Doğal afetler grev veya insani acil durumlar ortaya çıktığında, ilk öncelik her zaman hayat kurtaran yardımtır - tıbbi bakım, temiz su, barınak ve iletişim. Ancak bunların hepsi, arazinin çökmüş veya asla var olmadığı alanlarda, yakıt malzemeleri kesintiye uğrar ve jeneratörler bir sırt çantadan geçer ve jeneratörler bir ömür boyu dengeye dönüşürler.
Bu makale, fotovoltaik ve enerji depolamadaki son yenilikler hakkında taşınabilir güneş dizilerini oluşturmak için dahil edilen kritik tasarım ilkeleri, teknolojileri ve ticaret-offları araştırıyor.
Neden Portre Güneşi Afet Yardımında Önemlidir
Güç her felaket cevabının gizli omurgasıdır. Elektrik olmadan, alan hastaneleri istenmeyen dikkat çekmek veya iletişim araçlarına engel olabilecek sürekli yakıt tasarrufu gerektirmez. Arama-ve-rescue takımları radyo iletişimini kaybederler.Su arıtma sistemleri kapalıdır. Hatta temel aydınlatmalar bir güvenlik ve güvenlik riski haline gelir. Geleneksel dizel jeneratörleri ağırdır, sürekli yakıt retely gerektirir ve iletişimin engelleyicisini engelleyebilir.
2000 ve 2020 yılları arasında, küresel olarak hava ile ilgili felaketlerin sayısı yaklaşık% 50 arttı, ACD:0) Birleşmiş Milletler Çevre Programı) Aynı zamanda, güneş panelinin maliyeti ve ağırlığı dramatik bir şekilde azaldı, uluslararası Kızıl Haç gibi kuruluşlar için pratik bir seçenek haline geldi, Médecins Sans Frontières ve ulusal acil durum yönetimi.
Ekstra Özellikleri Portre Solar Dizileri Geliş Koşulları
İyi tasarlanmış bir portatif güneş serisi, talep edilen bir dizi gereksinimi karşılamalıdır. Aşağıdaki özellikler çoğu alanda senaryolarda kullanılamaz.
Hafif ve Kompakt Form Faktörü
Her kilogram, uzaktan bir dağ köyüne ya da bir helikoptere yükleme malzemelerinin ne zaman yapıldığını önemli ölçüde önemli ölçüde tutar.Modern diziler, ağır cam yerine hafif geri dönüşümlü materyallerle ince film veya monokristal paneller kullanır. 8 kg altında sabit bir paketler. Örneğin, kuru temizleme ünitesi, karbon fiber çerçeveler ve esnek yüzeyler kullanarak benzer güç kesintileri elde eder.
Harsh Koşullarına Karşı Durability
Afet siteleri nazik ortamlar değildir. Paneller yağmur, rüzgar, toz, kum, aşırı ısı ve hatta fırsat verici etki. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) standartları - örneğin, kristal silikon paneller için IEC 61215 - su geçirmez bağlantılar için temel testleri - yüksek çözünürlükte, ısınmış bağlantılar için testler için.For portatif birimler, ek IP (Ingress Protection) derecelendirmeleri gereklidir: en azından toz ve su jetleri için IP65 ve IP67, ve IP67 gibi geçici altlamalar için.
Yüksek Dönüşüm Verimliliği Verimliliği
Uzay bir sırt çantası veya acil bir kitte primtedir. Yüksek verimsiz monokristal paneller (22-24% verimlilik) bu ticaretten daha fazla güç üretmek (% 17-20) veya ince film (10–15%) ince film seçenekleri daha hafif ve daha esnek olsa da, daha düşük verimlilik aynı watt için daha büyük bir dağıtılmış bir çerçevede daha fazla enerji üretmek gerekir: monoksit paneller kullanarak 200W sistem monoksit paneller 1.5 m2 olabilir, ancak ince film izlenebilir.
