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La lampada solare tutto-in-uno è da sempre una forma di utilizzo di fonti luminose altamente apprezzata dal punto di vista scientifico ed ecologico. Tuttavia, sebbene molte tecnologie abbiano dimostrato la fattibilità della lampada solare tutto-in-uno, sono necessarie ulteriori analisi e discussioni per comprendere come applicare realmente la lampada solare tutto-in-uno nell'illuminazione stradale.
La lampada solare tutto-in-uno funziona secondo un principio semplice: durante il giorno, il pannello solare converte la luce assorbita in energia elettrica tramite un diodo ad alta potenza e la immagazzina nella batteria situata nella scatola di controllo alla base del palo della lampada, ovvero il processo di carica. Di notte, il pannello solare, che è dotato di funzione di controllo della luce, invia un segnale di attivazione al sistema di controllo, e l'energia immagazzinata nella batteria illumina la lampada, fornendo illuminazione stradale, ovvero il processo di scarica. Il tempo di illuminazione può essere regolato secondo necessità.
Le tecnologie chiave delle lampade stradali LED solari includono l'efficienza di generazione di energia dei moduli solari, la durata e la capacità della batteria e il problema della dissipazione del calore della sorgente luminosa LED.
Combinando i dati sulla radiazione solare su diverse superfici inclinate, è possibile determinare l'angolo di inclinazione e l'azimut del modulo fotovoltaico, e calcolare con precisione il tempo di sole di picco standard locale.
In fase di progettazione dell'applicazione, la scelta della potenza della sorgente luminosa della lampada stradale influisce notevolmente sul valore standard dell'illuminazione stradale e persino sulla stabilità dei parametri dell'intero sistema.
Il tempo di funzionamento richiesto per il lampione durante la notte è un parametro fondamentale per dimensionare i componenti del sistema del lampione solare. Una volta determinato il tempo di funzionamento, è possibile calcolare in via preliminare il consumo energetico giornaliero del lampione e completare il calcolo della potenza di ricarica dei componenti della cella solare.
Da un lato, il numero di giorni consecutivi nuvolosi e piovosi che il lampione solare tutto-in-uno deve sopportare dovrebbe essere determinato in base alle condizioni reali del progetto locale, poiché determina la capacità della batteria e la potenza del modulo della cella solare necessaria per ripristinare la capacità della batteria dopo i giorni di pioggia. Dall'altro lato, è anche necessario determinare il numero di giorni tra due giorni di pioggia consecutivi, poiché questo determina la potenza del modulo della cella solare necessaria per caricare completamente la batteria dopo un giorno di pioggia continuativa.
I componenti della batteria nel lampione solare tutto-in-uno devono soddisfare i requisiti normativi nazionali e sottoposti a test e verifiche approfondite per garantire qualità, prestazioni e durata. Inoltre, dovrebbero essere selezionati componenti con maggiore efficienza di conversione, i terminali di connessione dovrebbero essere sicuri e dotati di diodi di bypass per prevenire che gli effetti di punto caldo causino danni alla batteria.
Il controllore richiede una protezione contro l'inversione di polarità per la batteria e la cella solare, il che significa che la cella solare può ancora funzionare normalmente dopo che la polarità dei terminali "+" e "-" è stata corretta. È inoltre necessaria una protezione contro la carica inversa durante la notte, garantendo che la batteria non possa caricare la cella solare di notte. Dovrebbe essere presente una protezione contro la sovracorrente e il cortocircuito del carico, il che significa che il carico si spegnerà se la corrente supera la corrente nominale o se c'è un cortocircuito, e potrà continuare a funzionare normalmente dopo la correzione. Dovrebbe inoltre disporre di funzioni di protezione contro la sovraccarica e di protezione intelligente.
Nel sistema dei lampioni stradali tutto-in-uno dovrebbero essere scelte batterie di alta qualità specifiche per applicazioni solari e protette con un trattamento di interramento sotterraneo per ridurre l'impatto delle temperature esterne sulle prestazioni e sulla durata della batteria. Le batterie scelte per l'applicazione necessitano di test corrispondenti, come l'uso di un tester microcomputerizzato per cicli di carica-scarica della batteria per test di cicli di carica-scarica, test di capacità, test di autoscarica, test di scarica profonda, test di interruzione di tensione, test di sicurezza contro i cortocircuiti, test di capacità di recupero della carica e test di sicurezza contro la sovraccarica. Inoltre, il vano della batteria dovrebbe essere sottoposto a test di immersione in acqua e test di infiltrazione d'acqua per garantire che sia a tenuta stagna.