Hareket Sensörü ve Akşam-Şafağa-Güneş Enerjili Sokak Lambaları

- algılamasıyla ne zaman enerji tasarrufu yapmalısınız ve sistemi ne zaman tüm-gece aydınlatması için boyutlandırmalısınız?

Hareket algılama genellikle akıllı-bir aydınlatma özelliği olarak sunulur. Ancak güneş enerjili sokak aydınlatmasında pratik neden genellikle çok daha basittir: enerji tasarrufu. Fotovoltaik panel ve pil nispeten küçükse, lambayı gün batımından şafağa kadar tam çıkışta çalıştırmak, sistemin güvenilir bir şekilde değiştirip depolayabileceğinden daha fazla enerji tüketebilir. Hareket sensörü, trafik olmadığında lambayı daha düşük bir seviyede tutarak, bir araç veya yaya algılandığında ışığı artırarak ortalama yükü azaltır.

Bu, güneş sisteminin sıkı bir enerji bütçesi dahilinde çalışması gerektiğinde hareket algılamayı faydalı hale getirir. Bir sensörün mevcut olması otomatik olarak doğru seçim değildir.

Sistemi bir enerji dengesi olarak düşünün. Her gece lamba enerji tüketirken, PV modülünün gün boyunca yeterli enerjiyi aküye geri vermesi gerekir. Mevcut güneş enerjisi üretimi ve pil kapasitesi sınırlıysa, lambanın ortalama gece gücünün azaltılması, gece boyunca ayakta kalan bir sistem ile şafaktan önce enerjisi biten bir sistem arasında fark yaratabilir.

Basit bir ifadeyle:

• Daha küçük PV + daha küçük akü → daha yüksek yük azaltma ihtiyacı.
• Daha düşük ortalama lamba gücü → daha uzun süre kullanılabilir gece çalışması.
• Hareket algılama → ortalama enerji tüketimini azaltmanın bir yolu.
• Uygun boyutta PV + pil → hareket algılamaya daha az ihtiyaç duyulur.

Hareket algılama, insanların veya araçların yalnızca ara sıra bulunduğu yerler için doğal bir seçimdir. Kimse yolu veya alanı kullanmadığında ışığın mutlaka tam güçte kalması gerekmez.

Şehir içi ana yollar ve otoyollar farklı aydınlatma gereksinimlerine sahiptir. Soru sadece lambanın ne kadar enerji kullandığı değil. Bu aynı zamanda gerekli ışık seviyesinin mevcut olduğu zamandır.

Güneş enerjili sokak lambalarında kullanılan birçok bağımsız hareket sensörünün pratik algılama aralığı yaklaşık 15 m'dir; ancak gerçek aralık sensöre, montaj konumuna, merceğe, araç boyutuna, hıza ve saha koşullarına bağlıdır. Şimdi bir yol boyunca 10 m'lik bir direğe monte edilmiş bir lamba hayal edin. Bir araç hızlı hareket ediyorsa, direğe ulaşmadan kısa bir süre önce etkin algılama alanına girebilir. Lamba tam güce geçebilir ancak sürekli, öngörülebilir aydınlatma gerektiren bir yolda zamanlama istediğinizden daha geç olabilir.

Şekil 2. Araç hızı arttıkça kısa algılama mesafesi daha da önem kazanmaktadır.

Anahtar nokta: algılama mesafesi aydınlatma kapsama alanıyla aynı değildir

Bir sensör, bir aracı ancak o araç algılama bölgesine girdikten sonra algılayabilir. Bu, yol boyunca gerekli aydınlatma seviyesinin zaten mevcut olacağı şekilde yol tasarlamaktan farklıdır. Düşük-hızlı, düşük-trafiğe sahip yerler için bu fark kabul edilebilir. Yoğun bir arteriyel yolda veya otoyolda bu, istenmeyen bir çalışma özelliği haline gelebilir.

Bir yolun gece boyunca etkili bir aydınlatmaya ihtiyacı varsa ilk mühendislik sorusu, PV ve akü sisteminin bunu sağlayacak kadar büyük olup olmadığı olmalıdır. Bu, lamba gücüne, çalışma saatlerine, yerel güneş ışınımına, pilin kullanılabilir kapasitesine, sistem kayıplarına, sıcaklık etkilerine ve gerekli özerkliğe bakmak anlamına gelir.

Sistem doğru boyutlandırıldığında, akşam-şafağa-çalışma, trafiğin lambayı tetiklemesini beklemeden öngörülebilir aydınlatma sağlayabilir. Hareket algılama, aydınlatma tasarımı ve yol sınıflandırmasının izin verdiği durumlarda hâlâ kullanılabilir ancak sürekli aydınlatma gerektiren bir yolda yalnızca küçük boyutlu güneş enerjisi sistemini telafi etmek için kullanılmamalıdır.