Entegre Enerji Depolama Depolama Depolama
Güneş ışığı geçicidir. Depolama olmadan taşınabilir bir güneş serisi gece veya bulut örtüsü altında işe yaramaz. Modern tasarımlar küçük bir alan tıbbi ünitesi için lityum-iyon veya lityum demir fosfat (LiFePO4) bataryalar, daha hafif, daha uzun ömürlü ve daha güvenli bir şekilde aynı şekilde taşıma kapasitesinin büyüklüğüne sahip olmalıdır.Bu "tüm-biraz-biraz-birazın" yaklaşımı ve birçok taşınabilir kit taşınabiliri içerir.
İşsizlik ve Kullanımının Ease of Deployment and Use
İlk yanıtcılar güneş teknisyenleri değildir. Dizi, hiçbir aletle beş dakika içinde dağıtılabilir olmalıdır. Renk kodlanmış kablolar, pre-tached konektörler ve eğim, kendini en uygun açıya sokmak için ortak tasarım seçenekleridir. Bazı birimler tüm sistemi tekrarlayan hızlı sürümler sunar.
Misyon-Critical Performansı için Tasarım
Özel liste ötesinde, başarılı bir taşınabilir güneş serisi, hassas mühendislik ticaretlerinin sonucudur. İşte kırılgan prototiplerden ayrı sağlam alan hazır sistemleri olan temel tasarım konularıdır.
Kilo vs. Power Trade-Off
300W serisi orta büyüklükte bir alan hastanesi için teorik ideal olabilir, ancak 25 kg ağırlığındaysa, tasarımcılar genellikle kilogram veya magnezyum çerçevelerini geliştirmek için çok ağırdır.
Enerji Değerlendirmeye İhtiyacı Var: Sisteme Sahip Olmak
Bir taşınabilir dizi tasarlamadan önce, beklenen yükü profillemek önemlidir. Tipik bir felaket yardımı yükü içerebilir:
- [FONT:0)Medical ekipman: [Dönetici: [Dönetici: 0:1] ventilator (30–60 W), infüzyon pompası (15 W), oksijen koncentrator (300-500 W).
- [FONT=0) İletişim: [Dönetici: [Döntilmiş uydu telefonu (-20 W), VHF radyo (20-50 W), akıllı telefon / her biri için (5-10 W şarj).
- [FONT:0)Işık:[DÜDÜT:1] LED lik ışıklar (10-30 W per fikstür).
- [FONT:0)Su arıtma: [Dönetici: [Düzücük: [Düzücük:0) UV filtresi (50-100 W).
Günlük watt saatler ve yerel zirve güneş saatlerine bölünmesi (genellikle en fazla 5 saat aşırı en fazla felaket bölgelerindeki en büyük paneldeki kayması) gerekli panele bindirme vermektedir. Bulutlu günler ve degrad edilmiş paneller için% 50 güvenlik hesabı ekleyin.
modülerlik ve Scalability
Bir boyut tüm uygun değildir. Küçük bir arama ekibi 100-200 W'ye ihtiyaç duyar; bir alan hastanesi, modüler bir sistem olarak ayarlanabilir ve tüm sistemdeki tüm paneller ile Anderson Powerpole veya Mil-spec konektörlerini kullanarak - farklı ekipman ve gerilim seviyelerinde uyumluluk sağlamak için standart bir DC otobüse cevap verir (12V, 24V, 48V).
Çevre Kısıtlığı: Sıcaklık ve Nem
Güneş panelleri ısının yükselmesi olarak verimliliği kaybeder (tipik olarak -% 0.4 - 25°C'nin üzerinde derecelik% 0.5) Çöl felaketlerinde, panel sıcaklıklarının %20 veya daha fazla olması gerekir. Tasarımcılar bunu daha düşük sıcaklık katları ile paneller seçerek azaltabilir, havalandırma boşluklarını geri alabilir veya emisyonlu kaplamaları kullanarak. Nem ve tuz spreyleri kıyı şeridinde endişeler bulunur; enkapsülasyon malzemeleri nemlere dayanıklı olmalıdır.
