Miks mõned päikselambiposti mudelid katkevad pärast ühte talveperioodi?

Kuidas madalad temperatuurid vähendavad akumahtuvust kuni 50%

Kui välistel temperatuuridel jahutub päris palju, siis päikselambid ei toimi nii hästi, sest aku sees toimuvad keemilised reaktsioonid aeglustuvad märkimisväärselt. Liitiumioonakud eriti kannatavad, kui temperatuur langeb alla null kraadi Celsiuse. Umbes miinus 20 kraadil võivad need akud kaotada kuni 40–50 protsenti oma tavapärasest mahust. Põhjus on selles, et elektrolüüt muutub paksemaks, mistõttu on ioonidel raskem liikuda elektroodide vahel edasi-tagasi. Selle tulemusena peab aki töötama palju raskemini kui tavapäraselt, mis kiirendab selle kulumist ja lühendab selle eluiga. Võtke näiteks tüüpiline päikselamp, mille valgustusaja hinnang on 12 tundi toatemperatuuril. Aga sellistes jäätavates tingimustes leiavad enamik inimesi, et nende lambid kestavad enne uuesti laadimist vaid umbes 6 kuni 7 tundi.

Liitiumioon- vs. LiFePO4-akud miinuskraadides: jõudluse võrdlus

Nii LiFePO4 (liitium-rauda-fosfaat) kui ka tavalised liitiumioonakumid muutuvad külmades kliimades vähem tõhusaks, kuid LiFePO4 toimib paremini:

LiFePO4 akud suudavad taluda sügavamaid lahtilaadimisi ja on korrosioonikindlamad, mistõttu on need hooajaliste temperatuurikõikumiste järel 72% väiksema tõenäosusega vigased võrreldes liitiumioonakudega.

Surnud või korrodeerunud akud süsteemi rikke peamise põhjusena

Umbes kaks kolmandikku talvistest päikeselampide akuprobleemidest on seotud niiskuse sattumisega sisse ja nende pidevate külmutamise-sulatamise tsüklitega, mida me kõik nii vihame. Mis täpselt valesti läheb? No, veeaur korrodeerib aja jooksul liitmikke. Mõnikord paisuvad akud, kui kahjustunud korpustesse tekib jää. Ja on ka selline nähtus, kus akud kaotavad laenguhoidmise võime, kui neid on korduvalt külmadel perioodidel alaliitatud. Hea uudis on see, et paremini hermeetiliselt suletud korpustesse paigutamine ja roostevastase kaitsekihi kasutamine võib tunduvalt pikendada nende eluiga. Väljaproovide kohaselt püsivad nii töökorras akud rasketes talvistes tingimustes umbes poolteist kuni kaks aastat kauem.

Vähendatud päikesevalguse saamine ja päikesepaneelide efektiivsus talvel

Lühemad valgused ööpäevaosad ja halb päikesevalguse saamine piiravad laadimistsükleid

Kui talv saabub, teame kõik, et meie päevad muutuvad järjest lühemaks. Tegelikult väheneb päikesevalgus üsna märkimisväärselt, võib-olla kolmandiku kuni poole võrra vähem kui suvekuudel. Nende päikesepaneelidega tänavavalgustite puhul, mis asuvad edelasemates piirkondades, võib päikese hea taimeriga tabada päevas maksimaalselt umbes neli või viis tundi. See tähendab, et nendes valgustites olevad akud saavad kiiremini tühjaks kui nende disaininõuded ette näevad. Aja jooksul tekivad probleemid korraliku laadimisega, mis lõpuks põhjustab akude varajast kulumist. Üsna pea algavad inimesed nägema, et nende valgustid lähevad rikki seal, kus seda veel ei tohiks juhtuda.

Lumi, mustuse kogunemine ja vähenenud päikesepaneeli efektiivsus

Kui päiksepaneelidele koguneb lumi, võib see vähendada nende efektiivsust kuni poole võrra või isegi täielikult seiskuda, kuni keegi seda ära ei puhasta. Talvised tormid jäetakse kaasa mustust ja jääkile, mis takistavad umbes viiendiku kuni veerandi päikesekiirtest jõudmist paneelidele. Külmunud aine kleepub paneelidele palju hullemalt kui tavaline tolm, seetõttu nende puhastamiseks on vaja erilist varustust, et ära hoida kallisid päikserakke vigastavaid pisarakkusid. Päikeseinstallasjonid, mis on paigutatud ligikaudu 45 kuni 60-kraadise nurga alla, räglevad lumest paremini lahti kui katusele tasapinnaliselt paigaldatud paneelid, eriti siis, kui neid ei ole metalltoestusega raamitud. See kaldenurk muudab suurt vahet elektrienergia tootmise säilitamisel külmemate kuude jooksul.

