Câu trả lời ngắn: đối với hầu hết các địa điểm ở Đông và Tây Phi và Đông Nam Á, ba đêm tự chủ pin là đủ, nhưng chỉ khi tấm pin lớn hơn khoảng 30 % so với mức tối thiểu của tháng xấu nhất. Trong mô phỏng 10 năm của chúng tôi, một tấm pin được định cỡ chính xác theo tháng xấu nhất vẫn để đèn tối từ 5 đến 16 đêm mỗi năm ngay cả với ba đêm pin; với 30 % tấm pin nhiều hơn, mọi thành phố đều giảm xuống còn 2 đêm hoặc ít hơn.
Các gói thầu thường chỉ định “3 ngày tự chủ” hoặc “5 ngày mưa” và để tấm pin cho nhà thầu. Điều đó ngược lại: pin chỉ bắc cầu những ngày nhiều mây nếu tấm pin có thể nạp lại sau đó.
Số liệu chính
- Chúng tôi đã sử dụng bức xạ mặt trời hàng ngày của NASA POWER cho 2015–2024, 3.653 ngày mỗi thành phố, cho 10 thành phố.
- Giá trị trung bình tháng xấu nhất dao động từ 3,6 kWh/m²/ngày (Yangon, tháng 8) đến 4,8 (Addis Ababa, tháng 8).
- Với tấm pin được định cỡ chính xác theo tháng xấu nhất, việc tăng từ 3 lên 5 đêm pin vẫn để lại tới 7 đêm tối mỗi năm (Yangon). Thêm 30 % tấm pin với 3 đêm pin đã giảm xuống còn 1,5.
1. Mô hình
Mỗi đèn mô phỏng sử dụng 1 đơn vị năng lượng mỗi đêm. Tấm pin cung cấp công suất định mức × bức xạ trong ngày × 0,75 cho nhiệt độ, bụi, dây dẫn và tổn thất sạc. Pin chứa một số đêm năng lượng khả dụng. Mỗi ngày tấm pin sạc pin; mỗi đêm đèn tiêu thụ năng lượng, và nếu pin không thể đáp ứng cả đêm, đêm đó được tính là tối (trong thực tế bộ điều khiển sẽ giảm độ sáng sớm). Tấm pin nằm ngang, điều này là thận trọng khi xa đường xích đạo.
2. Kết quả: số đêm tối mỗi năm
| Thành phố | Tháng xấu nhất (kWh/m²/ngày) | Tấm pin 1,0×, 3 đêm | Tấm pin 1,0×, 5 đêm | Tấm pin 1,3×, 2 đêm | Tấm pin 1,3×, 3 đêm |
|---|---|---|---|---|---|
| Nairobi | 4,71 (Th6) | 7.0 | 1.8 | 0.8 | 0 |
| Kampala | 4,74 (Th7) | 7.0 | 0 | 0 | 0 |
| Dar es Salaam | 4,52 (Th4) | 10.3 | 5.4 | 4.5 | 1.9 |
| Addis Ababa | 4.78 (Th8) | 8.4 | 4.7 | 1.0 | 0.1 |
| Lagos | 3.82 (Th7) | 4.6 | 1.4 | 0.8 | 0 |
| Abuja | 4.06 (Th8) | 4.7 | 1.3 | 0.1 | 0 |
| Yangon | 3.63 (Th8) | 15.7 | 7.1 | 4.5 | 1.5 |
| Mandalay | 4.29 (Th12) | 7.1 | 0.8 | 2.1 | 0.1 |
| Kuala Lumpur | 4.33 (Th12) | 9.7 | 4.5 | 1.8 | 0 |
| Vientiane | 4.61 (Th8) | 15.4 | 4.9 | 3.0 | 0.3 |
Mô phỏng của chúng tôi. “Tấm pin 1,0×” nghĩa là tấm pin vừa đủ bù năng lượng một đêm vào ngày trung bình của tháng xấu nhất; 1,3× là lớn hơn 30 %. Dữ liệu vệ tinh lấy trung bình các trận mưa cục bộ, nên thực tế tại công trình sẽ gặp chuỗi ngày âm u dài hơn một chút; hãy coi đây là kết quả tương đối, không phải bảo đảm.
3. Vì sao biên dự phòng tấm pin quan trọng hơn số ngày pin lưu trữ
Sau một đợt âm u, pin phải được nạp đầy lại trong khi đèn vẫn sáng mỗi đêm. Với tấm pin chỉ vừa đủ cho tháng xấu nhất, không có phần dư để nạp lại: vào mùa mưa, pin không bao giờ được nạp đầy, nên đợt âm u tiếp theo sẽ khiến pin chỉ còn một nửa. Pin dự phòng thêm chỉ hữu ích nếu có thêm năng lượng để nạp vào. Đó là lý do vì sao pin 5 đêm với tấm pin sát ngưỡng hoạt động kém hơn pin 2 đêm với tấm pin có biên dự phòng 30 % ở hầu hết các thành phố. Hướng dẫn tính toán kích thước của chúng tôi trình bày cách tính khả năng hồi phục.
