Γιατί κάποια μοντέλα λαμπτήρων ηλιακού φωτιστικού κολόνας αποτυγχάνουν μετά από μία χειμερινή περίοδο;

Πώς οι Χαμηλές Θερμοκρασίες Μειώνουν την Ικανότητα της Μπαταρίας έως και 50%

Όταν η θερμοκρασία έξω πέφτει πολύ, τα ηλιακά φώτα δεν λειτουργούν τόσο καλά επειδή οι χημικές αντιδράσεις μέσα στις μπαταρίες επιβραδύνονται σημαντικά. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αντιμετωπίζουν ιδιαίτερα δυσκολίες όταν η θερμοκρασία πέφτει κάτω από 0 °C. Στους -20 °C, οι μπαταρίες αυτές μπορεί να χάσουν από 40 έως 50 τοις εκατό της κανονικής τους χωρητικότητας. Το γιατί; Το ηλεκτρολύτης μέσα γίνεται πιο παχύρρευστος, καθιστώντας δυσκολότερη τη μετακίνηση των ιόντων μπρος-πίσω μεταξύ των ηλεκτροδίων. Ως αποτέλεσμα, η μπαταρία υποχρεώνεται να λειτουργεί πολύ σκληρότερα από το συνηθισμένο, γεγονός που τη φθείρει γρηγορότερα και μειώνει τη διάρκεια ζωής της. Πάρτε για παράδειγμα ένα τυπικό ηλιακό φανάρι που λειτουργεί 12 ώρες σε θερμοκρασία δωματίου. Σε αυτές τις παγωμένες συνθήκες, όμως, οι περισσότεροι διαπιστώνουν ότι τα φώτα τους διαρκούν μόλις 6 ή 7 ώρες πριν χρειαστεί να φορτιστούν ξανά.

Μπαταρίες ιόντων λιθίου vs. LiFePO4 σε υπομηδενικά κλίματα: Σύγκριση απόδοσης

Ενώ και οι δύο τύποι μπαταριών αντιμετωπίζουν μειωμένη απόδοση σε ψυχρά κλίματα, οι μπαταρίες LiFePO4 (φωσφορικό λίθιο-σίδηρο) υπερτερούν των τυπικών μοντέλων λιθίου-ιόντων:

Οι μπαταρίες LiFePO4 επίσης ανέχονται βαθύτερες εκφορτώσεις και αντιστέκονται καλύτερα στη διάβρωση, γεγονός που τις καθιστά 72% λιγότερο πιθανό να αποτύχουν μετά από εποχιακές μεταβολές θερμοκρασίας σε σύγκριση με τις εναλλακτικές λιθίου-ιόντων.

Νεκρές ή Διαβρωμένες Μπαταρίες ως Κύριος Λόγος Αποτυχίας Συστήματος

Περίπου τα δύο τρίτα των προβλημάτων μπαταριών των ηλιακών λαμπτήρων τον χειμώνα συμβαίνουν λόγω της υγρασίας που εισχωρεί εσωτερικά και των συνεχών κύκλων πάγωσης-απόψυξης, τους οποίους όλοι μας αντιμίζουμε τόσο πολύ. Τι ακριβώς συμβαίνει; Λοιπόν, οι υδρατμοί τείνουν να διαβρώσουν τους ακροδέκτες με την πάροδο του χρόνου. Μερικές φορές οι μπαταρίες φουσκώνουν όταν σχηματίζεται πάγος μέσα σε κατεστραμμένα κέλυφη. Υπάρχει επίσης και το φαινόμενο κατά το οποίο οι μπαταρίες χάνουν την ικανότητά τους να κρατούν φορτίο αν υποφορτίζονται επανειλημμένα κατά τη διάρκεια κρύων περιόδων. Τα καλά νέα είναι ότι η τοποθέτηση αυτών των μπαταριών σε καλύτερα σφραγισμένα περιβλήματα και η εφαρμογή κάποιου είδους προστατευτικής επίστρωσης κατά της σκουριάς μπορεί πραγματικά να τις κάνει να διαρκούν περισσότερο. Δοκιμές στο πεδίο δείχνουν ότι οι μπαταρίες που έχουν υποστεί αυτή τη μεταχείριση τείνουν να παραμένουν λειτουργικές για ενάμιση έως δύο χρόνια περισσότερο σε δύσκολες χειμερινές συνθήκες.