Faydalı bir saha araştırması, Sensors dergisinde 2024'te yayınlanan Pasolini ve ark.'dır. Araştırmacılar, İtalya ve Vietnam'daki gerçek trafik verilerini ve operasyonel kurulumları kullanarak çeşitli uyarlanabilir sokak- aydınlatma stratejilerini karşılaştırdılar. Çalışma burada önemlidir çünkü hareket algılamayı evrensel olarak üstün görmemiştir: ölçülen performansı yola, trafik koşullarına ve kontrol stratejisine bağlıydı.

Çalışmanın Cesena'daki bir M3 yolunda 463-günlük gözleminde, referans 100 W sokak lambası astronomik saat stratejisinde 549,4 kWh, 1-dakikalık hareket algılama stratejisinde ise 415,0 kWh tüketmiştir. Biassono'daki bir M4 yolunda, 115 günlük veriler astronomik saat kasası için 135,9 kWh ve 1 dakikalık hareket algılamayla 121,5 kWh gösterdi. Bunlar, evrensel bir tasarruf yüzdesi değil, sahaya özel ölçümlerdir.

Daha da önemlisi aynı çalışma, Tam Uyarlanabilir Kurulum (FAI) yaklaşımının, izlenen M3 ve M4 kasalarında hareket algılamadan daha büyük tasarruflar sağlayabileceğini buldu. Bu, daha geniş bir mühendislik dersini desteklemektedir: En iyi kontrol yöntemi, her sokak lambasına basitçe bir hareket sensörü eklemek yerine, yola ve aydınlatma gereksinimlerine bağlıdır.

Araştırma referansı:Pasolini, G. ve diğerleri. (2024). "Bağlam-Uyarlanabilir Sokak Aydınlatmasının Kapsamlı Değerlendirilmesi: Teknik Yönler, Ekonomik Bilgiler ve Büyük-Ölçekli, Uzun-Ölçekli Uygulamalardan Alınan Ölçümler." Sensörler, 24(18), 5942. DOI: 10.3390/s24185942.

Suntisolar'ın birçok yol aydınlatma uygulamasına yönelik yaklaşımı, hareket algılamayı enerji tüketimini azaltmanın tek yolu haline getirmek yerine, lambanın gece boyunca etkili bir şekilde çalışabilmesi için sisteme yeterli PV ve pil kapasitesi oluşturmaktır.

Örneğin, Suntisolar'ın Z88 serisi daha yüksek-çıkışlı uygulamalar için tasarlanırken, ürün portföyü aynı zamanda şube yolları, kırsal yollar, park alanları ve topluluklar için farklı konfigürasyonlar da içermektedir. Kesin PV ve akü konfigürasyonu her zaman tesisin güneş enerjisi kaynağına, gerekli aydınlatma seviyesine, çalışma saatlerine ve özerkliğe göre seçilmelidir.

Ana yol için bu, basit bir tasarım ilkesine yol açar: Proje sürekli aydınlatma gerektiriyorsa, yeterli büyüklükte bir PV ve batarya sistemi kullanın ve armatürün gerektiği gibi çalışmasına izin verin. Güneş sistemi çok küçük diye aydınlatma ihtiyacınızı azaltmayın.

Hareket sensörlerinin güneş enerjili sokak aydınlatmasında belirgin bir görevi vardır: yol veya alan kullanılmadığında ortalama yükü azaltırlar. Bu, onları özellikle PV ve pil kapasitesinin sınırlı olduğu ve trafiğin kesintili olduğu durumlarda kullanışlı kılar.

Ancak hareket sensörü evrensel bir yükseltme olarak görülmemelidir. Trafiğin daha hızlı olduğu ve aydınlatmanın sürekli olması gereken büyük şehir içi yollarda ve otoyollarda, lambanın gece boyunca gerekli ışığı sağlayabilmesi için PV panelinin ve pilin doğru boyutlandırılması genellikle daha önemlidir.

Sınırlı enerji kapasitesini telafi etmek için bir sensör kullanmak ile başlangıçtan itibaren yeterli enerji kapasitesine sahip bir güneş enerjili sokak lambası tasarlamak arasındaki fark budur.

1. Pasolini, G. ve diğerleri. (2024). Sensörler 24(18), 5942. "Kapsamlı Bağlam Değerlendirmesi-Uyarlanabilir Sokak Aydınlatması..." https://doi.org/10.3390/s24185942

2. Suntisolar Z88 120W ürün bilgileri: https://www.suntisolar.com/z88-120w-smd-specation-2.html