4. Khuyến nghị của chúng tôi theo khí hậu
| Khí hậu | Ví dụ | Biên dự phòng tấm pin so với tháng xấu nhất | Thời gian tự chủ của pin |
|---|---|---|---|
| Vùng cao nguyên và nội địa Đông Phi | Nairobi, Kampala, Addis Ababa | +30 % | 2–3 đêm |
| Xavan và ven biển Tây Phi | Abuja, Lagos | +30 % | 3 đêm |
| Ven biển gió mùa | Yangon, Dar es Salaam | +30–50 % | 3–4 đêm |
| Nội địa Đông Nam Á | Mandalay, Vientiane, Kuala Lumpur | +30 % | 3 đêm |
Tự chủ ở đây nghĩa là năng lượng khả dụng. Bộ pin LiFePO4 cần được chỉ định sao cho sau giới hạn độ xả sâu và dung lượng hao hụt đến cuối thời hạn bảo hành, pin vẫn còn đủ số đêm đó; xem hướng dẫn bảo hành của chúng tôi. Cấu hình giảm công suất (ví dụ: công suất tối đa đến nửa đêm, sau đó 50 %) làm giảm năng lượng mỗi đêm và là cách rẻ nhất để tăng thời gian tự chủ.
5. Cách ghi vào thông số kỹ thuật
- Nêu bức xạ tháng xấu nhất cho địa điểm và nguồn dữ liệu (NASA POWER hoặc Global Solar Atlas).
- Yêu cầu cân bằng năng lượng: Wh mỗi đêm theo từng bước giảm công suất, Wh của tấm pin trong tháng xấu nhất và biên dự phòng.
- Chỉ định thời gian tự chủ theo số đêm năng lượng khả dụng tại thời điểm cuối bảo hành, không phải theo amp-giờ danh định.
- Yêu cầu thời gian hồi phục sau giai đoạn tự chủ: cần bao nhiêu ngày trung bình để nạp đầy hoàn toàn.
Câu hỏi thường gặp
3 ngày tự chủ có đủ không?
Với hầu hết các thành phố chúng tôi đã thử nghiệm, là đủ, với tấm pin lớn hơn khoảng 30 % so với nhu cầu của tháng xấu nhất. Ở ven biển gió mùa, dùng 3–4 đêm và biên dự phòng tấm pin lớn hơn.
Tại sao không chỉ định 5 hoặc 7 ngày dung lượng pin?
Nếu không có tấm pin bổ sung, pin không thể được nạp đầy trong mùa mưa, vì vậy dung lượng dư thừa hiếm khi đầy khi cần thiết. Nó cũng làm tăng chi phí và trọng lượng, cũng như giá trị bị đánh cắp.
Tôi nên tính toán cho tháng nào?
Tháng có bức xạ trung bình thấp nhất tại địa điểm. Không phải lúc nào cũng là tháng mưa nhiều nhất; ở Mandalay và Kuala Lumpur, theo dữ liệu của chúng tôi, đó là tháng 12.
Tôi có thể lấy dữ liệu bức xạ mặt trời hàng ngày cho địa điểm của mình ở đâu?
NASA POWER cung cấp bức xạ hàng ngày miễn phí cho bất kỳ tọa độ nào; Global Solar Atlas của Ngân hàng Thế giới cung cấp giá trị trung bình hàng tháng dài hạn.
Chúng tôi hỗ trợ như thế nào
Gửi cho chúng tôi tọa độ địa điểm và số giờ chiếu sáng yêu cầu. Chúng tôi sẽ chạy mô phỏng hàng ngày tương tự cho vị trí của bạn và tính toán kích thước tấm pin, pin và cấu hình giảm độ sáng của đèn đường năng lượng mặt trời của chúng tôi cho phù hợp, kèm theo cân bằng năng lượng trong báo giá.
Nguồn: NASA Langley Research Center, dự án POWER, bức xạ sóng ngắn bề mặt toàn bầu trời hàng ngày (ALLSKY_SFC_SW_DWN), 2015–2024; Global Solar Atlas của Ngân hàng Thế giới. Mô phỏng, hệ số tổn thất và khuyến nghị là phân tích kỹ thuật của riêng chúng tôi. Liên quan: đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp vs tách rời, cấp chiếu sáng đường bộ.