Μειωμένη Έκθεση στο Φως του Ήλιου και Απόδοση Ηλιακών Πλαισίων τον Χειμώνα

Μικρότερες Ώρες Φωτός της Ημέρας και Κακή Έκθεση στο Φως του Ήλιου που Περιορίζουν τους Κύκλους Φόρτισης

Όταν έρχεται ο χειμώνας, όλοι γνωρίζουμε τι συμβαίνει με τις μέρες μας που γίνονται όλο και πιο σύντομες. Η ηλιοφάνεια μειώνεται αρκετά, ίσως κατά ένα τρίτο έως το μισό σε σχέση με αυτό που λαμβάνουμε κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Για τα φωτιστικά δρόμων που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια και βρίσκονται σε πιο βόρειες περιοχές, μπορεί να απορροφούν μόλις τέσσερις ή πέντε ώρες καλού ηλιακού φωτός την ημέρα, το πολύ. Αυτό σημαίνει ότι οι μπαταρίες μέσα σε αυτά τα φώτα τελειώνουν πιο γρήγορα από ό,τι θα έπρεπε σύμφωνα με τις προδιαγραφές σχεδιασμού τους. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό δημιουργεί προβλήματα στη φόρτιση, με αποτέλεσμα οι μπαταρίες να φθείρονται πολύ νωρίτερα από το αναμενόμενο. Σύντομα, οι άνθρωποι αρχίζουν να βλέπουν τα φώτα τους να αποτυγχάνουν, ενώ δεν θα έπρεπε να συμβαίνει αυτό ακόμη.

Χιόνι, συσσώρευση βρώμας και μειωμένη απόδοση ηλιακών πλαισίων

Όταν ο χιόνι πέφτει πάνω σε ηλιακά πάνελ, μπορεί να μειώσει την απόδοσή τους κατά 50% ή ακόμη και να τα απενεργοποιήσει εντελώς, μέχρι να καθαριστεί. Οι χειμερινές καταιγίδες αφήνουν επίσης βρωμιά και παγωμένα υπολείμματα που εμποδίζουν περίπου το ένα πέμπτο έως το ένα τέταρτο των ακτίνων του ήλιου να φτάσουν στα πάνελ. Τα παγωμένα υλικά προσκολλώνται στα πάνελ πολύ περισσότερο από τη συνηθισμένη σκόνη, γι’ αυτό ο καθαρισμός τους απαιτεί ειδικό εξοπλισμό για να αποφευχθούν μικροσκοπικές ρωγμές στα ακριβά ηλιακά κελιά. Οι ηλιακές εγκαταστάσεις που είναι τοποθετημένες υπό γωνία περίπου 45 έως 60 μοίρες αποβάλλουν το χιόνι καλύτερα από τα πάνελ που είναι τοποθετημένα επίπεδα σε οροφές, ειδικά όταν δεν έχουν μεταλλικό πλαίσιο στήριξης. Αυτή η κλίση κάνει τη διαφορά για τη διατήρηση της παραγωγής ενέργειας κατά τους ψυχρούς μήνες.

Λανθασμένος Προσανατολισμός Πάνελ (Μη Νότιος) και Θέματα Σκίασης κατά τις Εποχές

Τα ηλιακά πάνελ που εγκαθίστανται σε ανατολικούς ή δυτικούς τοίχους τείνουν να παράγουν περίπου 18 έως και 27 τοις εκατό λιγότερη ενέργεια κατά τους χειμερινούς μήνες σε σύγκριση με εκείνα που είναι στραμμένα προς το νότο, τα οποία απορροφούν καλύτερα τον ήλιο χαμηλής γωνίας. Το πρόβλημα επιδεινώνεται και με τις εποχιακές αλλαγές. Αυτά τα πευκά που φαίνονται τόσο όμορφα στις αυλές μας, ρίχνουν πολύ μεγαλύτερες σκιές τον χειμώνα, επειδή ο ήλιος βρίσκεται περίπου 40 μοίρες χαμηλότερα στον ουρανό σε σύγκριση με το καλοκαίρι. Και αυτό έχει μεγάλη σημασία. Σύμφωνα με έρευνα που διεξήχθη πέρυσι, περίπου τα δύο τρίτα όλων των ηλιακών συστημάτων που δεν λειτούργησαν σωστά τον χειμώνα, είχαν τα πάνελ τους εμποδισμένα από κάτι για τουλάχιστον τρεις ολόκληρες ώρες κάθε μέρα. Αυτού του είδους ο εμποδισμός μειώνει σημαντικά την απόδοση που οι ιδιοκτήτες σπιτιών μπορούν να αναμένουν από την επένδυσή τους.

