Mất bao lâu để sạc đầy đèn tường ngoài trời bằng năng lượng mặt trời trong điều kiện ánh sáng mặt trời tiêu chuẩn

Vì đèn tường ngoài trời năng lượng mặt trời , thời gian sạc là một chỉ số hiệu suất quan trọng. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian chạy ban đêm và độ tin cậy tổng thể của thiết bị.

I. Định nghĩa độ cách nhiệt tiêu chuẩn: Nền tảng của các tính toán lý thuyết

Ngành công nghiệp chiếu sáng mặt trời thường sử dụng Điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC) để đánh giá hiệu suất của tấm pin mặt trời. Mặc dù môi trường ngoài trời thực tế phức tạp hơn nhưng STC cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc tính toán.

Bức xạ: 1000 W/m2. Điều này thể hiện mật độ năng lượng mặt trời mà bề mặt Trái đất nhận được vào buổi trưa của một ngày quang đãng.

Khối lượng không khí (AM): AM 1,5. Điều này thể hiện độ dài đường đi của ánh sáng mặt trời xuyên qua bầu khí quyển của Trái đất.

Nhiệt độ tế bào: 25°C. Đây là nhiệt độ hoạt động của pin mặt trời.

Ánh nắng tiêu chuẩn thường được viết tắt là "Giờ nắng cao điểm (PSH)". 1 PSH tương đương với một giờ chiếu xạ 1000 W/m2. Trong điều kiện STC lý tưởng, thời gian cần thiết để sạc đầy đèn tường ngoài trời bằng năng lượng mặt trời là mối quan hệ toán học giữa dung lượng pin và công suất định mức của tấm pin mặt trời.

II. Thông số cốt lõi: Các yếu tố bên trong quyết định tốc độ sạc

Thời gian sạc của đèn tường ngoài trời sử dụng năng lượng mặt trời phụ thuộc chủ yếu vào sự phù hợp của hai thông số cốt lõi của hệ thống: công suất tấm pin mặt trời và dung lượng pin.

1. Năng lượng mặt trời

Công suất đầu ra của tấm pin mặt trời (được đo bằng watt) xác định lượng năng lượng mà nó có thể thu được trên một đơn vị thời gian.

Trong điều kiện lắp đặt tiêu chuẩn, tấm pin mặt trời 2.0W tạo ra dòng điện gấp bốn lần so với tấm 0,5W, dẫn đến giảm thời gian sạc theo lý thuyết khoảng 75%. Do đó, các tấm pin công suất cao là chìa khóa để đạt được khả năng sạc nhanh và độ tin cậy trong mọi mùa.

2. Dung lượng pin

Dung lượng pin (thường được đo bằng mAh hoặc Wh) xác định tổng lượng năng lượng mà hệ thống cần lưu trữ. Đèn tường ngoài trời sử dụng năng lượng mặt trời thông thường có thể được trang bị pin lithium-ion hoặc LiFePO4 có dung lượng từ 1200mAh đến 4000mAh.

Vì example, if a fixture is equipped with a 3.7V/2000mAh (approximately 7.4Wh) battery, and its solar panel can be charged at an actual power of 1.5W under standard installation, ignoring losses, the theoretical charging time is approximately 7.4Wh/1.5W, which is approximately 4.9 hours.

III. Điểm chuẩn ngành: Phạm vi chuyên nghiệp từ 4 đến 10 giờ

Dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật của ngành chiếu sáng năng lượng mặt trời và dữ liệu thử nghiệm thực tế rộng rãi, đối với phần lớn đèn tường ngoài trời sử dụng năng lượng mặt trời được thiết kế phù hợp:

Thời gian sạc tối ưu: Trong điều kiện lắp đặt tiêu chuẩn lý tưởng, pin cạn kiệt hoàn toàn thường cần 4 đến 6 giờ dưới ánh nắng trực tiếp. Điều này chủ yếu áp dụng cho các sản phẩm hiệu suất cao sử dụng tấm silicon đơn tinh thể hiệu suất cao và pin lithium phù hợp.

Thời gian sạc chung: Đối với đèn trang trí sử dụng tấm silicon đa tinh thể tiêu chuẩn hoặc được thiết kế với công suất phát quang thấp hơn, thời gian sạc có thể dao động từ 6 đến 10 giờ.

Khoảng 4-10 giờ này là điểm chuẩn được các chuyên gia sử dụng để đánh giá hiệu suất sản phẩm. Bất kỳ sản phẩm nào tuyên bố thời gian sạc đầy dưới 4 giờ hoặc lâu hơn 10 giờ đều yêu cầu phân tích kích thước thành phần chuyên sâu.

IV. Các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến thời gian sạc thực tế

Mặc dù Cách nhiệt tiêu chuẩn cung cấp cơ sở lý thuyết nhưng khi sử dụng ngoài trời thực tế, thời gian sạc vẫn bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố bên ngoài:

Giờ nắng cao điểm (PSH) / Vĩ độ địa lý: PSH thay đổi đáng kể giữa các vùng địa lý. PSH mùa đông ở vĩ độ cao có thể thấp tới 1-2 giờ, trong khi ở những vùng gần xích đạo có thể đạt tới 5-7 giờ. Thời gian sạc thực tế phải tham khảo dữ liệu PSH cục bộ.

Vật cản: Bóng râm một phần do bóng cây, tòa nhà hoặc tường gây ra có thể làm giảm đáng kể công suất của tấm pin mặt trời. Ngay cả độ bóng 20% ​​cũng có thể làm giảm sản lượng hơn 50%, tăng đáng kể thời gian sạc.

Góc của tấm pin mặt trời: Tấm pin mặt trời phải vuông góc với ánh sáng mặt trời chiếu tới để đạt được khả năng hấp thụ bức xạ tối đa. Góc lắp đặt không đúng có thể làm giảm hiệu quả sạc.