Uliczne lampy solarne

Uliczne lampy solarne jako alternatywa do tradycyjnych opraw elektrycznych

Uliczne lampy solarne stanowią rozwiązanie na rosnące ceny energii elektrycznej oraz dodatkowe wydatki związane z koniecznością opracowania dokumentacji projektowej, a także braku mobilności opraw elektrycznych.

Zewnętrzne oświetlenie obiektów, powierzchni, dróg czy ciągów pieszo-rowerowych jednoznacznie kojarzy się z oprawami oświetleniowymi zasilanymi z sieci. Ich zastosowanie wiąże się jednak z koniecznością pozyskania odpowiednich decyzji administracyjnych, w tym pozwolenia na budowę. Standardowe oprawy oświetleniowe generują zatem wydatki na etapie przed inwestycyjnym (projekt budowlany), jak i w kolejnym – eksploatacyjnym (rachunki za energię).

Uliczne lampy solarne instalowane są głównie w pasie drogowym. Do ładowania akumulatorów wykorzystuje się przede wszystkim energię słońca (opcjonalnie słońca i wiatru), z których następnie oprawa pobiera energię. Jest to oczywiście uproszczony schemat działania lamp solarnych, ale dobrze obrazuje w jaki sposób realizowane jest oświetlenie bez wykorzystania sieciowej energii elektrycznej, a co za tym idzie – bez rachunków za prąd. Ponadto, zgodnie z przyjętą praktyką w ponad 90% starostw na terenie Polski, uliczne lampy solarne wymagają jedynie zgłoszenia budowlanego, którego opracowanie jest praktycznie bezproblemowe i nie generuje kosztów związanych ze stworzeniem projektu budowlanego.

Uliczne lampy solarne – rodzaje i dobór rozwiązań, ze względu na akumulator

Uliczne lampy solarne można podzielić według dwóch głównych typów związanych z zastosowaniem konkretnego rodzaju akumulatora (baterii) – żelowego lub baterii litowej.

Ponad dekadę temu w Polsce do zasilania ulicznych lamp solarnych zaczęto stosować akumulatory żelowe charakteryzujące się stosunkowo dużą możliwością kumulowania wyprodukowanej energii, co gwarantowało wysoką efektywność świetlną na przestrzeni całego roku oraz minimalizowało ryzyko wyłączenia lampy w okresie zimowym, gdy zasilanie akumulatora jest znacząco ograniczone przez krótkie i pochmurne dni.

Obecnie, uliczne lampy solarne zasilane są najczęściej z baterii litowych, w tym litowo-jonowych (Li-Ion) lub litowo-żelazowo-fosforanowych (LiFePO4). Tego typu akumulatory mają zastosowanie m.in. w telefonach komórkowych czy samochodach elektrycznych. Różnią się one do modeli żelowych przede wszystkim:

• dużą gęstością energii,
• wysokim napięciem nominalnym ogniwa (także siły elektromotorycznej SEM),
• niskim współczynnikiem samorozładowania,
• wysoką trwałością cykliczną,
• szerokim dopuszczalnym zakresem temperatur pracy,
• wysoką sprawnością (ok. 99%),
• niską rezystancją wewnętrzną, co pozwala na szybkie ładowanie przy niskich stratach energii,
• stuprocentowym wykorzystaniem nominalnej pojemności, niezależnie od prądu ich rozładowywania (akumulatory żelowe zapewniają znacznie mniej energii użytkowej, przy większych obciążeniach, a dodatkowo ogranicza się je zazwyczaj do 50% nominalnej pojemności, aby zapobiec skróceniu żywotności),
• kilkukrotnie wyższą żywotnością,
• niższym wpływem na środowisko naturalne, ich utylizacja nie wymaga poniesienia tak dużych nakładów, jak w przypadku innych nośników energii.

Uliczne lampy solarne z czujnikiem ruchu

Uliczne lampy solarne ze względu na okresowe ograniczenia w dostępie do OZE powinny być wyposażone w systemy ograniczające zużycie zasobów energii. Jednym z nich są czujniki ruchu z możliwością sterowania trybami pracy urządzenia. Czujniki ruchu działają na zasadzie wykrycia obiektu ruchomego w określonej odległości od oprawy, np. od 5 do 12 m. Ich działanie polega na oszczędzaniu skumulowanej energii w akumulatorze poprzez włączanie trybu oszczędzania poboru, np. na poziomie 30% mocy świetlnej lampy. W przypadku wykrycia obiektu ruchomego w polu oddziaływania czujnika uliczna lampa solarna stopniowo rozjaśnia się do pełnej mocy lub określonej w zaprogramowanym trybie pracy.

Uliczne lampy solarne mogą pracować w różnych trybach, które mogą być ustawione przez producenta lub dowolnie konfigurowane przez użytkownika według potrzeb. Czujniki ruchu wraz z trybami pracy są bardzo korzystnym rozwiązaniem w ulicznych lampach solarnych, gdyż:

• zapewniają oszczędność energii, a przez to wydłużenie czasu pracy lampy, zwłaszcza w pochmurne dni,
• oprawy nie działają z pełną mocą w czasie, gdy nie jest to potrzebne – nie ma w pobliżu obiektów ruchomych,
• stanowią system ostrzegawczy – użytkownik obserwujący teren oświetlany jest automatycznie informowany, że pojawiły się obiekty ruchome na tym obszarze, gdyż lampy zostały wzbudzone.

Wytyczne oświetlenia drogowego

Oświetlenie drogowe jest zróżnicowane ze względu na rodzaj drogi, na której będzie stosowane. Należy jednak podkreślić, że zagadnienia te są materią opracowywaną przez projektantów oświetlenia drogowego lub inwestorów. W przypadku oświetlenia terenów takich, jak place manewrowe czy zaplecza magazynowe, nie ma żadnych konkretnych wymogów poza tymi, które usatysfakcjonują zamawiającego.

Gdzie można stosować uliczne lampy solarne?

Uliczne lampy solarne można stosować wszędzie. Jedynym ograniczeniem są tu czynniki naturalne lub sztuczne, które ograniczają dostęp do światła słonecznego lub wiatru. Jednak i w tym przypadku technologia pozwala na co raz dalej idące minimalizowanie tego typu ograniczeń.

Korzyści i wady stosowania

Uliczne lampy solarne zapewniają wiele korzyści, np.:

• nie wymagają uzyskania pozwolenia na budowę,
• eliminują koszty związane z opracowaniem dokumentacji projektowej, podłączeniem (np. prowadzenie linii elektrycznej w ziemi lub napowietrznej) oraz ich eksploatacją (nie ma rachunków za energię),
• umożliwiają realizację lamp ulicznych na terenach, na których nie możliwości podłączenia oświetlenia do linii elektroenergetycznych lub jest to problematyczne,
• prosta instalacja,
• ekologiczne rozwiązania technologiczne.

Stosowanie ulicznych lamp solarnych ma również kilka wad, np.:

• ryzyko wyłączenia się lampy, zwłaszcza w okresie zimowym,
• estetyka – lampy wyposażone w akumulatory żelowe to konstrukcje o znacznych gabarytach,
• koszt zakupu jest wyższy niż w przypadku opraw