Είσοδος νερού, αποτυχίες στεγανοποίησης και ελλείψεις αντοχής στον καιρό

Είσοδος υγρασίας λόγω ανεπαρκών βαθμολογιών IP και ελλείψεων στεγανοποίησης

Τα ηλιακά φώτα δρόμου χρειάζονται καλή σφραγίδα για να επιβιώσουν από όλες αυτές τις εποχικές αλλαγές που βλέπουμε καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Οτιδήποτε με βαθμολογία κάτω από IP65 δεν είναι κατάλληλο για εξωτερικές λειτουργίες, αφού θα προκαλέσει προβλήματα με την ένταση που εισέρχεται μέσα από κενά, καλώδια που μπαίνουν και βγαίνουν ή παλιές φθαρμένες σφραγίδες. Σύμφωνα με μια έρευνα που έγινε πέρυσι, περίπου έξι στους δέκα ηλιακούς λαμπτήρες που είχαν αποτύχει είχαν προβλήματα με την σχηματισμό σκουριάς στις συνδέσεις ή με την επέκταση των μπαταριών λόγω της υγρασίας μέσα. Οι διαφορές θερμοκρασίας δεν είναι και τόσο μεγάλες μερικές φορές - μόνο μια κλίση 15 βαθμών από τη μέρα στη νύχτα μπορεί να δημιουργήσει αρκετή συμπύκνωση μέσω μικροσκοπικών διαρροών για να επιταχύνει την υποβάθμιση του μετάλλου. Τι θα γίνει τότε; Τα φώτα αρχίζουν να λειτουργούν απρόβλεπτα ή απλά σταματούν να λειτουργούν μετά από περίπου 8 έως 12 μήνες μόλις εκτίθενται σε χειμερινές συνθήκες.

Φυσική ζημιά από το φορτίο χιονιού, την επέκταση του πάγου και τις ακραίες καιρικές συνθήκες

Οι χειμερινές καταιγίδες πραγματικά θέτουν επιπλέον πίεση στις δομές των ηλιακών λαμπτήρων. Όταν το χιόνι συσσωρεύεται πάνω από 10 κιλά ανά τετραγωνική ίντσα, αρχίζει να λυγίζει τα αλουμινένια στηρίγματα. Και μην με αναγκάσετε να ξεκινήσω με τον πάγο που επεκτείνεται μέσα στις ρωγμές του σπιτιού, που δημιουργεί πίεση περίπου 2.000 psi, η οποία μπορεί να σπάσει τους διαυγές πλαστικούς φακούς. Ο συνεχής κύκλος ψύξης και απόψυξης φθείρει και τις σφραγίδες από σιλικόνη, αφήνοντας το αλάτι του δρόμου και το νερό να μπει σε μέρη που δεν θα έπρεπε. Οι ηλιακοί λαμπτήρες χωρίς κατάλληλη προστασία από πάγο ή ισχυρό αέρα έχουν την τάση να καταστρέφονται περίπου τρεις φορές πιο γρήγορα σε περιοχές όπου οι θερμοκρασίες παραμένουν κάτω από το μηδέν για εβδομάδες τη φορά. Και όταν υπάρχει ξαφνική παγωνιά, τα μεταλλικά μέρη συρρικνώνονται τόσο πολύ που οι συνδέσεις των κυκλωμάτων σπάνονται. Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν παρατηρούν αυτό το πρόβλημα μέχρι να κάνουν τακτικούς ελέγχους την άνοιξη, όταν όλα φαίνεται να σταματούν να λειτουργούν.

