างที่ต้องการมาให้เรา เราจะจำลองรายวันแบบเดียวกันสำหรับตำแหน่งของคุณ และกำหนดขนาดแผง แบตเตอรี่ และโปรไฟล์การหรี่แสงของ ไฟถนนโซลาร์ ของเราให้เหมาะสม โดยมีสมดุลพลังงานอยู่ในข้อเสนอ
แหล่งข้อมูล: NASA Langley Research Center, โครงการ POWER, ค่ารังสีคลื่นสั้นที่พื้นผิวภายใต้ท้องฟ้าปลอดโปร่งรายวัน (ALLSKY_SFC_SW_DWN), 2015–2024; World Bank Global Solar Atlas การจำลอง ปัจจัยการสูญเสีย และคำแนะนำเป็นการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมของเราเอง เกี่ยวข้อง: แบบรวมทั้งหมด vs แยกส่วน, ชั้นการให้แสงสว่างถนน