Düz ve Takip Et
Sabit yatay dağıtım basittir, ancak verimsizdir; güneşle karşı karşıya olan paneller doğrudan 30-50 daha fazla enerji. Portatif diziler genellikle panelin equatora doğru açılabilmesine izin veren ayarlanabilir eğim bacaklar içerir (örneğin yaz aylarındaki en iyileme = en iyi iki eğimli standı).
Yenilikçi Teknolojiler Sonraki Nesile Şaping
Hareketli güneş pazarı hızla gelişmektedir, malzemeler bilimi ve güç elektroniklerinde atılımlar tarafından yönlendirilmektedir. Çeşitli teknolojiler özellikle felaket rahatlama ile ilgilidir.
Katlanabilir ve esnek panel
İnce film bakırı galyum selenide (CIGS) ve organik fotovoltaikler (OPV) aşırı hafif (100 W için 1 kg olarak yazdırılabilir veya sabit bir şekilde yuvarlanmış olan paneller. Ticaretten çıkış daha düşük verimlilik ünitesine (% 8-12) ve daha kısa süreli olarak, güçlü bir silikon paneller için, bu esnek sistemlerde yüksek çözünürlükte, bu esnek sistemlerde yüksek çözünürlükte veya düşük seviyededir.
Panel Frame'da Entegre Battery ve İnital
Ayrı kutular yerine, yeni "akıllı paneller", LiFePO4 batarya ve 300W dönüştürücüleri içeren çerçevede bir bölmeye sahiptir. Tüm dizi sadece iki elek ile entegre bir birimdir. Örneğin, [[Goal Zero Yeti Link) ekosistemi, bataryayı entegre MPPT ile şarj etmeye olanak sağlar ve kablolar USB, AC ve DC panel çerçevesine inşa edilir.
Bi-Directional Power ve Grid Interface
Bazı portatif diziler şimdi, ağdan akü şarj edebilir veya ada modunda çalışır.Eğer zayıf bir ağ geri gelirse, dizi, ağa aşırı gücü beslemeye veya kritik yükler için yorumlanamaz bir güç kaynağı olarak hareket edebilir.Bu esneklik bir rahatlama işlemine geçiş aşamasında değerlidir.
Kablosuz İzleme ve Tanıklar
Gerçek zamanlı telemetri, alan operatörlerine ve merkezi izleme sistemine yardımcı olur. Bluetooth veya LoRaWAN modülleri sorumlu kontrol cihazına gömülü olarak veri gönderir, şarj sistemi ve bir akıllı telefon uygulaması için batarya durumu.Bu, her panelin nerede ve operasyonel hataların tam olarak nerede kullanıldığının proaktif uyarılarını sağlar.
Gerçek Dünya Uygulamaları ve Dersler Öğrenildi
Portre güneş dizileri 2010 Haiti depreminden sonra, organizasyon GÜNCEL:0)Solar Electric Light Fund (SELF)) daha sonraki dağıtımlarda lityum kimyaya yönelik taşınabilir bir güneş kitleri getirdi.
Hurricane Maria 2017 yılında Porto Riko'yu harap ettikten sonra, bu geri bildirim, çok yönlü şarj noktaları için ihtiyaç duyulan ihtiyacı vurguladı (5V USB, 12V araba çıkışı ve 120V AC) adaptörü olmayan binlerce portatif güneş şarj portuna karşılık verdi.
Askeri de inovasyona yol açtı. ABD Ordusunun:0)Ground Yenilenebilir Enerji Ağı Sistemi (GREENS)) programı, iki asker tarafından dağıtılan taşınabilir 300W güneş/battery sistemi geliştirdi.