Ποιότητα των εξαρτημάτων, Μέγεθος συστήματος και παραβλέψεις σχεδιασμού

Χρήση εξαρτημάτων χαμηλής ποιότητας που αποτυγχάνουν υπό την χειμερινή πίεση

Πολλά προβλήματα με τις ηλιακές λάμπες βασίζονται στην ανάγκη των κατασκευαστών να κόψουν τα υλικά για να εξοικονομήσουν χρήματα. Τα πλαστικά περιβλήματα τείνουν να σπάσουν όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν κάτω από το μηδέν, περίπου 14 βαθμούς Φαρενάιτ. Και αυτές οι φθηνές σφραγίδες δεν κρατούν καλά, επιτρέποντας το νερό να μπει κρυφά μέσα όπου μπορεί να καταστρέψει τα ηλεκτρονικά. Μια πρόσφατη έκθεση που εξέτασε τον εξοπλισμό ανανεώσιμης ενέργειας το 2022 βρήκε κάτι ενδιαφέρον. Τα ηλιακά φώτα με κανονικές μπαταρίες λιθίου είχαν σχεδόν τρεις φορές περισσότερες βλάβες κατά τους χειμερινούς μήνες από τα μοντέλα με ειδικά εξαρτήματα που σχεδιάστηκαν για να αντέχουν τις ακραίες θερμοκρασίες. Έχει νόημα, γιατί κανείς δεν θέλει να χαλάσει ο φωτισμός του κήπου του ακριβώς όταν τον χρειάζεται περισσότερο μετά από μια μεγάλη μέρα έξω.

Υπόμετρητοι ηλιακοί συλλέκτες και μη συμβατές διαμορφώσεις συστημάτων

Τους ψυχρούς μήνες απαιτείται περίπου 30 έως 50 τοις εκατό επιπλέον ενέργεια κάθε μέρα, απλώς και μόνο για να αντισταθμιστούν οι βραχύτερες ώρες ηλιοφάνειας και επειδή οι μπαταρίες δεν διατηρούν το φορτίο τους τόσο καλά όταν έξω είναι παγετός. Πολλά ηλιακά φώτα τελικά αποδίδουν χαμηλά τον χειμώνα, επειδή έρχονται με πάνελ που είναι απλώς πολύ μικρά για την εργασία που πρέπει να κάνουν. Ρίξτε μια ματιά στα περισσότερα μοντέλα που υπάρχουν σήμερα στην αγορά — οτιδήποτε με λιγότερο από 15 watt ισχύος πάνελ που προσπαθεί να τροφοδοτήσει λαμπτήρα LED 12 watt; Αυτός ο συνδυασμός σπάνια καταφέρνει να κάνει τη δουλειά σωστά έως τον Δεκέμβριο ή τον Ιανουάριο. Και ας μην ξεχνάμε φυσικά και τους ελεγκτές φόρτισης. Όταν αυτές οι συσκευές δεν μπορούν να ρυθμίζουν σωστά την έξοδο τάσης τους σε υπο-μηδενικές θερμοκρασίες, η κατάσταση γίνεται ακόμη χειρότερη για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας με την πάροδο του χρόνου.

Κρίσιμα σχεδιαστικά ελαττώματα: Μέγεθος μπαταρίας και πάνελ για λειτουργία σε ψυχρό κλίμα

Η αποτελεσματική προετοιμασία για τον χειμώνα απαιτεί:

• Μέγεθος μπαταρίας : Τουλάχιστον 120% της χωρητικότητας του καλοκαιριού για να αντισταθμιστεί η πτώση χωρητικότητας του ιόντος λιθίου κατά 20–35% στους -20°C
• Προσανατολισμός Πλάκας : Αληθινό προς τα νότια κεκλιμένο σε γωνίες 45–60° για τη μεγιστοποίηση της απορρόφησης του χαμηλής γωνίας φωτός του χειμώνα
• Απολύσεις : Δευτερεύοντα ελεγκτές φόρτισης για την πρόληψη βλαβών κυκλώματος που προκαλούνται από συσσώρευση πάγου

Τα συστήματα που αγνοούν αυτές τις αρχές σχεδίασης συχνά αντιμετωπίζουν πλήρη διακοπή λειτουργίας μετά από 80–100 κύκλους χειμώνα λόγω μη αναστρέψιμων ελλειμμάτων ενέργειας και χημικής αποδόμησης.

Πρακτικές συντήρησης για την παράταση της διάρκειας ζωής των φωτιστικών ιστών ηλιακού φωτισμού