Vale paneeliorientatsioon (mitte-lõunasse suunatud) ja hooajalised varjutusprobleemid

Ida- või läände paiknevatele seintele paigaldatud päikesepaneelid toodavad talvekuudel umbes 18 kuni isegi 27 protsenti vähem energiat kui lõunasse suunatud paneelid, mis püüavad paremini kinni madala nurga alt tulevat talvist päikesekiirgust. Probleem kasvab hooajaliste muutustega veelgi halvemaks. Need igihaljad puud, mis meie hoovides nii ilusalt välja näevad, viskavad talvel palju pikemaid varjusid, sest päike on taeva peegel umbes 40 kraadi madalam kui suvel. Ja see on väga oluline. Ühe viimase aasta teadusuuringu kohaselt oli umbes kahe kolmandiku kõikidest süsteemidest, mis talvel ebaõnnestusid, paneelid blokeeritud midagi poolt vähemalt kolm tähtaega iga päev. Sellised takistused vähendavad tegelikult märkimisväärselt seda, mida koduomanikud oma investeeringust oodata võivad.

Vee sisenemine, tihendite vigastused ja ilmastikukindluse puudused

Niiskuse sisenemine ebapiisavate IP-klassifitseerimiste ja tihendite defektide tõttu

Päikeselised tänavavalgustid vajavad head tihendust, et üle elada kõik need hooajalised muutused, mida aasta jooksul esineb. Mis tahes toode, millel on alla IP65 taseme, ei sobi tegelikult välistöödeks, kuna niiskus saab lihtsalt tungida lünkadest, kaablite läbiviigete kohad või vananenud kulunud tihenditest. Eelmise aasta tööstusharu kontrolli kohaselt kurdus umbes kuus kümnest ebaõnnestunud päikeselisest valgustist probleeme ühendustes tekkiva rooste või niiskuse tõttu paisunud akuga. Temperatuurierinevused pole isegi alati nii suured – vaid 15 kraadi kõikumine päeva ja öö vahel võib tekitada piisavalt kondensvett peenikestest leketest, et kiirendada metallide lagunemist. Mida siis juhtub? Valgustid hakkavad ebausaldselt töötama või lihtsalt enam üldse pärast 8 kuni 12 kuu möödumist talveoludes enam ei tööta.

Füüsiline kahju lumekoormuse, jääpaisumise ja äärmuslike ilmastikuolude tagajärjel

Talvesed tormid koormavad eriti raskelt päikselamppide konstruktsioone. Kui lume mass ületab 30 naela ruut tolli kohta, algavad need alumiiniumist kinnituskonsolidid painduma. Ärge isegi rääkige jää paisumisest korpusel olevates pragudes – see tekitab umbes 2000 psi rõhku, mis võib tegelikult purustada need läbipaistvad plastläätsed. Pidev külmutamise ja sulatamise tsükkel kõrbatab ka silikoonist tihendid, lubades teesinna soola ja sulavesi tungida kohtadesse, kus neil ei tohiks olla. Päikselambid, millel puudub sobiv jääkaitse või tugev tuuletoetus, katkevad umbes kolm korda kiiremini piirkondades, kus temperatuur jääb mitu nädalat järjest miinuse alla. Ja kui toimub äkiline külmetus, tõmbuvad metallist osad nii palju kokku, et jooteterad plaatidel lihtsalt lahti katkevad. Enamik inimesi ei märka seda probleemi enne, kui nad teevad tavapäraseid kontrollimisi kevadel, kui kõik äkki ühel hetkel töötamise lõpetab.

Komponentide kvaliteet, süsteemi mõõtmine ja projekteerimise vigu

Madala kvaliteediga komponentide kasutamine, mis talvel ei vasta koormusele

Paljud probleemid päikselampidega tulenevad tegelikult tootjate poolsest materjalikulude kokkuhoiu tõttu. Plastkarbid kalduvad pragunema, kui temperatuur langeb jääpunkti alla, umbes 14 Fahrenheiti juures. Ja need odavad tihendid ei paku ka piisavalt head kaitset, lubades veel sissepääsu, kus see võib rikkuda elektroonikat. Hiljutine raport taastuvenergiaseadmete kohta aastalt 2022 leidis ka huvitava asja. Päikselambid, millel on tavapärased müügivõrgus saada liitiumakud, katkesid talvekuudel peaaegu kolm korda sagedamini kui mudelid, millel on erikomponendid, mis on loodud vastama äärmuslikele temperatuuridele. On ju mõistagi loogiline, sest keegi ei taha, et nende aiavalgustus just siis, kui seda kõige vajalikumana pärast pikka päeva õues vajab, katkeks.