Meydanlar ve Pratik Çözümler
Sözcülüğe rağmen, taşınabilir güneş dizileri tasarımcıların ele alması gereken kalıcı zorluklarla karşı karşıyadır.
Hırsızlık ve Güvenlik
Kaotik ortamlarda, istenmeyen güneş panelleri çalınabilir. Çözümleri, bir araç veya çadır içinde hızla kaldırılabilir olan küçük koruyucular içerir. Bazı tasarımları sistemi, bir erişim kodu olmadan devre dışı bırakırsa sistemle bir araya getirir.
Alanda Bakım
Toz, kuş düşer ve kar nemlendirmeye karşı kapatılabilir; Ultrasonik tasarımlar, aletsiz bireysel panel değiştirilmesine izin verir.
Maliyet vs. Performans
Yüksek verimli monokristal paneller, polikristal paneller ve MPPT kontrolörleri ile entegre edilmiş LiFePO4 pilleri ile standartlaştırılmış olan paneller, 200W sistemi için 2 $ - 800 $ 'a mal olabilir. Bu, güneş ev sistemlerinin nasıl finanse edildiği gibi, düşük maliyetli alternatifler polikristal paneller ve liderlik-acid aküler daha ucuz ama daha ağır ve daha az dayanıklıdır.
Acil Yardım İçin Portreatif Güneşteki Gelecek Trendleri
Önümüzdeki on yıl portatif güneş dizilerini daha yetenekli ve erişilebilir hale getirecek. Üç trend öne çıkacak.
Perovskite Tandem Hücreleri
Perovskite-on- ⁇ Tandem güneş hücreleri laboratuarda %33'ün üzerinde verimlilik elde etti.Eğer bu ticari olarak uygulanabilirse, 200W paneli mevcut monokristal panellerin yüzey alanını yarıya azaltabilir, önemli ölçüde limanabilitelerini geliştirir. Perovskite üretimi, özellikle de hafif, esnek substratlarla uyumludur, yüksek verimlilikle ince filmdeki araştırmacılar.
Rüzgar veya Microhidro ile Hibrit Sistemler
Bazı felaket bölgelerinde, güneş ışığı az olabilir (profesyonel bir bulut örtüsü, yüksek çözünürlükte kış). Güneşli bir rüzgar türbini veya mikrohidr jeneratörü güneşle birleştiren portatif sistemler daha güvenilir bir güç sağlayabilir.Bu hibritler genellikle ortak bir batarya bankası ve dönüştürücüyü paylaşırken, her iki kaynağı da ağırlık ve karmaşıklık artışın da artmasıyla, güvenilirlikte kazanç uzun süredir buna değer olabilir.
Standartlaştırma ve Açık Kaynak Tasarımı
İnsani kuruluşlar, bağlantıların standartlaşması, gerilim seviyelerini ve montaj arabirimleri için itiyorlar, böylece farklı üreticilerden gelen paneller birlikte çalışabiliyorlar.(ENEE 2030.7[Ücretsiz:0)[Ücretsiz kontroller ve [[Döneticiler için standartlaştırılmış olan) için standartlaştırılmış malzeme, uluslararası tedarik zincirlerinin nasıl standartlaştırılabileceğine bağlı olarak.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Acil ve felaket rahatlama için taşınabilir güneş dizilerini tasarlamak, bir kriz kataloğunun baskısı altında dağıtmanın çok disiplinli bir meydan okumadır. Enerji depolama, güç dönüşümü ve her bileşeni etkileyebilecek son kullanıcılar için en başarılı iki tasarım daha sağlam, verimli ama uygun fiyatlı ve basit bir kriz baskısı altında dağıtmaları gerekir.
Küresel afetler sıklığı yükselmeye devam ettikçe, daha iyi taşınabilir güneş teknolojisindeki yatırım lüks değildir - bu gelişmiş portatif güneş dizilerinin kullanılmasının doğrudan yaşam tasarrufu işlemlerini geliştirecektir.