Σημασία του τακτικού καθαρισμού, της επιθεώρησης και της προληπτικής συντήρησης

Η τακτική συντήρηση βοηθά πραγματικά στη μάχη κατά των πτώσεων απόδοσης που συμβαίνουν όταν έρχεται το χειμώνας. Η καθαρισμός των ηλιακών πλαισίων μία φορά το μήνα με μικροϊνωτά υφάσματα καλής ποιότητας μπορεί να εμποδίσει την απώλεια περίπου ενός τετάρτου έως και ενός τρίτου της απόδοσής τους λόγω συσσώρευσης βρωμιάς. Η σωστή εποχιακή ευθυγράμμιση των πλαισίων κάνει τη διαφορά όταν οι ώρες φωτός μειώνονται σημαντικά. Για τις μπαταρίες, είναι πολύ σημαντικό να τις ελέγχετε κάθε τρεις μήνες, ψάχνοντας για σημάδια διάβρωσης ή υγρασίας μέσα στις θήκες τους. Οι ακροδέκτες πρέπει να καθαρίζονται πλήρως δύο φορές το χρόνο για να διασφαλιστεί η σωστή διαγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος. Μην καθυστερείτε να αντικαταστήσετε άμεσα οποιαδήποτε προστατευτικά καλύμματα φακών παρουσιάζουν ρωγμές. Και ας μην ξεχνάμε να ενημερώνουμε το λογισμικό των έξυπνων συστημάτων φόρτισης πριν έρθει ο κρύος καιρός.

Πώς η αμέλεια επιταχύνει την υποβάθμιση της μπαταρίας και την αποτυχία του συστήματος

Όταν παραμελείται η τακτική συντήρηση, τα εξαρτήματα των ηλιακών λαμπτήρων αρχίζουν να λειτουργούν πολύ πιο σκληρά από ό,τι θα έπρεπε. Οι βρώμικες πλάκες μειώνουν τη φόρτιση που μπορούν να λάβουν, γεγονός που οδηγεί σε βαθιές εκφορτώσεις που φθείρουν τις μπαταρίες ιόντων λιθίου περίπου δύο φορές πιο γρήγορα ή ακόμη και χειρότερα. Οι διαβρωμένες συνδέσεις γίνονται μικρά σημεία προβλημάτων από όπου η ηλεκτρική ενέργεια αντιστέκεται να περάσει, μειώνοντας την πραγματική διάρκεια λειτουργίας κατά 40% έως σχεδόν το μισό. Μικροσκοπικές ρωγμές που κανείς δεν παρατηρεί στις σφραγίδες επιτρέπουν στο νερό να εισχωρήσει, κάτι που συνήθως προκαλεί βλάβη στις πλακέτες ελέγχου όταν η θερμοκρασία πέφτει κάτω από το σημείο πήξης. Όλα αυτά τα προβλήματα συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου, και πριν καταλάβουν οι άνθρωποι, το σύνολο του συστήματός τους αποτυγχάνει ακριβώς όταν ξαναρχίζει ο χειμώνας.

Τμήμα Γενικών Ερωτήσεων

Γιατί τα ηλιακά φώτα έχουν κακή απόδοση σε κρύο καιρό;

Σε κρύο καιρό, οι χημικές αντιδράσεις στις μπαταρίες επιβραδύνονται και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χάνουν σημαντικά τη χωρητικότητά τους λόγω της πάχυνσης των ηλεκτρολυτών, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης και της διάρκειας ζωής.

Πώς συγκρίνονται οι μπαταρίες LiFePO4 με τις λιθίου-ιόνων σε ψυχρά κλίματα;

Οι μπαταρίες LiFePO4 διατηρούν μεγαλύτερη χωρητικότητα, ανέχονται βαθύτερες εκφορτώσεις, αντιστέκονται στη διάβρωση και επιδεικνύουν υψηλότερη θερμική σταθερότητα σε σύγκριση με τις τυπικές μπαταρίες λιθίου-ιόνων σε ψυχρά κλίματα.

Τι προκαλεί αστοχία συστήματος στους ηλιακούς λαμπτήρες κατά τον χειμώνα;

Η διείσδυση υγρασίας, οι κύκλοι πάγωσης-απόψυξης και η διάβρωση οδηγούν συχνά σε αστοχίες συστήματος, μαζί με εσφαλμένη σφράγιση και ανεπαρκείς βαθμονομήσεις IP.

Πώς επηρεάζει η μειωμένη ηλιοφάνεια την απόδοση των ηλιακών πλαισίων τον χειμώνα;

Οι μικρότερες ώρες φωτός ημέρας και η κακή έκθεση στο φως μειώνουν τους κύκλους φόρτισης, ενώ μερικές φορές τα πάνελ χάνουν απόδοση λόγω συσσώρευσης χιονιού και βρώμας.

Ποιες πρακτικές συντήρησης μπορούν να επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής των ηλιακών λαμπτήρων;

Η τακτική καθαρισμός, επιθεώρηση, ευθυγράμμιση και προληπτική συντήρηση, μαζί με την ενημέρωση του λογισμικού πριν την έλευση του κρύου, είναι απαραίτητες για την επέκταση της διάρκειας ζωής των ηλιακών λαμπτήρων.