Liiga väikesed päikesepaneelid ja sobimatud süsteemikonfiguratsioonid

Külmemad kuud nõuavad iga päev umbes 30–50 protsenti rohkem energiat, et kompenseerida lühemaid valguspaistepäevi, samuti selle pärast, et aku ei hoola laadimist nii hästi, kui on väga külm. Paljud päiksevalgustid töötavad talvel ebaefektiivselt, kuna nende paneelid on lihtsalt liiga väikesed nõutavatele ülesannetele. Vaadake enamus tänapäevaseid mudeleid – mis tahes seade, millel on alla 15 vati paneelivõimsuse ja mis peab käitama 12 vatti LED-lampi? Seda kombinatsiooni ei õnnestu talvel, detsembris või jaanuaris enamasti korralikult ellu viia. Ärgem unusta ka laadimiskontrollereid. Kui need seadmed ei suuda sobivalt reguleerida pinge väljundit miinusgradides, siis see muudab aja jooksul olukorda veelgi halvemaks akude eluea seisukohalt.

Kriitilised konstrueerimisvigu: aku ja paneeli suuruse valik talveolude jaoks

Efektiivne talvitus nõuab:

• Aku suuruse määramine : Vähemalt 120% suvisest mahust, et kompenseerida liitiumioonakude 20–35% mahalangust -20°C juures
• Paneeli paigutus : Tõeline lõunapoolne kaldenurk 45–60°, et maksimeerida madala nurga talvist päikesekiirgust
• Varuosade olemasolu : Teisased laadimiskontrollerid, et vältida lühiseid jää kogunemise tõttu

Süsteemid, mis ignoreerivad neid disainipõhimõtteid, seisavad tihti täielikult peale 80–100 talvise tsükli järel pöördmatute energia puudujääkide ja keemilise lagunemise tõttu.

Hooldusmeetodid päikselamppiirede eluea pikendamiseks

Regulaarse puhastuse, kontrolli ja ennetava hoolduse tähtsus

Regulaarne hooldus aitab talvel tekkivate töövõimsuse langustega võidelda. Päikesepaneelide puhastamine korra kuus heakvaliteetse mikrofiberikaba abil võib takistada umbes veerandi või isegi kolmandiku nende tõhususest kadumist mustuse tõttu. Kui päikesetunnid nii palju vähenevad, siis paneelide hooajalise paigutamise tulemus on väga oluline. Akutite puhul on iga kolme kuu järel kontrollimine väga oluline, et nende kaablites oleks korroosioon või niiskuse märke. Terminaalid peavad kaks korda aastas põhjalikult puhastama, et kõik saaks elektri korralikult läbi viia. Ärge oodake, kui mis tahes objektiivi katused hakkavad nägema pragu, sest need tuleks vahetada kohe. Ja ärgem unustage tarkvara uuendamist enne külma ilmast.

Kuidas hooletus kiirendab aku häireid ja süsteemi rikkeid

Kui regulaarset hooldust ignoreerida, hakkavad päikeselambi osad töötama palju raskemini kui peaksid. Räpaseid paneele vähendab nende laadimise võimsus, mis põhjustab sügavaid laetajaid, mis kasutavad liitiumioonbatareid kaks korda kiiremini või isegi hullemini. Kooskõlas sellega, kuidas me oleme teinud seda, on meil vaja teha seda, et me saaksime oma töövõimsuse suurendada. Väikesed pragused, mida keegi märgata ei saa, lasevad vees sisse hiilida ja see põhjustab tavaliselt juhtpaneelide kukkumise, kui temperatuur langeb alla külmumispunkti. Kõik need probleemid korduvad aja jooksul ja enne kui inimesed sellest aru saavad, kukub kogu nende süsteem kokku, just kui talv jälle ringi voolab.

KKK jaotis

Miks päikeselambid külmas ilmas halvasti töötavad?

Külmas ilmas aeglustavad akude keemilised reaktsioonid ja liitiumioonbatterid kaotavad elektrolüütide paksumise tõttu oma võimsust oluliselt, vähendades tõhusust ja eluiga.

Kuidas LiFePO4 akudega külmas kliimas liitiumioonkujulisi parameetreid võrrelda?

LiFePO4 akude mahutavus on suurem, nad taluavad sügavamat lahtistust, on korrosiooni vastupanuvõimelised ja neil on kõrgem termiline stabiilsus kui tavalistel litiumioonbatteritel külmas kliimas.

Mis põhjustab päikeselampide süsteemi rikke talvel?

Niiskuse sissepääs, külmutamise-sulamise tsüklid ja korrosioon põhjustavad sageli süsteemi rikke, samuti ebatäpset tihendamist ja ebapiisavat IP-taset.

Kuidas väheneb päikesevalguse mõju päikesepaneeli tõhususele talvel?

Päikesevalguse lühemad tunnid ja vähene päikesevalgusega kokkupuut vähendavad laadimistsükleid, kusjuures paneelid kaotavad mõnikord tõhusust lumede ja mustuse kogunemise tõttu.

Millised hooldustööd võivad päikeselambi eluiga pikendada?

Päikeselambi eluiga pikendamiseks on oluline regulaarne puhastamine, kontrollimine, paigaldamine ja aktiivne hooldus ning tarkvara uuendamine enne külma ilmade teket.